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《转基因水稻华恢1号通过FDA安全性评价》

  • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者： huangcui
  • 发布时间：2018-02-08

  • 1月20日，美国食品和药品管理局（US FDA）网页上公布了该局对华中农业大学提交的转基因抗虫水稻“华恢1号”安全性和营养评价报告咨询的卷宗及相关信函，通知华中农业大学该局已完成对“华恢1号”安全性评价的咨询。根据该函件的精神，FDA认同华中农业大学提交的关于“华恢1号”的安全性评价的资料，认为“华恢1号”稻米无论是作为人类食品还是动物饲料在安全性、营养成分、抗营养因子等各种相关参数与原品种无实质差异。

    “华恢1号”于1998年由华中农业大学培育成功，对二化螟和稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫表现出很强的田间抗性，可大幅度降低水稻生产中农药施用量，显着提高产量，于1999年通过农业部组织的成果鉴定。经过近10年的安全性评价，农业部于2009年为“华恢1号”颁发了农业生物安全证书。从2009年起，华中农大就一直积极寻求在国外进行生物安全性评价，为我国转基因抗虫水稻开拓国际市场做准备。

    据华中农业大学相关负责人介绍，转基因抗虫水稻“华恢1号”通过了美国FDA和环保署的安全性审查程序，意味着“华恢1号”大米及其制品已可以出口美国并进入其市场面向普通消费者直接销售。这也表明我国检测机构对“华恢1号”水稻进行的食用饲用安全评价以及营养评价的实验方法和数据，得到了美国相关机构的完全认可。

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  • 《林拥军：转基因水稻的品质已经大大提升》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：zhangyi8606
    • 发布时间：2019-12-30
    • 本文系华中农业大学生命科学技术学院教授、国务院特殊津贴获得者林拥军在12月举办的2019年全国媒体记者转基因报道研修班的报告。他的授课主题是《我国抗虫转基因水稻研发进展》。以下为现场文字记录，文字已经作者审阅。 我主要是转基因抗虫水稻的，今天跟大家汇报一下我国转基因抗虫水稻研发现状。 我们都知道，水稻虫害是非常严重的，据不完全统计有385种昆虫危害水稻，主要为两个目的害虫，鳞翅目的二化螟、三化螟、稻纵卷叶螟和大螟，以及半翅目同翅亚目的褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱，同翅亚目害虫不仅仅造成直接的危害，还是很多病毒病传播的媒介，比如黑条矮缩病、条纹叶枯病等。所以解决了水稻的半翅目虫害问题，在一定程度上就解决了病毒病的问题。在水稻生产上，大约80%的农药用于防虫，解决了虫害问题就相当于减少了大概80%的农药残留。我们承担的“抗虫转基因水稻新品种培育”重大课题旨在解决两大类虫， 我先介绍一下我们为什么首先选择解决鳞翅目害虫，至今为止在稻种资源中还没有发现有效的抗性基因资源，其次鳞翅目害虫是水稻生产上最为严重的昆虫。1995年我们用基因枪介导的双质粒共转化，转化受体是明恢63（当时生产上最好的恢复系之一），我们做得时间跟世界上几乎是同步的，当时体系不是很成熟，转化体的数量相对较少，但幸运的是我们在少数几个转化体中，发现有个转化体TT51，其在自交后代中可以把选择标记基因分离丢失，在后代中筛选到一个仅含抗虫基因的单株，命名为TT51-1，即我们获得安全证书的华恢1号的前身。 这个转化体做了很多年，分子特征已经非常清晰。从图片上我们可以看到，在田间接种螟虫时，对照明恢63危害严重而华恢1号基本没有危害。目前生产上种植的籼稻品种大多是杂交种。本图片显示的是抗虫基因杂合状态下（即Bt汕优63），抗虫基因完全显性，Bt汕优63几乎没有危害，而其对照种汕优63危害严重。 在林敏老师报告后有记者提到转基因水稻能否留种的问题，林敏给出了回答，我这里还要重申一下，推广杂交种还是常规种是种业公司决定的，跟转基因育种还是常规育种技术无关，常规品种可以留种，而杂交种不能留种。我想若转基因品种推广，种业公司就不会太在意他们推广杂交种还是常规种了，因为转基因品种有外源基因的标签，不担心农民留种和被盗种的问题。 转基因品种的研发是个漫长的过程，也是非常费钱的。我们的华恢1号95年开始做，98年转化体成熟，2000年开始申请安全性评价，经过中间实验、环境释放和生产性试验，以及委托检测机构进行食用饲用安全性和环境安全性测试评价，2004年完成所有的试验，前后经过了10年时间；2005年我们申报证书，经过四年的反复评审认证，农业部于2009年8月17日给我们培育的华恢1号及Bt汕优63颁发了生产应用安全证书。 去年年初我们收到一个好消息，我们通过接近5年的时间，跟美国USDA、EPA以及FDA的推进式交流，最后跟FDA共进行了5次视频会谈以后，他们认可了中国对华恢1号所做的所有食用饲用安全检测的数据，于2018年年初我们收到美国FDA的一封信，告知我们华恢1号已经通过了他们的全面审查并且已经认可备案，现在在FDA官网上可以查到。也就是说，备案以后中国基于华恢1号及其衍生品种的大米以及米制品出口到美国是有安全保障的，可以出口到美国市场。 目前基于华恢1号已经转育了很多不育系、恢复系和配制了组合，只要推广出去都有大量的市场。现在做的品种不仅仅是考虑抗虫性问题，随着人们生活水平提高，对品质的要求越来越高，所以我们现在在保证抗虫性的前提下，全面考虑品质。我们华农做了华两优630，产量比对照品种II优838增产7.48%，抗虫性号，米质优，达到国标三级米标准。 川389A/成恢5198是四川农科院利用华恢1号转育一个组合，全程打药防虫的情况下比II优838增产5.36%，米质达到国家一级优质米标准。还有浙优7号，不仅仅抗螟虫，还抗瘟病，赣香优333可以抗鳞翅目和同翅亚目的稻飞虱。 2016年华恢1号参加了十二五成果展国家领导人看了以后觉得很振奋，认为是了不起的东西。 以上是第一代抗虫水稻。2000年考虑不仅抗虫是个大问题，除草也是个大问题。特别是当今采用的轻简栽培，抛秧甚至直播稻，除草是很大的问题。另外，这时我们还考虑害虫对Bt蛋白的抗性进化，我们我们自己新做了两个新基因， 1C和2A，2A不仅仅毒杀鳞翅目害虫，还杀双翅目害虫。这期我们采用自己获得专利的农杆菌介导的籼稻转化方法转化明恢63。基于高效抗虫性、单拷贝和农艺性状没有发生明显的改变的三个标准。我们在大量转化体中1C选择了5个转化体，2A选择了4个转化体。 我们先做抗虫性试验，这是接虫7天以后的情况，明恢63对照危害严重，旁边是1C的转基因水稻，虫子进入茎秆后就死在旁边，死得非常彻底。2A也是这样，上面是转基因，下面是对照。我们对表达量进行检测，叶片中的1C大概是2-3ppm，即每个公斤叶片中含有2-3毫克1C蛋白。田间试验我们看到5个1C，基本上是零危害； 2A的4个材料有零星危害。最后我们选择了1C-19和2A-1转化体用于后面的安全性评价实验。安全性评价实验从2004年开始，然后进行一系列的中间试验、环境释放试验和生产性试验，以及委托农业部检测部门进行了食用饲用安全性和环境安全性试验，2011年完成所有试验，2012年申报生产应用安全证书，目前没有批复。 我们花了很大力气做这两个转化体转育试验，因为这两个转化体所用基因以及转基因方法都有自主知识产权，另外还能抗除草剂，至今我们于协作组一起转育出的不育系、恢复系及组合。这代抗虫水稻特别重视其他的性状，例如华两优6505，既抗鳞翅目害虫，又抗稻飞虱和稻瘟病，可以更好地满足水稻生产的需要，具有更加广阔的应用市场。 前面做了很多单个基因的抗虫转化体，任何基因在生产上使用一些年份以后害虫都会进化有抗性，如果一个基因转化体的使用寿命是十年的话，两个没有交互抗性基因叠加，可以大大延缓害虫抗性的产生，理论上说可以使用100年，当然这是理想的算法。我们做的第三抗虫水稻就是将单价Bt基因聚合成双价Bt水稻。比如说1Ab和1C聚合，1Ab和2A聚合，2A与1C聚合。室内螟虫接种试验以及田间自然发虫和人工接虫实验结果显示，除了单价2A有零星的危害之外，其他的单价和双价Bt水稻都没有危害，效果非常明显。 在2005年，因为我们华恢1号的生产应用安全证书以及申报，当时妖魔化转基因谣言满天飞，还有些人提出“Bt蛋白会杀死虫子，难道对人不会有毒吗？”质疑。基于这样简单的命题，我们就开始做稻米中不含Bt蛋白的抗虫水稻，原理很简单，鳞翅目害虫主要危害水稻的绿色组织，即叶片和茎杆，我们人吃种子的胚乳，只要在胚乳里面不表达就可以了。基于这个原理，我们使用绿色组织特异表达的启动子驱动Bt基因表达，然后选择了6个抗虫性良好的转化体；其中有个转化体其胚乳里面的Bt蛋白含量只有叶片中含量的千分之一，每公斤大米中仅含2-3微克，基本上做到大米中不含有Bt蛋白的要求。我们选择了这个株系，田间接虫性试验显示其抗虫性不错，我们也在将这个材料往前推。但有人说我做的是伪科学。为什么呢？明知道Bt蛋白没有毒，为什么还要做这个工作呢，给别人的感觉是想要避开Bt蛋白，我自己也是这样觉得。 这个材料做成之后，反转人士又提出，大米中的Bt蛋白几乎没有了，但Bt基因还在其中，是不是可以把Bt基因去掉？基于这样的命题（“伪命题”），我们就着手做了。原理上很简单，Bt由绿色组织特意表达启动子驱动，基本上可以做到大米里面不含Bt蛋白。剔除外源基因的策略，我们用的是采用胚乳发育特异表达的启动子驱动的Cre-lox系统，我们试验的结果这个系统可以把外源基因剔除，但遇到一个难点。难点在哪里呢？我们剔除了胚乳里面的外源东西，还希望胚里面的Bt基因还要保留，后代种子还要种植。但结果是，在胚乳剔除的种子中约有百分之三四十的胚里面的Bt基因也被剔除，我们在努力寻找尽在胚乳里面干活，在其他地方不干活的启动子以期解决这个问题。 前面讲的是做鳞翅目害虫抗性水稻培育工作，下面我介绍一下团队做的抗同翅亚目稻飞虱的工作。在水稻资源中存在抗稻飞虱的基因，但每个基因的抗性效应有限，大家可以想象一下为什么？虫子和水稻是并行进化的，虫子想方设法要吃水稻，水稻想方设法不让虫子吃，生物是以繁衍后代作为第一生存要素，两者之间一直在争斗中，所以就有妥协，你可以吃我，但不能让你吃太多，这样来达到平衡。因此，我们可以通过常规聚合育种方法把多个基因聚合在一起，从而提高抗虫性。在这一块，团队中有不少协作研究单位发掘并利用这些内源抗性基因培育出达到生产可利用的抗性品种；鉴于本报告仅介绍转基因抗虫的工作，这里就不对常规抗稻飞虱品种培育做介绍。另一方面我们也在努力通过外源基因的方式来高效解决这个问题。 通过转基因方法解决问题可以有两者策略：1）过量表达内源抗性基因；2）筛选能够直接杀死虫子的蛋白，比如从Bt里面筛选。我们已经做了过量表达内源克隆了显性抗虫基因，得到了一些材料，抗性可以达到中抗或以上。 我们最想做的是寻找外源抗虫Bt蛋白，这个工作主要是四川农业大学李平老师做的，从四川地方Bt菌株资源里发现表达球形晶体的Bt蛋白，进一步的研究发现其对飞虱有毒性，进一步把基因克隆出来，证实其对稻飞虱有毒性，然后经过密码子优化、添加增加表达的原件构建融合基因并转化水稻，经测试转基因水稻对褐飞虱的抗性最高可以达到3级。他们进一步通过Bt蛋白的结构域互换，得到了HY151c和HY151b，其活性相较于原始蛋白提高了近40倍，转基因水稻接虫测试效果可以达到3级及以上。 抗鞘翅目害虫转基因水稻培育，我们设计合成了3A和3B两个基因，转基因水稻对负泥虫的抗性效果非常好，取食转基因水稻6天后的负泥虫死亡率百分之百。原本我们做想做的是抗稻水象甲的水稻，稻水象甲是外来入侵物种，目前已经在部分省份发生危害幼虫主要危害根部，成虫可以爬到地上部危害叶片和茎秆。这块工作我们遇到较大困难，因为至今我们还没有建立稻水象甲的饲养体系，抗性检测工作滞后。我们也对转基因水稻做了初步抗性测试，从取食斑来看是有效的，并且显示3A的效果比3B要好。 抗虫转基因水稻研发工作就是这样的情况，目前为止，抗鳞翅目害虫的产品已经准备好了，随时可以产业化；同翅亚目材料也基本具备，常规育种品系和转基因育种材料已经有了；抗鞘翅目害虫的转基因水稻还处于研究阶段。 互动环节： 记者：我是药师网的专栏作者，我们现在做科普，这方面还真的没有报道过，听完了课觉得非常有意义，公益宣传有很多年了，大家在认识转基因产品上都是低毒产品为共识，我们在北京上大学的时候老师就说转基因是低毒产品，那时候就有先入为主的概念。但是转基因也是分个体的，有A2就有毒性，其他的品种没有毒性。作为药师这方面，比较重视食品和药品的安全性。我想说咱们在安全性方面，对于人的食品安全要有大数据，我们写科普文章也要搜索这些数据，然后做科普宣传。这方面的数据非常少，医务界有一句俗话，离开剂量谈不良反应都叫耍流氓，咱们都在吃转基因的东西，就像我这么大的妇女吃大豆补充雌激素，实际上我们吃了很多年，但吃多大的量，对人体有什么影响，这方面要做大数据统计，得到普遍大众的认可，只要认可度高了，就有市场了。 另一位记者：吃盐之前有没有大数据统计，吃盐多了立刻要命。 记者：人也是有大数据的，为什么加碘，为什么WTO要限制盐的摄入量，要在6克，我们也是这么宣传的。根据疾病谱加碘盐做产业，是根据疾病谱做的，转基因还没有作为主食在全国范围内推广。 另一位记者：我觉得食物和药不一样，老鼠吃几十年，后代吃几十年，不现实。但是药必须上临床，这不是两个概念。 林拥军：说得非常好，但这块数据不是我们做的，我是研发人，无论是食用安全还是环境安全，都是农业部的资质单位做的。一般做过敏性、急性毒性和慢性毒性、营养成分和抗营养因子试验等；但我们做得更多，包括三代繁殖、致畸性等试验检测。华恢1号已经批了安全证书，简易版的数据挂在农业信息网上了，在上面可以查到。 主持人：也可以查一下农业部专门的网站，关于转基因的相关问答和数据，也都是挺齐全的。 记者：在转基因作物各个研发领域，水稻是比较受委曲的，1995年到现在二十多年了，还是这样的情况。我见过您几次，一直是笑呵呵的，你做这个事情的时候是无奈的笑呵呵吗？ 林拥军：有些无奈，但没有办法，但我一直想春天总会来的，至少期盼着。 记者：我是知识分子的，我同意很多研究确实是伪命题，为了应对批评而做的。包括基因编辑的东西，别人说杂交几千上万段，我现在就改一个。完了说不行，那个东西是整个复合物进去，还是留下了。好，现在就用其他技术，甚至不要这个东西进去。我觉得很多研究，包括正规的科学论文，都变成了这个样子，如果是纯粹科学的话，很多研究都不用做。 林拥军：你说得非常对，有人说我做的胚乳中剔除Bt蛋白和外源基因的工作是伪科学，因为本身我们研究的Bt蛋白就是无毒的，每天我们也要食入大量的外源基因。我做的目的仅仅想告诉大家，科学上是能够解决这些问题的。 记者：我是中国经营报的记者，我们比较关注财经的角度，我想请教将Bt蛋白剔除胚乳的研究，这种种子生产成本是不是比普通的转基因种子成本更高一些？开始提到了转基因留种的问题，如果有标识收费的话，这样种子生产成本是不是比杂交的要低？ 林拥军：材料做成以后，就没有成本了。美国人选择不标识，是因为任何标识是需要成本的，他们相信科学，不愿意为这个标识而增加成本。 记者：我是科技日报的记者，有些研究是为公众舆论而做，这些在科学上没有那么必要的研究，对于转基因科普到底是会起正向的作用还是可能会起负向的作用，公众觉得这是不必要解决的问题你非要解决，那肯定是有问题的，这是第一个。第二个是前一位报告人林敏老师讲到现在阶段科普已经没有意义了，重要的是产业化，您怎么看？ 林拥军：我同意林敏老师的观点，如果不产业化的话永远说不清，永远解释不清。为了产业化的科普没有意义，而产业化后的科普意义很大。 来源：林拥军
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  • 《转基因作物与环境安全评价》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：liuxiaoling01
    • 发布时间：2019-11-27
    • 作者 姜奇彦，胡正，孙现军，张辉（中国农业科学院作物科学研究所） 1 国际以及我国的转基因作物发展 1996年，国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)通过广泛的全球网络收集了全球转基因产品相关信息，发布了《全球生物技术/转基因作物商业化发展态势》年度报告，因此1996年也被称为转基因商业化的第一年。2018年是转基因作物商业化的第23个年头，转基因作物的全球种植面积达到1.917亿公顷的新纪录,自1996年以来增长了约113倍，累计达到25亿公顷。除2015年外，这是第22个增长年份（图1上）。中国的转基因作物种植面积近十年来并没有什么大的变化（图1下）。 图1 世界(上)及中国(下)转基因作物种植面积 (数据来源于ISAAA) 世界上多少个国家或地区应用了转基因作物？2018年统计，总计70个国家／地区应用了转基因作物，这里的应用包括直接种植及进口。其中26个国家或地区种植转基因作物，另外44个国家或地区进口转基因作物。而五大转基因作物种植国（美国、巴西、阿根廷、加拿大和印度）占全球转基因作物面积的91%。中国转基因作物种植面积在世界上排第七位,2018年种植290万公顷（表1）。 这里需要提一下巴西，2018年是全球第二大转基因作物种植国, 但巴西80%的大豆出口到中国。 排名 国家 种植面积(百万公顷) 转基因作物 1 美国 75 玉米、大豆、棉花、油菜、甜菜、苜蓿、木瓜、南瓜、马铃薯、苹果 2 巴西 51.3 大豆、玉米、棉花、甘蔗 3 阿根廷 23.9 大豆、玉米、棉花 4 加拿大 12.7 油菜、玉米、大豆、甜菜、苜蓿、苹果 5 印度 11.6 棉花 6 巴拉圭 3.8 大豆、玉米、棉花 7 中国 2.9 棉花、木瓜 8 巴基斯坦 2.8 棉花 9 南非 2.7 玉米、大豆、棉花 10 乌拉圭 1.3 大豆、玉米 11 玻利维亚 1.3 大豆 12 澳大利亚 0.8 棉花、油菜 13 菲律宾 0.6 玉米 14 缅甸 0.3 棉花 15 苏丹 0.2 棉花 16 墨西哥 0.2 棉花 17 西班牙 0.1 棉花 18 哥伦比亚 0.1 棉花、玉米 19 越南 ＜0.1 玉米 20 洪都拉斯 ＜0.1 玉米 21 智利 ＜0.1 玉米、大豆、油菜 22 葡萄牙 ＜0.1 玉米 23 孟加拉国 ＜0.1 茄子 24 哥斯达黎加 ＜0.1 棉花、大豆 25 印度尼西亚 ＜0.1 甘蔗 26 埃斯瓦蒂尼 ＜0.1 棉花 总计 191.7 表１　2018年全球转基因作物种植面积，按国家分类（单位：百万公顷） 数据来源于ISAAA,2018。 目前，国际上的转基因作物都包括什么呢？转基因玉米、大豆、棉花和油菜的种植面积及应用率都居于前列。除此之外，2018年转基因作物更加多样化（图2），且这些转基因作物均已上市销售，包括紫花苜蓿、甜菜、木瓜、南瓜、茄子、马铃薯和苹果。转基因甘蔗也开始在巴西及印度尼西亚种植。到目前为止，我国批准且已经商业化种植的转基因作物只有棉花，木瓜和杨树。转基因牵牛花、甜椒和番茄虽然中国曾批准投入商业化种植，但因市场原因未能推广，转基因水稻2009年获得安全证书后尚未完成生产许可，实际上也没有商业化种植。此外，自1997年我国还批准进口用作加工原料的转基因作物，包括大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜。 图2 国际上已经商业化的转基因作物 2 转基因作物环境安全问题 从上面的叙述中我们看到，国际上转基因作物的发展非常迅速。但是中国转基因作物的种植就像近10年来转基因作物种植面积变化曲线图一样曲折，在ISAAA发布的“2018年全球生物技术／转基因作物商业化发展态势”的报告中也提到亚太地区包括中国的一些国家实施监管准则并有效管理转基因产品的时间已有十余年，但是，政策环境的变化和强烈的批评意见成为转基因作物贸易和商业化的强大障碍。转基因作物的食品安全问题是最为关注和争论的焦点，当然，争论和质疑都是无可厚非的。除此之外，转基因作物的环境安全问题也成为人们反对转基因作物商业化种植的一方面理由。 转基因作物的环境安全指的是转基因作物的种植是否会产生潜在的环境和生态影响。转基因作物环境安全问题引起人们关注和争论更多是因为一些不实的“转基因安全事件”，有些是人们随手一写然后通过网络疯传，但有些是科研工作者发表在国际权威杂志上被广泛阅读传播。但不管媒介是什么，都要经得起推敲和验伪后再去相信。例如说我国2012年3月20日以来，各大网络论坛迅速流传一帖子《云南大旱的罪魁祸首-转基因桉树》。该帖作者（不详）说“桉树长得很快，需要大量的水和肥料。云南几千万亩桉树像一台台抽水机，吸干了当地的地下水，是导致云贵大旱的根源”。事实上，世界上现在根本就没有转基因的桉树，也没有任何证据能够证明种植桉树能够引起干旱。发生干旱的广西西北部不种或极少种桉树，大面积种植桉树的广西东南部和中部却不是旱区。桉树的原产地澳大利亚到处是桉树，并没有因此干旱连连。 再例如加拿大“超级杂草”事件，1995年，加拿大抗除草剂转基因油菜商业化种植，2000年，加拿大发现同时抗草甘膦、草丁膦和咪唑啉类1-3种除草剂的油菜，有人称此为“超级杂草”。事实上，这种油菜在喷施另一种除草剂2，4-D后即被全部杀死。所谓的 “超级杂草”并不存在。 还有美国帝王蝶与转基因玉米鏖战的故事。事情的起源是1999年，康奈尔大学的科学家 John Losey在《自然》杂志上发表了一篇论文。他的实验室发现，如果用撒了Bt转基因玉米的花粉的叶片喂养帝王斑蝶幼虫，4天内会有44%的幼虫死亡，余下的幼虫还发生了发育缓慢的现象。文章一发表，就引起了公众的高度关注。其实，在实验室条件下，某些Bt转基因玉米会对帝王斑蝶的幼虫有毒是意料之中的情况。因为这类转基因玉米本来就是针对鳞翅目害虫的，身在鳞翅目内的帝王斑当然会受影响。而John Losey实验室所用花粉的浓度远远高于自然条件。那么，在自然条件下，转基因玉米会危害帝王斑蝶的生存吗？为了回答这个问题，美国组织了一大批来自不同业界的科学家开展了一项为期两年的研究。他们用不同的方法，对市场上的Bt转基因玉米做了一次风险评估。他们的研究结果经过了独立科学家的评议，以6篇论文的形式发表在了2001年的一期《美国科学院院报》（PNAS）上。John Losey正是这6篇文章的作者之一。研究结论是现有的转基因玉米花粉不会在野外对帝王斑蝶幼虫造成危害。考虑到转基因玉米的种植减少了农药的使用，它们甚至有助于帝王斑蝶种群的扩大。2000年到2003年，美国的Bt转基因玉米种植面积的比例从18%增至25%，增长了近40%。与此同时，帝王斑蝶的数量也增加了30%。有记者采访John Losey，他说到“我不认为我的研究能预测任何东西，转基因玉米对帝王斑蝶的影响也许很严重，也许小到可以忽略。我们的文章只不过说明我们需要更加深入的研究而已。” 其实很多转基因作物的种植都对环境产生了有利的影响，如转基因抗旱作物会减少地球上有限的淡水资源的使用；抗病、抗虫转基因作物会减少农药的使用从而减轻对环境的危害等等。那么，转基因作物大规模长期的商业化种植对环境或者说生态平衡就没有任何负面影响吗？就目前的研究结果看，我们就已经知道答案当然是否定的。所以，不管是国际上，还是我国对转基因作物进入商业化种植都有严格的环境安全评价程序。 3 转基因作物严格的环境安全评价程序 我国转基因作物种植行为受《农业转基因生物安全管理条例》的规范，实行严格的分阶段评价。从实验室研究阶段开始，到田间、小规模的中间试验，再到大规模的“环境释放”，生产性实验，安全证书申请的评估等5个阶段。中国农业科学院吴孔明研究员指出“现在国际上对转基因评价基本上是两种模式，美国模式是对产品进行评估，欧盟模式是对技术过程进行评估，而中国既对产品、又对过程进行评估，此外还增加了大鼠三代繁殖试验和水稻重金属含量分析等指标，从这个角度来说，我国的评价体系是全球最严的”。 我国转基因作物环境安全评价的内容依据不同的目的性状会有所不同，主要评价内容包括（图3）：1)功能效率的评价，也就是对转基因作物进行目标性状的评价，例如对抗旱转基因小麦进行抗旱性评价，对抗虫转基因水稻进行抗虫能力的评价等。目标性状必须达到一定的水平才可以进入下一阶段的应用和评估。2）生存竞争能力的评价，也就是荒地条件下比较转基因作物和杂草的生存竞争力，栽培地条件下比较转基因作物和非转基因对照作物（转基因受体对照和非转基因主栽品种）的生存竞争能力，评价转基因作物是否具有较强的生存竞争能力从而成为优势杂草的潜势，进而破坏生态平衡的可能。3）基因漂移的风险，即外源基因向非转基因作物和野生近缘种逃逸及其可能带来的生态后果。4）抗生物胁迫（生物胁迫是指对植物生存与发育不利的的各种生物因素的总称，如病害、虫害、杂草危害等）转基因作物对非靶标生物的影响，如抗棉铃虫转基因棉花对棉铃虫之外的植食性生物的影响等。5）转基因作物对生物多样性的影响，如转基因作物对土壤微生物的影响。还包括一些特定性状的转基因作物可能引发的环境效应，例如抗生物胁迫转基因的长期使用是否导致靶标生物对转基因产生抗性，抗旱转基因作物长期栽培是否会对土壤理化性质产生影响等等。 图3 转基因作物环境安全评价内容 对于功能效率的评价，上游研发的课题，也就是创制出转基因作物的课题已经对转基因作物的目标性状进行了严格的筛选和评估，例如抗旱转基因小麦，研究人员要经过多年多点的田间抗旱性评价，转基因抗旱小麦的抗旱能力要显著高于受体对照。考虑到转基因作物的育种价值，受体对照一般选择当地大面积推广品种，或者转基因小麦与大面积推广品种进行杂交，这样保证了转基因小麦的丰产性。所以进行转基因作物环境安全评价的第一步就是选择受体材料和当地大面积推广品种作为对照，进行转基因作物的目标性状评价，达到一定标准，如抗旱转基因小麦的抗旱能力达到抗或高抗级别后，再进行下一项环境安全内容的评价。但对于该转基因作物目标性状的评价，不能既当运动员又当裁判员，创制转基因作物的课题与开展环境安全评价的课题应该不同。 生存竞争能力的评价是所有转基因作物都要开展的评价内容。作物本身是经过长期的人工驯化过程的，被称之为栽培种，它的生存竞争能力远不及杂草。但转入外源基因后，如抗旱、耐盐碱等基因，转基因作物的抗逆能力增加，有人会担心抗逆转基因作物生存竞争能力增强，从而具有成为杂草的可能性。因而环境安全评价内容设置转基因作物在荒地上与杂草的生存竞争能力比较，以及栽培地上与非转基因作物生存竞争能力比较。例如，孟山都转cspB 基因耐旱玉米MON87460，我国进口用作加工原料，对其进行的生存竞争能力评价包括1）14 个植物生长和发育特性指标，包括了不同处理条件下11 个试验点：6 个充分灌溉和限水处理都存在的试验点；5 个根据当地正常田间管理及给水条件进行处理的试验点。2）5 个与萌发及休眠相关的种子萌发参数。3）2 个花粉特性指标即花粉形态及活力。4）环境互作评价，包括特定病害、节肢动物或非生物胁迫的易感性或耐受性。5）自生苗潜势和野外生存能力。所有数据均支持MON 87460 玉米与常规玉米的生存竞争能力相当，引入外源基因并不会增加转基因耐旱玉米MON 87460转变为有害生物的潜势。从这个例子可以看到，对转基因作物生存竞争能力的评价非常严格。 转基因作物基因漂移的风险，是最受关注和争议的。基因漂移指某一个生物群体或个体，即一个或多个基因，通过风或昆虫等媒介转移到另一个生物群体中的自然过程，而且在自然界中已发生了千百万年。研究表明水稻、玉米、小麦、甘蔗等都有向他附近的同类作物或野生近缘种进行基因漂移的现象。不用避讳和否定，转基因作物与非转因作物一样，都会产生基因漂移。那么外源基因漂移之后会产生什么环境风险吗？人们担心什么呢？一是在某作物的起源地，如墨西哥是玉米的起源中心，如果在该地长期种植转基因玉米，外源基因如果漂移到当地原始材料中，人们担心会污染了玉米原始材料，减少物种多样性等。二是某些作物可以与其野生近缘种杂交，如果外源基因漂移到转基因作物的野生近缘种中，会不会严重影响其野生近缘种群体的生态安全性呢？这些疑虑也同样被科学家们所重视，所以针对这些疑虑进行了详细的研究并制定了严格的评价标准。例如基因最主要的漂移方式是通过花粉的传播，科学家们研究转基因作物花粉的漂移距离，研究转基因作物与其近缘野生种的空间分布是否重叠，研究转基因作物与其近缘野生种的杂交频率及后代成活情况等。然后针对这些研究结论，制定各种措施，通过时间、空间和物理隔离降低转基因漂移的频率（图4）。如，研究表明基因漂移的频率随花粉源距离的增加而降低，因此最简单有效的措施就是设置合理的安全距离，例如研究表明转基因水稻和非转基因水稻空间距离为6米时，能够检测到的基因漂移频率低于0.01%，这已经低于无意识混杂的许可值，这在生产实践中还是比较容易办到的。另外，还可以设置时间隔离，两块相邻的田块，各自种植的转基因水稻和非转基因水稻，不同时开花，也就是花期不相遇，它们各自开的花不可能互相授粉。还有一种物理隔离措施，是在植株比较矮小的转基因作物与非转基因作物品种之间，种植另外一种高杆农作物，如在大豆之间种植玉米或者高粱，就能大大减少甚至阻断由花粉介导的基因漂移。再加上农业部有关部门对转基因作物的种植以及收获的种子进行有效的安全监测和管理，我们可以说外源基因的漂移并不会产生可怕是生态风险。 图4 转基因作物种植过程中不同的隔离措施 转基因作物对非靶标生物的影响的评价是很多抗病虫转基因作物环境安全评价内容中非常重要的部分。任何一例转基因抗性作物都有非常明确的靶标。在转基因作物中靶标的意思是科学家挑选出来的外源基因转入到作物里去后，要达到的目的。例如，转Bt基因抗虫棉要防治的是棉铃虫，棉铃虫就是靶标。在同一块转基因田里，会生存着许多不是靶标害虫的其他动物，被称为非靶标生物。它们也会受到所转进去的外源基因的影响。为了维护自然中的生态平衡，需要评价转基因作物的种植对非靶标生物的生存是否会带来危害。环境安全评价工作者根据国际上相关标准，遴选具有代表性的，对害虫种群具有控制作用的，会接触到外源基因的，离靶标昆虫的亲缘关系较近的，在试验中易于室内饲养观察的生物物种作为指示种，然后通过对这些指示种的评价，来推测转基因抗虫作物的种植对其他众多生物物种的安全性。评价方法就是配制含和不含外源基因表达蛋白的饲料对非靶标生物进行饲喂一段时间后，通过一些指标的测定，评价外源基因是否对非靶标生物具有毒理效应，如果有，是取食了田间实际接触剂量多大倍数的条件下发生的。如果没有毒理效应，那么认为转基因作物对非靶标生物的没有影响。如果有影响，应该采取什么措施来消除或避免呢？例如抗虫基因Bt的靶标生物是棉铃虫，玉米螟或二化螟，而家蚕与它们同属鳞翅目昆虫，家蚕对Bt蛋白同样敏感，他也可能通过取食飘落于桑叶的Bt作物花粉而受到负面影响。而研究结果显示，家蚕通过取食桑叶而摄取到的Bt作物花粉量很低，不会对家蚕的生长发育产生显著的负面影响。但为了最大程度的降低Bt作物的种植对养蚕业产生负面影响，研究者建议Bt作物田与桑田之间，设立一定距离的隔离，避免Bt作物的花粉飘落于桑叶。 转基因作物对生物多样性的影响随着转基因作物种植时间的加长越来越受到人们的关注。转基因作物种植的田块里，除了转基因作物和杂草等植物之外，还生长着许多种以昆虫为主的小动物，他们之间存在着竞争、寄生、捕食、合作等各种关系，相互制约，共同生存，成为一个区域性的生态系统，共同维护着转基因作物种植田的生态平衡。当我们长期种植转基因作物时，会对这些小动物产生什么影响从而破坏区域生态平衡吗？科学家们依据相关国际标准，通过传统的方法或者现代分子生物学方法，对比转基因作物种植的田块和非转基因作物种植田块之间生物多样性的差异，来评价转基因作物是否对生物多样性产生影响。例如种植转基因抗旱小麦是否对土壤微生物产生影响，科学家们分不同时期，取转基因田块和非转基因田块的作物根际土壤，拿回实验室，用非常灵敏的现代分子生物学的方法分析转和非转基因作物种植的土壤中的微生物总量的差异，以及多样性的差异。到目前为止，还没有发现转基因抗旱小麦的种植对生物多样性产生影响。但我国转基因小麦还没有商业化种植，对于我国已经长期商业化种植的转基因抗虫棉来说，对生物多样性是否也没有任何影响呢？答案是否定的。我国当年由于棉铃虫的大面积爆发，转Bt基因抗虫棉研制成功并大面积种植，但Bt基因无效于次要害虫棉盲蝽。由于Bt棉能够控制棉铃虫等主要害虫，因而控制主要害虫的广谱性农药的使用量降低，这就间接的保护了棉盲蝽等次要害虫，加之棉盲蝽繁殖非常快等原因，次要害虫棉盲蝽目前成为主要害虫，对棉花造成严重伤害。这是种植转基因棉花所带来的始料未及的环境风险。棉盲蝽成了新的罪魁祸首，但我们的态度不是否定转基因抗虫棉，而是给转基因抗虫棉的研究提出了新的课题，需要寻找新的基因来为棉花做保护。除此之外，科学家们也在寻找棉盲蝽新的天敌以及新的防治办法，但可以预见，即便科学家们把棉盲蝽防治住了，棉花田里还会出现新的害虫，我们只能不断研究，解决不断出现的新问题。目前科学家们还建立了一些模型，去预测转基因作物种植在未来可能发生的风险，这样就可以在较早时候提前采取有效措施，避免一些环境风险的发生。 来源：基因农业网
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