抗除草剂转基因水稻的研究进展及其安全性问题_吴发强
基因工程农作物抗除草剂的研究进展
基因工程农作物抗除草剂的研究进展近年来，越来越多的农作物生产商开始将基因工程技术应用于生产中，以提高生产效率，减少农药使用量，从而保护环境和人类健康。
其中，基因工程农作物抗除草剂的研究也得到了广泛的关注。
一、基因工程农作物抗除草剂的定义基因工程农作物抗除草剂，简称转基因抗除草剂作物，是通过基因工程技术将除草剂抗性基因或抗性代谢路径转移到农作物中从而使其能够对抗除草剂的能力。
二、转基因抗除草剂作物的发展趋势随着生产效率的提高和全球人口增长，农作物的种植量和面积也在不断扩大。
但是，农业生产过程中使用的化学农药会对人类健康和环境造成危害，因此减少化学农药的使用量已经成为一个世界性的农业问题。
基因工程技术可以帮助提高作物的抗除草剂能力，减少农药使用量，从而对减轻农业对环境的影响、保护人类健康起到积极的作用。
三、转基因抗除草剂作物的技术原理一种常见的抗除草剂作物是抗草甘膦作物，即添加抗草甘膦的抗性基因到植物基因组中。
草甘膦是一种常用的除草剂，可以抑制植物生长。
在抗草甘膦转基因作物中，新加入的基因使该作物不会受到草甘膦的抑制影响。
四、常见的转基因抗除草剂作物常见的转基因抗除草剂作物包括抗草甘膦的大豆、棉花、玉米、油菜和甜菜等。
这些作物均利用了抗草甘膦的抗性基因，使其能够抵御草甘膦的危害，从而提高了生产效率和质量。
五、转基因抗除草剂作物的应用前景转基因抗除草剂作物已经在全球范围内得到了广泛应用。
随着技术的进一步发展，基因工程农作物的应用前景也十分广阔。
首先，转基因抗除草剂作物可以减少农业面临的诸多环境问题和健康问题。
因为这些作物降低了对除草剂的依赖和使用量，减轻了对环境的压力和人类健康的危害。
其次，基因工程技术可以帮助提高农作物的抗性和生产力。
通过导入外源性基因可以提高作物的抗草甘膦能力，促进作物的快速生长和成熟。
第三，转基因抗除草剂作物可以实现农作物的精准种植。
通过调整基因组，为作物提供更好的生长环境和生长条件，使作物能够在不同的区域和气候条件下更为适应生长。
转基因作物生物安全的研究进展及问题
转基因作物生物安全的研究进展及问题将人工分离和修饰过的基因导人到生物体的基因组中，由于导人基因的表达，引起生物体性状的可遗传修饰，这一技术称为转基因技术。
人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、遗传转化，均为转基因的同义词。
随着转基因技术的发展，它对整个社会经济、人类生活及思想产生着越来越大的影响。
首先，在生物制药及医疗方面，对人类健康的影响。
其次是在动植物新品种培育方面，转基因技术已成为区别于常规育种的一种新育种技术，它加快了育种进程、丰富了育种方法，人们可通过人工的方法修饰或改良一些有用基因，使这种新品种产生优良性状，让其更加符合人类的需要。
另外是在环境方面，现代工业和农业的发展不可避免地对环境产生了影响，通过转基因的方法可得到一些有用生物，而这些生物可将一些污染物清除。
同时，生物技术还在不断发展，新的技术不断产生。
生物技术的发展已改变着人类社会的许多方面，创造了新的技术，产生了新的产业，对人们生活的方方面面均产生了巨大的影响，甚至影响了人们的思想。
正如当年进化论刚提出时，大部分人感觉不可接受，但正是这些科学的事业推动着人们的社会发展。
文中综述了转基因技术对农作物及其生物安全产生的影响，旨在为转基因技术的进一步发展提供理论依据。
1 转基因作物的发展及现状转基因作物是利用生物技术将人工分离和修饰过的外源基因有目的地导入目标作物的基因组中，人为地加强或减弱某种生物功能，从而获得遗传性状发生改变的新品种（系）的过程。
转基因作物育种是生物技术在农业方面发展最早、进展最快的研究领域。
1972年美国科学家伯格，利用限制性内切酶，将猿猴病毒DNA和噬菌体DNA切开、重组，得到了第一批重组DNA分子，标志着DNA重组技术开始成为现代生物技术和生命科学的基础与核心。
1983年美国华盛顿大学和威斯康星大学的科学家分别宣布将卡那霉素基因导人烟草和将大豆基因转入向日葵，标志着植物转基因技术改良农作物的开始。
1986年美国批准首批转基因植物进入田间试验，这批作物主要是抗虫和抗除草剂棉花。
转基因技术在水稻性状改良中的应用进展
转基因技术在水稻性状改良中的应用进展世界上有超过30％的人口以稻米为主食，随着世界人口的增加，对稻米的需求逐渐增加。
据统计，未来25年粮食产量必须增加60％才可满足人口增长的需要。
世界尤其是我国将面临粮食问题的严峻挑战。
因此，迫切需要采取措施增加水稻等农作物的产量。
随着分子生物学研究的不断发展，转基因技术在植物遗传育种和品种改良上得到了广泛应用。
自20世纪人类首次获得可育的转基因水稻以来，转基因技术在水稻品种改良上得到了广泛应用。
该文综述了近年来水稻转基因技术的发展、应用进程。
l水稻基因转化方法基因转化的方法可分为2类：一是由载体介导的转化．主要的方法为农杆菌介导法；另一类是直接的基因转化，包括基因枪法、电击法、PEG法、脂质体转化法和花粉管通道法。
近年来，应用较多的为农杆菌介导法和基因枪法。
1．1农杆菌介导法农杆菌介导转化法是将外源基因插入农杆菌的质粒上，由载体将外源基因转移并整合到植物细胞基因组中去。
农杆菌介导法在水稻上的遗传转化研究最早始于1986年，Baba等用PEG促进农杆菌原生质球与水稻原生质体融合的方法获得了水稻愈伤组织，但未获得转基因植株圈。
随后。
Raineri等(1990)用粳稻的成熟胚与农杆菌共同培养获得了转基因愈伤组织，Southern分析表明，T-DNA已整合入基因组中，但未再生出转基因植株。
Chan等首次报道用农杆菌转化水稻根系外植体(1992)和未成熟幼胚(1993)得到可育转基因水稻，Southern blot分析表明。
T-DNA上的基因可传递给后代。
Hiei等(1994)利用“超级一二元载体”首次实现对粳稻的高频转化，得到大量转基因植株，使农杆菌介导转化水稻获得了突破圈。
农杆菌介导法转化方法简单、转化效率高；再生植株可育率高；可转入较大片段外源DNA；转入基因的拷贝数少，大大降低了同源抑制产生的基因沉默机率。
1．2基因枪法基因枪转化法是利用火药、高压气体或高压放电为动力，将包被有外源基因的颗粒通过基因枪高速轰击组织或细胞，使外源基因整合到细胞基因组内。
转基因水稻的生物安全性问题及其对策
摘要： 利用 $ 抗性和品质， 解决日益增长的 % & 重组技术将外源基因导入栽培稻创造转基因水稻的方法为提高水稻产量、 人口和粮食紧缺矛盾以及农业可持续发展开辟了一条崭新的途径。由于稻米在我国食物结构中的重要性和水稻起源的特殊 地位， 按照人类意志创造的转基因水稻可能对人类健康和生态环境造成不可预料的灾难， 因此， 转基因水稻安全性问题已成 为人们关注的焦点。本文回顾了转基因水稻的研究进展， 分析了转基因水稻可能产生的食品安全隐患及其可能对栽培稻其 它品种、 野生稻和稻田杂草以及非靶生物造成的危害， 从现代科学技术的正副效应出发， 客观地分析了转基因水稻的利弊关 系， 并针对转基因水稻的潜在危害提出了相应的对策。 关键词： 转基因水稻； 生物安全性； 对策
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直是各国政府和科学家关注的焦点。 水稻作为世界上最重要的粮食作物之一， 人们 对其遗传转化和育种利用等方面进行了深入细致的 研究， 建立起了水稻遗传转化的技术平台， 可将有用 的外源基因导入特定的细胞而获得转基因水稻植 株， 为水稻基因工程育种奠定了坚实基础。同时， 人 们对转基因水稻生物安全问题的关注程度也日益加 强， 在加快推进转基因水稻产业化进程中如何最大 限度地降低其可能带来的风险， 保障其健康有序地 发展， 是目前面临的关键问题。
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转基因水稻的生物安全性问题及其对策
杨庆文
（中国农业科学院作物品种资源研究所， 北京 ! ） " " " # !
抗除草剂转基因作物研究中的伦理学问题
抗除草剂转基因作物研究中的伦理学问题1 现代生命科学的发展1953年，遗传学家沃森和物理学家克里克建立起DNA分子双螺旋结构模型，成功地将生命本质还原到分子水平，从此生命科学便进入到了分子生物学时代。
人类虽然不能创造生命，但是从此却开创了改造生命的可能。
20世纪60年代末限制性内切酶的发现，使人类可以根据自己的需要拼接、重组DNA。
70年代初，当生物学家将两种病毒DNA剪切、重组，并准备引入大肠杆菌中表达的时候，引起公众一片哗然。
科学创造性活动引申出了意想不到的伦理学、社会学、心理学和法学的一系列难题。
但生命科学仍然按照自己的内在规律向前发展：不同物种基因组合，创造出了生物的特殊性状；人为地对基因调节控制，改变生物的形态特征；把体细胞核转移到去核卵细胞，培育出克隆绵羊；各种转基因作物的研究和栽培，各种基因工程菌在制药、食品、化工等领域广泛应用……当生命科学浪潮席卷而来时，带给人类社会是福是祸？这是每一个生命科学工作者都需要思考的问题。
2 生物伦理学基本准则2.1 生物伦理学概要伦理学是人类行动的社会规范。
人类行动的三个要素为行动者（agent)、行动(action)、后果(consequence)。
虽然追求知识没有任何禁区，但科学家在科研中的任何行为都不能逃避伦理规范：如人体实验给受试者带来太大伤害，没有获得他们的知情同意等，更不要说弄虚作假、剽窃等了。
伦理规范会随社会经济、科学文化、价值的改变而改变，但它的一些基本价值不会改变，如不伤害人、尊重人。
科学技术解决“能干什么”，伦理学解决“该干什么”。
二者是互补的。
科学技术的顺利发展与伦理上规范化是可以两全的。
不符合规范的科学活动会受到社会公众的谴责，反之可以更好得到社会公众的支持。
不合适的规范也会影响科学技术的发展。
2.2生物伦理学基本准则伦理学的基本准则包括：不伤害原则、尊重原则、公正原则。
2.2.1不伤害/有益“无伤，仁术也。
”（孟子）“己所勿欲，勿施于人。
杂交水稻参与杂草稻起源的证据及抗除草剂转基因水稻生态风险研究
杂交水稻参与杂草稻起源的证据及抗除草剂转基因水稻生态风险研究杂草稻是与栽培稻同种的杂草生物型,广布于世界各水稻产区,已经成为一些热带国家和地区导致水稻减产的首要杂草因素。
杂草稻的发生和危害在近年来有愈发严重的趋势,虽已经有众多杂草稻起源假说但尚无定论。
由于杂草稻和水稻对除草剂的反应一致,还没有对杂草稻有效但对栽培稻安全的化学防除方法。
抗除草剂转基因水稻一度被认为是有效解决杂草稻防除难问题的钥匙。
但对其商业化种植潜在的生态安全问题是我们必须进行防范的。
首先,杂草稻与转基因水稻之间的基因交流存在抗性基因逃逸的生态风险,由此产生的抗除草剂杂草稻会具有更大的防除难度。
其次,抗除草剂转基因水稻的商业化种植势必会加重对应用最为广泛的非选择性除草剂草甘膦和草铵膦的依赖,继而出现对单一类型除草剂长期使用的情况。
稻田杂草群落结构会因此而发生改变,某些可以逃过除草剂伤害的杂草可能迅速发展为优势群落。
抗/耐除草剂杂草问题也可能会因为在单一除草剂长期选择压下加重,从而为稻田杂草的防除带来新难题。
针对上述问题,本研究分别从杂草稻的起源、抗除草剂基因的逃逸、长期单一除草剂的使用三个方面为切入点展开研究工作。
1.栽培水稻来源是杂草稻的起源假说之一,对我国杂草稻基于形态特征和遗传多样性等研究也支持这一假说,但是缺乏直接证据。
利用质核互作雄性不育系进行制种的三系杂交水稻是于上世纪70年代初培育而成的,之后被迅速推广种植并一直占在我国水稻种植面积的一半。
由于利用杂种优势的杂交水稻自身是杂种,其后代如果存留田间会产生各种生物型的性状分离,由此将杂交水稻的大面积种植与近年来杂草稻大量爆发联系起来。
根据细胞质基因主要是通过母系遗传的特点,三系杂交水稻人为引入的不育细胞质基因可以成为研究栽培稻和杂草稻之间的关系的一个独特的标记。
我们首先从我国杂草稻发生最严重的辽宁、江苏和广东省选取了 36份杂草稻,利用传统的遗传学手段通过杂草稻和不育系及保持系间的杂交试验进行了野败型和BT型细胞质不育基因的检测,结果在来自广东的4份杂草稻材料中检测到了野败型不育细胞质基因,但没有检测到含有BT型细胞质不育基因。
转Bt抗虫基因水稻的研究进展和生物安全性及其对策
转Bt抗虫基因水稻的研究进展和生物安全性及其对策生命科学研究2009年水稻（Oryza sativa L.）是世界上最重要的粮食作物之一，全球约三分之一以上的人口以水稻为主食，仅中国就有8亿人［1，2］.同时，水稻也是受害虫侵袭最为严重的粮食作物之一.据不完全统计，全世界每年因虫害造成的损失占水稻总产量的5%以上，约为1×106t ［3，4］.特别是近年来，二化螟等蛀茎害虫的发生逐年加重，对水稻生产造成严重威胁.传统化学防治方法的长期使用，不但增加生产成本，造成环境污染，而且破坏了生态平衡，因此选育抗虫水稻是防治害虫最经济、有效的方法，随着植物细胞生物学和分子生物学的发展，利用基因工程将外源抗虫基因导入水稻，使水稻自身产生抗虫蛋白从而达到防治害虫的目的已成为现实［5］.目前，国内外已培育出多个高抗水稻螟虫（Cnapha locrocis medinalis ）的转抗虫基因材料，中国的转基因水稻已获准进入田间试验和环境释放［6］，但是由于转入的外源基因并非来自传统的基因库，转抗虫基因植物可能带来生态效应和环境风险问题已成为国际社会关注的焦点.因此，在转Bt （Bacillus thuringien -sis ）基因水稻进入大田试验和商品化生产阶段前进行生态风险性和安全性评价极其必要.1转Bt 基因抗虫水稻的研究进展苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis ，Bt ）是一种广泛存在于土壤中的革兰氏阳性菌，由在芽孢转Bt 抗虫基因水稻的研究进展和生物安全性及其对策王丽冰，刘立军，颜亨梅*（湖南师范大学生命科学院中国湖南长沙410081）摘要：转基因抗虫水稻的商品化种植已成为国内外广泛关注的热点问题.综述了转Bt （Bacillus thuringiensis ）抗虫基因水稻的研究进展、食品安全性、生态安全性以及对转Bt 基因水稻本身的性状变化的影响，并提出了防范策略，以期为转Bt 基因水稻的生物安全性评价和商品化种植提供科学参考.关键词：转Bt 基因抗虫水稻；食品安全性；生态安全性；防范策略中图分类号：S511 文献标识码：A文章编号：1007-7847（2009）02-0182-07Advances on Transgenic Bt Rice and Bio -security and StrategiesWANG Li -bing ，LIU Li -jun ，YAN Heng -mei *（College of Life Sciences ，Hunan Normal University ，Changsha 410081，Hunan ，China ）收稿日期：2008-04-08；修回日期：2008-11-05基金项目：国家自然科学基金资助项目（30570226）作者简介：王丽冰（1981-），女，湖南永州人，湖南师范大学硕士研究生，主要从事分子生态学研究，E -mail ：wlb_lanshan@/doc/ae10050144.html, ；*通讯作者：颜亨梅（1950-），男，湖南安仁人，湖南师范大学教授，博士生导师，主要从事动物生态学研究，E -mail ：yanhm03@/doc/ae10050144.html,.Abstract ：Commercialization of insect -resistant transgenic rice has become an important debatable issue in the world.It summarized influences of the research development ，the food safety ，the ecology security ofthe transgenic Bacillus thuringiensis （Bt ）anti -insect rice as well as character change of the transgenic Bt rice ，and proposed the guard strategies ，which could provide scientific reference in biological safe research and commercialization of the transgenic Bt rice.Key words ：transgenic Bt anti -insect paddy rice ；food safety ；ecology security ；guard strategy（Life Science Research ，2009，13（2）：182～188）第13卷第2期生命科学研究Vol．13No．22009年4月Life Science Research Apr ．2009·综述·第2期形成时产生的具有高度特异性杀虫活性的晶体蛋白所决定，称为杀虫晶体蛋白（Insecticidal crystal protein，ICPs）.ICP常以原毒素形式存在，当昆虫取食ICP后，在昆虫消化道内，在中肠消化酶的作用下，原毒素被活化即降解成具有毒性的多肽，活化的毒素分子与昆虫中肠上皮细胞上的特异受体结合，致使细胞膜产生一些穿孔，破坏细胞的渗透平衡，引起细胞肿胀裂解，使昆虫幼虫停止取食，最终导致死亡.Bt毒素是较早被利用的杀虫剂，它对人、哺乳动物无毒害作用.目前Bt毒素已成为植物基因工程及转基因育种应用中最广泛、最具有潜力和应用前景的抗虫基因.近20年来，Bt基因在水稻中的转化，表达及其转基因植物的鉴定和抗虫性已有许多报道，进展较快.1989年中国农业科学院生物技术中心杨虹等首次报道了用原生质体电融合技术成功地将Bt基因导入水稻“台粳209”［7］，紧接着于1991年谢道昕用花粉管通道技术成功地将Bt基因导入水稻栽培品种“中花11号”.他们所用的Bt基因都是直接从苏云金杆菌中分离纯化得到的，经分子生物学检验，证明Bt基因已整合到水稻基因组中［8］.虽然国内外迄今尚无Bt水稻商品化应用的实例，但获得Bt转基因抗虫植物的报道已有不少［8~16］.1995年与加拿大渥太华大学合作，利用农杆菌介导法成功地将密码子经过优化的Bt杀虫基因Cry1A（b）导入了许多水稻品种［17］，并从粳稻品种秀水11的转基因后代中获得了遗传稳定且对二化螟等8种鳞翅目害虫表现高抗性的Bt转基因抗虫水稻“克螟稻”［18，19］.1996年瑞士苏黎士植物科学研究所Wunn报道了用基因枪法将Cry1A（b）基因导入籼稻“IR58”.在R0、R1、R2代对鳞翅目水稻害虫有明显的抗虫效果，对二化螟，三化螟的最高致死率为100%，并从叶片中检测出Bt蛋白可溶性蛋白0.009%［20］.1997年国际水稻所（IRRI）Ghareyazi报道了用基因枪法得到转Cry1A（b）基因的香粳品系“827”，能表达相对分子质量为67kDa 的毒蛋白，表达量相当于可溶性蛋白的0.1%.T2代植株叶片对一龄二化螟，三化螟有高度抗性［21］.该研究所指出，应用C4PEP羧化酶基因为启动子使Cry1A（b）基因在水稻籽粒灌浆期功能叶片中高效表达，而在水稻籽粒（胚和胚乳）中不表达，这一研究结果对解决人类食用转基因抗虫水稻安全性问题具有开创性意义.1998年，浙江大学与加拿大渥太华大学利用农杆菌介导法将密码子优化的Cry1A基因导入粳稻品种秀水12中，获得的KMD1和KMD2“克螟稻”株系历代植物能够抵抗包括二化螟、三化螟、稻众卷叶螟和大螟等8种水稻害虫的危害，初孵幼虫的致死率高达100%［17］.目前该品种（秀水11）已经农业部审批在浙江省进入生产性试验阶段［19］.由于害虫极易对单个抗虫基因产生抗性，因此将两种或两种以上具有不同杀虫基因导入同一种植物中可有延缓抗性的产生.Cheng等以Ubi基因为启动子，利用农杆菌介导法获得转Cry1A（b）/Cry1A（c）双价抗虫基因水稻［14］.中科院遗传所采用农杆菌介导法将Cry1A （c）和经修饰的CpT1基因共同转入水稻“明恢86”，获得对靶标害虫具有较强抗性的双价抗虫水稻［2］，目前该品种已批准在北京和福建进入环境释放，且产业化形式良好.2转Bt基因水稻的食品安全性随着《农业转基因生物安全管理条例》的实施，转基因植物的安全问题越来越受到社会的广泛关注.尽管目前专家们还无法证明转Bt基因水稻给人类健康和生态环境有害或无害，但很大程度上影响了消费者对转基因食品的接受心理，并进一步阻碍了转Bt基因水稻的商品化.培育转基因水稻品种的最终目的是使转基因水稻进入市场，达到产业化生产，但能否实现此目标，很大程度上取决于它们的环境安全性和食品安全性，即关键要保证转基因水稻对环境和消费者是无害和安全的［22］.水稻是人类的主要食品，将Bt毒蛋白基因导入水稻，在水稻中得到表达，对人类的安全性存在潜在威胁，可以说转基因水稻对人类的安全性是影响推广应用转Bt 基因抗虫水稻的一个至关重要的限制因素［23］.由于Bt杀虫蛋白只能特异地与靶标昆虫中肠上皮细胞的受体结合，在哺乳动物组织中无此类特异性受体，因而不产生毒性.但是除插入基因及其表达产物外，由外源基因表达产物引起的刺激效应及其基因随机插入引起的位置效应，有可能会产生有害的成分［24］.另外，由于人们在构造载体时除目的基因外，还串联一些报告基因和王丽冰等：转Bt抗虫基因水稻的研究进展和生物安全性及其对策183生命科学研究2009年选择性标记基因，这些基因表达产物的安全性目前尚无定论［25］.同时，稻米作为人们日常生活中的主食，其消费数量也相当可观，因此有必要对转基因产品进行动物毒理性分析.王忠华等以“克螟稻”米粉为材料进行经口急性毒理试验和大鼠90d喂养试验，结果未见试验动物出现明显中毒症状，大鼠解剖也未见异常病理改变，表明KMD2稻米在≤64g/kg体重的剂量内对哺乳动物是安全的，对蒸煮后的米饭进行ELISA检测，结果未检测到Bt杀虫蛋白，表明蒸煮后稻米中的Bt杀虫蛋白可能发生降解或变性［26］.外源基因的组成型表达是导致转基因作物生产食品安全性风险的重要原因［27］，对于抗虫转基因水稻而言，抗虫基因在转基因稻米中的大量表达是消费者担心的焦点.虽然Bt作为生物杀虫剂在生产中已安全使用了许多年，也没有证据表明Bt毒蛋白对人类产生毒害作用［28］，但是Bt 毒蛋白在转基因水稻种子中的大量表达无疑会给消费者造成一定的心理压力.为此，李永春等利用在水稻中特异不表达，而在水稻其它营养器官中高效表达的特异性启动子序列RSP1和RSP2［29］，构建了抗虫基因Cry1A（c）的3个组织特异性表达载体并用于水稻遗传转化，获得了一批转基因水稻材料.为进一步培育食用安全性较高的转基因抗虫水稻品系奠定了重要基础.由于转基因作物是人造的生命，而不是大自然原有的品种.虽然至今没有任何证据证明转基因食品引发了安全问题，转Bt基因抗虫水稻在实验的过程中也一直没有发现安全问题，但更重要的是，现在并没有一例转基因作物是人类的主粮.面对转基因水稻，我们必须极为谨慎，因为稻米在各年龄层段都是饮食中重要的部分，包括刚断奶婴儿吃的米糕和稀粥.3转Bt基因水稻的生态安全性随着转基因工程技术的飞速发展，转基因水稻从实验室逐渐走向开放环境，转基因水稻可能带来的生态安全性问题也引起了科学家的关注.因为水稻是稻田生态系统的基础，转基因水稻的介入无疑会影响以水稻为基础的整个稻田生态系统.首先，转基因水稻通过食物链对第二营养级植食性昆虫的生长发育和繁殖产生直接影响；其次，对以植食性昆虫为食的寄生或捕食性天敌产生间接影响；最后，转基因水稻本身的物理性状、农艺性状、营养物质、挥发性和非挥发性次生物质等都可能产生非预期的变化，进而对各个营养层的节肢动物种类组成、数量和发生动态产生非预期的影响，从而引起稻田群落结构的变化［5］.3.1转Bt基因抗虫水稻对稻田生物群落的影响大多数情况下，转Cry1A（b）/Cry1A（c）籼稻对稻田节肢动物群落功能团组成及结构无明显的负面影响［30］.在生长发育的前中期，转Cry1A（c）/ CpT1水稻对稻田节肢动物群落产生一些负面作用，但在其它时期对群落没有明显影响［31］.崔旭红等［32］研究表明转Bt水稻对二化螟和三化螟具有高抗性，而对天敌蜘蛛影响不大，对害虫飞虱也没有影响，对中性昆虫和捕食性天敌的影响也不大.这说明转Bt基因水稻对水稻节肢动物群落影响不大，使用转Bt基因水稻并没有影响水稻田间节肢动物的生态平衡.何树林等［33］研究发现，转Bt基因水稻在分蘖期和抽穗期的稻田蜘蛛种类和数量与对照水稻品种无差异.转Bt基因水稻田间水生动物种类有鱼类、虾类、蝌蚪、水生昆虫和田螺等，与对照品种水稻田间水生动物种类和数量组成一致.说明转Bt基因水稻对稻田蜘蛛和水生动物种类、数量无明显影响，转Bt基因水稻对稻田生态系统环境来说初步证明是安全的.陈茂等通过连续3年的调查证实，从Bt稻田区向对照稻田区扩散的飞虱、叶蝉对Bt水稻没有偏好性，它们的卵寄生蜂也存在这一现象.可见Bt基因抗虫水稻并不会引起田间非靶标类群同翅目害虫数量的上升，相反，对这类害虫还有一定的趋避作用［34，36］.现有的研究结果均显示：Bt抗虫基因水稻对非靶标生物无明显负面影响，相反却提高了稻田生态系统的稳定性.这主要是是由于抗虫转基因水稻的种植大幅度减少了农药的使用量，促进稻田种类增多，生物多样性提高.转双价基因Bt/cpti水稻经过2年大田面积田间试验研究，表明该转基因水稻引发非靶标害虫稻飞虱灾变的风险较小；对稻田捕食性节肢动物亚群落的物种数变化的趋势、物种组成、优势种组成及种群数量没有显著影响；并能提高稻田中捕食性节肢动物的发生数量，尤其在水稻黄熟期能显著提高稻田中捕食性节肢动物亚群落的数量，在成熟收割前期能显著提高稻田中捕食性亚群落的物种丰富度［31，35］.因此，就目前研究可知，转Bt基因抗虫水184第2期王丽冰等：转Bt抗虫基因水稻的研究进展和生物安全性及其对策稻并未对稻田生物群落的稳定性产生影响.3.2转Bt基因水稻对土壤微生物群落及酶活性的影响Bt水稻的长期种植可能会使Bt杀虫蛋白在土壤中残留、富集.而土壤生态系统是生物循环和能量转化的重要场所，Bt杀虫蛋白在土壤中的富集可能影响土壤中的特异性生物功能类群及土壤生物多样性.因此，近年来Bt杀虫蛋白在土壤中的残留及其对土壤生态系统的影响逐渐受到国内外研究者的关注.有研究表明，有苏云金芽孢杆菌产生的Bt 蛋白进入土壤后，与土壤粘粒和腐殖酸迅速结合，结合态的Bt蛋白仍然保持杀虫活性，而且不易被土壤微生物分解，保持杀虫活性的结合态Bt蛋白在土壤中存留时间至少可达234d［37］.土壤酶活性反映了土壤中各状况密切相关.目前，有关转Bt基因作物对土壤生态功能影响的报道极少.吴伟祥等［38］在实验室条件下发现Bt 水稻秸秆种生物化学过程的强度和方向，是土壤微生物生态系统重要的生物学特性.土壤中的脲酶，磷酸酶、脱氢酶、纤维素酶、蔗糖酶和芳香硫酸酯酶等与土壤中的N、P、S、C等营养元素循环及植物营养对土壤蛋白酶、中性磷酸酶、脲酶的活性无显著影响，但对脱氢酶活性具有明显促进作用.孙彩霞等［39］实验发现，Bt水稻生长15d时，土壤脲酶的活性显著下降，土壤酸性磷酸酶的活性显著提高，而土壤芳香硫酸酯酶、蔗糖酶和脱氢酶活性的变化差异不显著；生长30d时，土壤脲酶的活性仍限制下降，土壤酸性磷酸酶、芳香硫酸酯酶和脱氢酶的活性显著升高，而土壤蔗糖酶活性的变化差异仍不显著.这种差异的产生可能是由于外源Bt基因插入水稻染色体中的某一位置引发不同生长发育阶段基因表达的多效性，进而引起水稻秸秆化学组成的变化所致.王洪兴等［40］研究了转基因水稻及其亲本秸秆在降解过程中对土壤微生物主要类群的影响，发现转Bt基因水稻细菌数量显著低于非转基因处理，转基因水稻真菌数量则显著高于非转基因和对照，放线菌数量则没有明显变化规律，非转基因秸秆降解反硝化细菌活性高于转基因，而解磷微生物活性处理之间无明显差异.3.3转Bt基因水稻花粉对昆虫的影响家蚕是我国重要的经济昆虫，有研究表明，家蚕取食了用Bt基因水稻花粉处理的桑叶后，对其致死率没有太大的影响，但对其体重和中肠细胞亚显微结构有一定影响［41，42］.但上述试验是室内处理剂量，实际稻桑工作环境下家蚕接触花粉的量远远小于室内处理剂量，可能不会造成太大影响.4转Bt基因水稻对昆虫产生抗性的影响苏云金杆菌杀虫剂在农业上的应用已有几十年的历史，由于Bt基因植物体内持续表达，害虫在整个生长周期都受到Bt杀虫蛋白的选择，将促使害虫对转基因植物产生相应抗性.害虫对转基因植物的抗性发展，不仅会削弱转基因植物本身的效益，而且会导致杀虫剂的再次大量使用，对环境产生负面影响.已知至少10种蛾类、2种甲虫和4种蝇类在实验室对Bt毒素产生了抗性，但在大田中仅有小菜蛾（Plutellaxylostella）对此毒蛋白产生了耐受性［43］，主要原因是Bt毒蛋白作用时间短，保留性低，使得选择压力小.有多项研究表明：敏感昆虫如一直以Bt植物为食会引起极高的致死率，从而达到防治害虫的目的；但另一方面，高杀死产生高的选择力，抗性产生和发展的速度与选择压力成正比关系，一旦害虫产生抗性，将对转Bt基因水稻的田间防治效果和可持续应用构成严重的威胁［44］.5转Bt基因水稻本身的性状变异对转Bt基因水稻的研究不仅需要关注其与近缘物种的基因流、害虫抗性以及非目标生物和生态系统的影响等问题，也要重视转Bt水稻本身生理生化特性的变化.不少文献报道了转基因植物会产生一系列性状变异.Lynch等［45］报道了转基因水稻表现出植株变小，花期推迟，育性降低等变异.吴刚等发现转Cry1A（b）、Cry1A（c）Bt基因的水稻在室温及田间生长条件下，与对照相比，在株高、穗长、单株粒重、百粒重和结实率等方面都显著降低，而单株有效分蘖数增多，生育进程推迟，落粒性增强.转基因植物性状变化除了由无性变异引起外，还由于外源基因的导入破坏了受体基因的活性，影响了受体植物的代谢过程，使表型发生了改变.所以在进行转Bt基因育种时，根据育种目标，选择优良表现型且较强杀虫活性的转基因植物，对于创造具优良性状的抗虫植物至关重要.185生命科学研究2009年贾乾涛等［46］报道了转Bt基因水稻中16种氨基酸，除叶片中蛋氨酸含量高于常规水稻外，其余氨基酸含量及其总量均低于常规水稻且绝大多数差异性显著，而茎杆中，转Bt基因水稻除组氨酸含量差异不显著外，蛋氨酸、酪氨酸、赖氨酸和脯氨酸含量与常规水稻差异性显著，其余氨基酸含量差异性均极显著.分析造成这种现象的原因可能是转Bt基因水稻中Bt基因的插入影响了水稻的生理生化反应，从而影响了氨基酸含量的变化及其表达.贾乾涛等［47］还对Bt水稻不同生长期几种重要成分的含量研究发现，在大部分生长期，Bt水稻和非Bt水稻氮、磷和硅的含量差异显著或极显著，但它们的变化趋势基本一致，氮和磷的含量在拔节期之后均呈下降趋势，而硅的含量则随水稻的生长发育呈上升趋势；在水稻生长前期，Bt水稻可溶性糖和还原性糖的含量不非Bt水稻低，但在后期比非Bt水稻高，且差异均显著或极显著，这表明Bt基因的插入使水稻的生理生化过程发生了变化，从而造成了生化物质含量的差异，但是这种变化究竟是与Bt基因有关还是与启动子有关或基因插入的位点有关尚待进一步深入研究.6展望目前的研究大多停留在实验室水平，而转Bt 基因水稻释放的现实环境为大田，因此有必要开展大田条件下的综合研究.将室内与大田研究相结合，更能反映实验室结果的可靠性与真实性，由于大田条件下影响影子繁多（如土、肥、气、热和水等），加大了研究的难度.但随着新技术与方法的不断引入和研究力度的加大，必将加快这方面的研究进程，从而使转基因植物朝着有利于人类生存与发展的方向前进.转Bt基因水稻的研究为防治害虫提供了一个较为经济便捷的途径，但转Bt基因水稻田是一种比较特殊的生态系统，它对鳞翅目害虫的控制，会使得其田间的物种的种类，节肢动物的优势度发生变化.因此转基因水稻对环境安全性的影响还需要更深入和长期的研究.对于转Bt基因水稻而言，目前在田间还未发现对Bt杀虫蛋白产生抗性的害虫类型，但这并不表明抗虫转基因水稻在靶标害虫的抗性上没有生态风险，昆虫成虫的移动和交配的细节是一定困难的，需要数年的跟踪和数据的积累.转Bt基因水稻通过食物链的传递是否对生态环境产生影响，必须通过其在生态系统中长期积累和级联放大效应才能最终显现出来，因此需要进行长期延续不断的调查研究.任何新技术都存在不同程度的风险，因此，不能因为暂时还没有发生转基因植物危害人畜和生态环境的案例而忽视其安全性问题，在转Bt 基因水稻投放市场前必须经过科学、严谨和长期的安全性评价.其生物安全性对策是：1）坚持“实质等同性”原则.对环境和生态系统进行长期的跟踪研究，确认其生物安全性.2）采用“终止子技术”.使Bt水稻收获的种子在诱导剂作用下不能育种.3）“高剂量”和“避难所”策略相结合.因高剂量能杀死大多数的抗性杂合子，且庇护所的代价小，易被农民接受.同时，避难所可以去除昆虫对Bt杀虫晶体蛋白产生的抗性基因，防止抗性等位基因在昆虫群体中固定，并且可以稀释昆虫群体中产生的抗性.4）“多基因”策略.针对Bt杀虫晶体蛋白只对某一种或几种害虫具有毒杀作用，而且害虫对Bt杀虫晶体蛋白产生抗性的问题，可以采用两种以上不同的对昆虫无交互抗性的Bt杀虫晶体蛋白基因转化植物或者使用Bt杀虫晶体蛋白和其它不同杀虫机理的杀虫蛋白组合，同时或分别导入同一受体植物内，避免昆虫产生抗性.总之，为了使转Bt基因水稻能早日得到推广，同时又保证安全，科研人员还需要在安全性方面着手，力争从转Bt基因水稻对人类、环境、生态等方面多层次、多角度地进行研究，以确保生物技术的健康发展.参考文献（References）：[1]杨友才，周清明.转基因水稻研究进展[J].湖南农业大学学报（自然科学版）（YANG You-cai，ZHOU Qing-ming.Adv- ances of the research on rice gene transformation[J].Journal ofHunan Agricultural University），2003，29（1）：85-88.[2]朱祯.高效抗虫转基因水稻的研究与开发[J].中科学院院刊（ZHU Zhen.Research and development of highly insert-resistant transgenic rice[J].Bulletin of the Chinese Academy of Sciences），2001，（5）：353-357.[3]HERDT R W.Research priorities for rice biotechnology//KUSHG S，TOENNIESSEN G H.CAB International.Philipippines：Wallingford/IRRI，Los Banos，1991.[4]朱祯，邓朝明，吴茜，等.高效抗虫转基因水稻的培育[J].云南大学学报（自然科学版）（ZHU Zhen，DENG Chao-ming，186第2期王丽冰等：转Bt抗虫基因水稻的研究进展和生物安全性及其对策WU Xi，et al.Efficient insect-resistant transgenic ricecultivation[J].Journal of Yunnan University（Natural Scien-ces），1999，21（S3）：146-147.[5]韩兰芝，吴孔明，彭于发，等.转基因抗虫水稻生态安全性研究进展[J].应用与环境生物学报（HAN Lan-zhi，WUKong-ming，PENG Yu-fa，et al.Research advances inecological safety of insect-resistant transgenic rice[J].Chinese Journal of Applied&Environmental Biology），2006，12（3）：431-436.[6]李桂英，许新革，李宝建，等.水稻抗虫基因工程研究新进展[J].中国稻米（LI Gui-ying，XU Xin-ge，LI Bao-jian，et al.Insect-resistant genetically engineered rice research[J].China Rice），2003，4：12-15.[7]杨虹，李家新，郭三堆，等.苏云金芽孢杆菌δ-内毒素基因导入原生质体后获得转基因植株[J].中国农业科学（YANGHong，LI Jia-xin，GUO San-dui，et al.Transgenic rice plants produced by direct uptake ofδ-endotoxin protein gene from bacillus thuringenesis into rice protoplasts[J].Scientia Agricul-tura Sinica），1989，22（6）：1-5.[8]谢道昕，范云六，倪丕冲.苏云金芽孢杆菌杀虫基因导入中国栽培品种中花11号获得转基因植株[J].中国科学（B辑）（XIE Dao-xin，FAN Yun-liu，NI Pei-chong.Bacillusthuringiensis insecticidal gene into cultivated rice varieties in China on the11th to spend to obtain transgenic plants[J].。
浅谈转基因水稻技术及安全性
浅谈转基因水稻技术及安全性转基因水稻技术是指通过基因工程手段，将外源基因导入水稻中，使其具有特定的抗病虫害、耐逆性等特征。
转基因水稻技术的出现，为解决全球粮食安全问题提供了新的途径，然而，随之而来的安全性问题也备受关注。
本文将就转基因水稻技术的原理、应用及安全性进行探讨。
首先，转基因水稻技术的原理是通过基因工程手段，将外源基因导入水稻中，使其具有抗病虫害、耐逆性等特征。
这些外源基因可以来自其他植物、细菌甚至动物，通过转基因技术将其导入水稻中，从而赋予水稻新的特性。
例如，将一些抗虫基因导入水稻中，可以使水稻具有抗虫能力，从而减少农药的使用，降低环境污染。
其次，转基因水稻技术的应用主要体现在提高水稻的产量和品质，以及增强水稻的抗逆性。
通过转基因技术，科学家可以将一些与产量和品质相关的基因导入水稻中，从而提高水稻的产量和品质。
另外，转基因水稻还可以具有抗旱、抗盐、抗病等特性，从而增强水稻的抗逆性，适应不同的生长环境。
这些特性的提高，可以有效地提高水稻的产量和质量，为解决粮食安全问题提供了新的途径。
然而，转基因水稻技术的安全性问题也备受关注。
首先，转基因水稻可能对生态环境产生影响。
一些抗虫基因的导入可能会影响水稻的生态系统，对其他生物产生影响。
另外，转基因水稻的种植可能会导致转基因水稻与野生稻杂交，从而影响野生稻的遗传多样性。
这些问题都需要引起重视，进行充分的安全评估和监测。
其次，转基因水稻可能对人体健康产生影响。
一些人担心转基因水稻可能对人体健康产生不良影响，例如导致过敏反应、毒性等。
因此，对转基因水稻的食用安全性进行充分的评估和监测显得尤为重要。
为了确保转基因水稻技术的安全性，需要进行严格的安全评估和监测。
在转基因水稻的研发过程中，需要进行充分的安全评估，确保转基因水稻对生态环境和人体健康不会产生不良影响。
另外，需要建立健全的监测体系，对转基因水稻的种植、加工和食用进行监测，及时发现并解决可能存在的安全问题。
抗虫转基因水稻研究概况及其安全性
防治害虫等方面的效果远ຫໍສະໝຸດ 于其产生的弊端ꎬ 但是人们没有想到ꎬ １９３９ 年米勒发明化学杀虫剂之后ꎬ 短短
２０ａꎬ 施用量 就 需 要 提 高 １ 倍 才 能 有 效 地 防 治 害 虫ꎮ
使用化学杀虫剂防治害虫ꎬ 不仅能够带来农药残留、
污染环境等问题ꎬ 更可能出现 “ 超级害虫” 等极端现
１ ６ ２０２０ꎬＶｏｌ ４０ꎬＮｏ ０８
农业与技术 ※农业科学
性ꎬ 如对 鳞 翅 目 害 虫 起 主 要 效 果 的 基 因 ｃｒｙ１Ａｂ [６] 、
而人体内并不具有这种杀虫蛋白的特异结合位点ꎬ 并
且杀虫蛋白在人体胃肠道酸性条件下不会产生活性ꎬ
因此不会对人体造成危害ꎮ 自 １９９７ 年我国开始推广
种植转基因棉花之后ꎬ 到目前为止ꎬ 尚未发现我国种
植的各种转基因作物对人体有危害或出现职业性过敏
等症状ꎮ
２ ２ 环境安全性
水稻是世界上最主要的粮食作物之一ꎬ 为全世界
近 １ / ２ 人口提供了主食 [１] ꎮ 水稻结的果实叫做稻谷ꎬ
稻谷脱去颖壳后是糙米ꎬ 糙米碾去米糠层就是人们日
常食用的大米ꎮ 糙米富含淀粉ꎬ 并含有 ８％ 的蛋白质
和少量脂肪以及核黄素、 铁和钙等营养元素ꎬ 碾去外
壳的大米营养价值大大降低ꎬ 故而现代社会健康生活
这些外源基因成为育种工作者的 “ 新宠” ꎮ 科学家将
这些 “ 新宠” 通过多种不同技术难度的方法ꎬ 如我国
较早使用的花粉管通道法、 基因枪法以及现在较为常
用的农杆菌介导法等方法ꎬ 导入到水稻体内ꎬ 并利用
分子生物学方法即 ＰＣＲ 检测方法、 Ｓｏｕｔｈｅｒｎ 杂交、 ＲＴ
我国转基因抗除草剂水稻的风险与控制
• 美国的情况
• 美国是杂草稻危害严重的国家，阿肯色州的红稻 危害导致每hm2平均损失近300美元。 • 美国运用抗除草剂咪草烟的水稻，很好的实现了 杂草和杂草稻的防治，2008年抗咪草烟的常规水稻 和杂交种占阿肯色和路易斯安那州水稻的40%； 2011年抗咪草烟的杂交稻占了美国水稻的50%
• 美国2002年开始大面积使用抗咪草烟水稻至今已有 12年，还没有看到抗咪草烟水稻失效的报道。假如 将来有一天抗咪草烟水稻失效了，美国人还有转 Bar基因抗草铵膦的转基因水稻可供使用，又能治 理杂草稻至少十几年
我国转基因抗除草剂水稻 的风险与控制
2012级农学一班 刘红红
知识来源
• 1.肖国樱《我国转基因抗除草剂水稻的生 态风险与控制》 • 2.王丰玲《转基因抗除草剂作物的研究进 展》
转基因作物的发展现状
• • • • 1.抗除草剂：59% 2.复合性状：26% 3.抗虫性状：15% 4.其他：1%
• 注：若将复合性状里的抗除草剂性状归入第一 项，抗除草剂性状则超过80%。
3.种内基因飘移风险分析及控制
• 水稻是自花授粉作物，一般自然条件下正常可育水稻间 异交率＜0.4%、花粉有效飘移距离不超过40 m。要获得 纯度达标的种子，正常可育的转基因水稻原种提纯繁殖 的隔离距离为20 m； • 转基因杂交水稻制种隔离距离100 ，花期隔离时间20 d， 二者配合使用时可适当降低标准； • 转基因水稻三系不育系原种提纯繁殖以距离隔离700 m、 花期隔离25 d为好； • 转基因水稻两系不育系原种提纯繁殖可降低标准，隔离 距离50 m或隔离时间20 d足够满足纯度需求。 • 转基因抗除草剂水稻不需要与常规水稻隔离，大面积生 产的常规水稻谷就能达到欧盟最严格的阀值标准
我国科学家开发出“抗除草剂水稻”
6/890 我国是农业大国，除草剂的使用大大减少了农业生产活动的人力成本，但在使用过程中，除草剂常发生飘移，导致其被农作物或树木等非靶向作物吸收，从而影响作物的正常生长，使作物减产甚至死亡。
因此，迫切需要发明一种作物表面防护技术，减少除草剂对于非靶向作物的损害。
近日，中科院合肥物质科学研究院技术生物所吴正岩研究员课题组研制出一种浸润性(亲水性和疏水性)受到光调控的植物表面防护剂，可降低除草剂类农药对非靶向作物的伤害，减少除草剂的危害，对作物进行保护，仿佛给植物穿上了一层防护“铠甲”，相关成果近日被《美国化学会可持续化学与工程》接收发表。
课题组以生物炭和纳米二氧化钛为原料，制备了一种浸润性受到光调控的作物表面防护剂。
该防护剂在作物叶片表面，通过红外和紫外调节其亲水疏水状态，既可以保证疏水状态下减少除草剂等在非靶向作物上的黏附，又可以保证亲水状态下叶面肥的高效使用。
该技术成本低，操作简单，环境友好，可为作物的表面防护提供有效合理的解决方案与技术支撑。
中科院研制出新型植物表面防护剂减少农药对非靶向作物的损害我国科学家开发出“抗除草剂水稻” 近日，中国农业科学院植物保护研究所周焕斌团队提出并应用单碱基编辑技术介导的植物内源基因定向进化技术，开发出具有除草剂抗性的水稻新种质，助力农作物精准分子育种。
在漫长的历史长河中，野生植物中多个关键基因上偶然出现的优良性状逐渐留传，最终形成现代作物。
然而，依靠基因缓慢的自然变异速率无法满足当今人类社会对农作物快速增长的需求。
因此，该团队在前期开发一系列单碱基编辑器基础之上，提出了单碱基编辑技术介导的水稻内源靶标基因的定向进化技术理念，在水稻细胞内人工模拟自然界基因的长期进化过程，短时间内创制成千上万个靶基因的新等位基因材料，用于育种筛选。
这项研究针对水稻除草剂基因进行引导。
通过除草剂抗性筛选，成功鉴定出4个自然界中未曾被发现的、对除草剂具有不同抗性程度的新等位基因；并通过单碱基编辑技术引入到水稻生产品种南粳46中，将其升级为通过苗期一、两次施药，生育期田间无杂草发生的“洁田稻”。
我国抗除草剂转基因作物面临的机遇和挑战
我国抗除草剂转基因作物面临的机遇和挑战作者：蒋田田文君慧来源：《安徽农业科学》2021年第22期摘要杂草作为农业生产的生物逆境之一，严重影响了全球粮食作物的产量和品质，给全球造成巨大的经济损失。
随着产生抗性的杂草品种不断增加、杂草发生面积逐年扩大，而除草剂新的作用机理的研发又愈加艰难，转基因技术给人们带来了新的希望。
2019年全球抗除草剂转基因作物已占转基因作物种植面积的88%，复合抗除草剂和单一抗除草剂成为主要的转基因应用性状。
在我国，抗除草剂转基因作物还没有被批准商业化生产，不过由于市场需求巨大、政策支持等，抗除草剂转基因作物的商业化生产将迎来利好的局面。
关键词抗除草剂转基因作物;机遇;挑战中图分类号 S-188 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）22-0239-04doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.22.061开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Opportunities and Challenges Facing Genetically Modified Herbicide-Resistant Crops in China JIANG Tian-tian WEN Jun-hui2（1. Syngenta （China） Investment Co.， Ltd.， Shanghai 200120; 2. College of Plant Protection， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510000）Abstract Weeds as one of the biotic stress in agricultural production， has seriously affected the yield and quality of food crops in the world wide， caused huge economic losses to the whole world. With the increasing number of resistant weed species， the occurrence area of weeds is expanding year by year， the research and development of new action mechanisms of herbicides are becoming more and more difficult， genetically modified technology has brought new hope to the people. In 2019， the global transgenic herbicide-resistant crops have occupied 88% of the planted area of genetically modified crops， compound herbicide-resistant and single herbicide-resistant have become the main traits of genetically modified applications. In China， the commercial production of transgenic herbicide-resistant crops have not yet been approved. However， due to huge market demand and policy support， the commercial production of transgenic herbicide-resistant crops will welcome a favorable situation.Key words Herbicide-resistant genetically modified crops;Chance;Challenge雜草为农业生产的生物逆境之一，与虫害、病害等并列危害着农业生产。
一种水稻抗除草剂转基因逃逸导致环境风险的检测评价方法[发明专利]
![一种水稻抗除草剂转基因逃逸导致环境风险的检测评价方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e712ebe290c69ec3d4bb7593.png)
专利名称：一种水稻抗除草剂转基因逃逸导致环境风险的检测评价方法
专利类型：发明专利
发明人：卢宝荣,蔡星星,汪魏,杨箫
申请号：CN201310590335.9
申请日：20131122
公开号：CN103563739A
公开日：
20140212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于转基因环境生物安全检测分析技术领域，具体为一种水稻抗除草剂转基因逃逸导致环境风险的检测评价方法。
本发明利用人工修饰EPSP合成酶抗除草剂转基因水稻和非转基因水稻及其野生稻近缘种群体为分析材料，进行人工杂交，建立含有epsps转基因和不含该转基因的杂种F 群体以及含该转基因和不含该转基因的F分离代实验群体；将这些实验群体分别在有草甘膦和无草甘膦的环境下进行不同方式种植，并对5个适合度相关性状进行测量。
通过计算转基因对群体带来的复合适合度指数，检测抗除草剂转基因逃逸对野生近缘种带来的环境风险。
本发明检测结果准确，效率高，对于抗除草剂转基因水稻生产的环境安全保证具有良好的应用前景。
申请人：复旦大学
地址：200433 上海市杨浦区邯郸路220号
国籍：CN
代理机构：上海正旦专利代理有限公司
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抗除草剂转基因水稻的研究进展及其安全性问题_吴发强
分子植物育种 ８４８ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｌａｎｔ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ
以 酵 母 ＡＬＳ 基 因 作 为 杂 交 探 针 ，Ｍａｚｕｒ 等 人 实验表明，转基因植株能忍受 ０．３％的 Ｂａｓｔａ 溶液。
（１９８７）从拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ）和烟草的抗除草剂的株
中科院华南植物园用已获得抗除草剂 Ｌｉｂｅｒｔｙ
抗除草剂基因是植物基因工程最早涉及的研究 领域之一，也是比较成功的植物基因工程。抗除草剂
转基因水稻的成功不仅解决了直播稻的化学除草问 题，而且也解决了杂交稻制种纯度的关键技术问题。 杂草是农作物生产的大害，自 １９４２ 年出现近代杂草 防治技术以来，化学除草剂有了很大的发展，由局限 于 ２，４ 滴（２，４－ 二氯苯氧乙酸）向多种类型化学除草 剂发展，品种逐步增多达数百个。１９７５ 年草甘膦因具 有杀草谱广、低毒、易分解、低残留、对环境较安全等 特点成为用量最大的除草剂（曾北危， ２００４）。
含有 ａｒｏＡ 基因（编码 ＥＰＳＰＳ）的 Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ 细胞对于草甘膦具有抗性。Ｍｏｓａｎｔｏ 公司的 Ｋｉｓｈｏｒ 等（１９９５）从生长在添加草甘膦的培养基上的 Ｅ． ｃｏｌｉ 中分离出一个对草甘膦具有相当强耐性的 ＥＰＳＰＳ 的 突变体— ——ＳＭ－１，其对草甘膦的耐性提高了 ８ ０００ 倍，其产生草甘膦耐性的原因是一个氨基酸序列发
将抗除草剂基因转入栽培作物，可以更有效地 使用除草剂除治田间杂草，保护作物免除药害，从而 增产增收。２０ 世纪 ８０ 年代，美国孟山都公司以其拥 有广谱、高效除草剂农达（草甘膦）的优势，率先开展
抗除草剂转基因水稻的研究进展及其安全性问题 Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ Ｒｉｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｓａｆｅｔｙ Ｉｓｓｕｅｓ ８４７
转基因抗虫水稻生态安全性研究进展_韩兰芝
应用与环境生物学报 2006,12(3):431～436 C h in J A ppl Environ B iol=ISSN10062687X 2006206225转基因抗虫水稻生态安全性研究进展3韩兰芝 吴孔明33 彭于发 郭予元(中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室 北京100094)摘 要 我国转基因抗虫水稻的商业化种植已成为国内外广泛关注的热点问题.本文系统综述了转基因抗虫水稻的遗传转化、基因漂流、靶标害虫的抗性风险、对非靶标生物和稻田节肢动物群落的影响以及B t杀虫蛋白在土壤中的残留等方面的研究进展.现有研究表明,B t水稻对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等主要靶标害虫具有较高的抗性水平,对稻飞虱、叶蝉、捕食性天敌等非靶标生物的生长发育和稻田节肢动物群落的稳定性无明显影响.靶标害虫的抗性和转基因水稻与杂草稻、野生稻之间的基因漂移风险是转基因抗虫水稻商业化种植的主要环境安全问题.参60关键词 转基因抗虫水稻;靶标和非靶标生物;节肢动物群落;抗性治理;基因漂流;环境安全CLC S511.035.3:S435.112Research Advances i n Ecolog i ca l Safety of I n sect2Resist an t Tran sgen i c R i ce3HAN Lanzhi,WU Kong m ing33,PE NG Yufa&G UO Yuyuan(S tate Key L aboratory for B iology of P lant D iseases and Insect Pests,Institute of Plant Protection,Chinese Acade m y of A gricultural Sciences,Beijing100094,China)Abstract Commercializati on of insect2resistant transgenic rice in China has become an i m portant debatable issue in the world.The current advances in insect2resistant gene transfor mati on,gene fl ow,resistance manage ment of target pests,i m pacts on non2 target organis m and arthr opod community structure in rice habitat,and degradati on and re mains of B t t oxin in s oil are revie wed in this paper.The p investigati ons show that B t rice possesses high efficiencies f or contr olling the stri ped stem borer, yell ow stem borer and rice leaf r oller,and there are no significant differences in gr owth and devel opment of non2target organ2 is m s,such as rice p lanthoppers,leafhoppers and p redat ors,and the stability of arthr opod community structure bet w een B t rice and conventi onal rice habitats.It is indicated that gene fl ow fr om transgenic rice t o weed rice or wild rice,and resistant man2 agement of target pests t o B t rice are the maj or ecol ogical risks f or commercializati on of B t rice.Ref60Keywords insect2resistant transgenic rice;target and non2target organis m;arthr opod community structure;resistant manage2 ment;gene fl ow;ecol ogical safetyCLC S511.035.3:S435.112 水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全世界有30多亿人口以稻米为食.同时水稻又是虫害最多的粮食作物之一,田间害虫种类达624种以上,每年因虫害损失的稻谷占总产量的5%～10%[1].特别是近年来,二化螟等蛀茎害虫的发生正逐年加重,对水稻生产造成严重威胁.传统化学防治方法的长期使用,不但增加生产成本,造成环境污染,而且还破坏了生态平衡,因此选育抗虫水稻是防治害虫最经济、有效的方法.随着植物细胞生物学和分子生物学的发展,利用转基因工程将外源抗虫基因导入水稻,使水稻自身产生抗虫蛋白从而达到防治害虫的目的已成为现实.1993年,Fuji m ot o等首次报道成功获得转B t基因水稻以来[2],众多研究者又相继将不同类型的B t杀虫蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因和植物或动物源凝集素基因转入不同水稻品种,获得一系列对靶标害虫控制效果显著的转单价或双价抗虫基因水稻[3～13],这些研究均为水稻害虫的防治提供了新策略.由于转入的外源基因并非来自传统基因库,转基收稿日期:2005203221 接受日期:20052042253国家973项目资助(No.001CB1090) Supported by the State"973"Pr ogra m of China33通讯作者 Corres ponding author(E2mail:wkm@)因抗虫水稻可能带来的生态效应和环境风险已成为国际社会关注的焦点.近年来转基因抗虫水稻的研究概况、靶标害虫的抗性风险、对非靶标生物、稻田节肢动物群落及根际土壤生态系统的影响以及基因漂移等均有大量报道,现就有关进展综述如下.1 转基因抗虫水稻的研究概况在水稻抗虫方面,应用最多的杀虫蛋白为苏云金杆菌(B acillus thuringiensis,B t),它是一种能够产生晶体蛋白(in2 secticidal crystal p r otein,I CP)的芽孢杆菌,靶标害虫取食B t 后,晶体蛋白在昆虫碱性肠道内溶解,经中肠蛋白酶的消化作用,将晶体蛋白降解为活性蛋白,活性蛋白与中肠膜受体结合,毒蛋白插入昆虫中肠细胞膜内,形成跨膜离子通道或孔,导致细胞溶解,最终使昆虫死亡[14].它还具有专一性强、效果好、对人畜安全等优点,因此B t成为转基因技术的首选材料.1993年,Fuji m ot o等用原生质体电激法将经修饰的C ryl A b基因导入粳稻,首次获得高表达的B t水稻植株[2],其后一些研究者又选择不同的启动子,利用基因枪法分别将C ryl A b或C ryl A c基因导入一系列籼稻和粳稻品种中,获得高表达且对靶标害虫幼虫致死率高达90%以上的转基因植株[3,4].在国内转单价抗虫水稻也取得突破性进展,1998年,浙江大学与渥太华大学合作,利用农杆菌介导法将经修饰的C ryl A b基因导入粳稻品种“秀水11”,获得遗传性高度稳定的克螟稻及其一系列衍生品种,目前该品种已经农业部审批在浙江省进入生产性试验阶段[10].除B t外,某些植物源基因如蛋白酶抑制剂基因和植物源凝集素基因也具有较好的抗虫效果.蛋白酶抑制剂广泛分布于植物组织和器官中,能够削弱或阻断蛋白酶对食物中蛋白质的消化,导致昆虫非正常死亡.转马铃薯蛋白酶抑制剂基因(Pin Ⅱ)水稻和转豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI)水稻,均对大螟具有较好的抗性[5,6].植物凝集素(lectin)是一类能特异识别并可逆结合糖类复合物的非免疫性球蛋白.当被昆虫吞食至消化道时,与昆虫肠道周围细胞壁膜糖蛋白结合,影响营养物质的吸收,并在消化道内诱发病变,使昆虫致病而死亡.目前在转基因工程方面应用最多的有雪花莲凝集素(G NA)、豌豆凝集素(P2lec)和半夏凝集素(PT A)等.转雪花莲凝集素基因水稻对小褐飞虱(L aodelphax striatellus)和褐飞虱(N ilaparvata lu2 gens)表现出明显的抗性,既能降低其存活率又能降低其产卵能力并延迟发育[7,8].由于害虫极易对单个抗虫基因产生抗性,因此将两种或两种以上具有不同杀虫机制的基因导入同一植物中可有效延缓抗性的产生.Cheng等以U bi基因为启动子,利用农杆菌介导法获得转C ryl A b/C ryl A c双价抗虫基因水稻[9].卫剑文等用基因枪法获得转C ry1A b/SKTI(大豆胰蛋白酶抑制剂基因)基因籼稻[11].中科院遗传所采用农杆菌介导法将C ry1A c和经修饰的CpT I基因共同转入水稻“明恢86”,获得对靶标害虫具有较强抗性的双价抗虫水稻[12],目前该品种已批准在北京和福建进入环境释放,且产业化形式良好.J iang等将C ryl A b、C ryl A c和抗白叶枯基因Xa21共同转入籼稻“明辉63”中,表现出既能抗虫又能抗病的双重性能[13].2 转基因抗虫水稻生态安全性评价2.1 靶标害虫对其抗性的风险评价2.1.1 抗虫蛋白的表达及其抗虫性 B t水稻中杀虫蛋白的表达呈一定的时空性,即水稻主茎叶片中的B t杀虫蛋白含量在孕穗期最高,抽穗期最低;空间上茎、叶、叶鞘中表达量较高,根中表达量相对较低[15].转C ry1A c/CpT I的双价抗虫水稻中Cry1Ac杀虫蛋白的表达量一般以生育前期较高,生育后期较低.时间上,主茎叶片中杀虫蛋白的含量在拔节期最高,孕穗期开始下降,扬花期和灌浆期最低,到成熟期略有回升.主茎中杀虫蛋白的含量在苗期、拔节期和扬花期较高,种子中含量最低.灌浆前对二化螟初孵幼虫的致死率为90%;灌浆后抗虫性有所下降,致死率约为60%[16].2.1.2 靶标害虫对转基因水稻的抗性水平及其抗性治理策略不同地理种群的二化螟对B t杀虫蛋白的敏感性存在显著差异,相差倍数达10倍以上.如湖南长沙种群对Cry1Ac和Cry1Ab两种杀虫蛋白均表现不敏感;山西安康种群对Cry1Ac 表现高度敏感,北京海淀种群对Cry1Ab表现高度敏感[17].连续3年的田间调查表明,转C ry1A b基因水稻K MD1和K MD2对稻纵卷叶螟幼虫均表现高抗水平[18].Bentur等采用F2代遗传浓缩法从450个三化螟单雌系中未检测到高抗基因的存在,估计田间种群的抗性初始基因频率<3.6×10-3,说明三化螟种群对转C ry1A b基因水稻还处在敏感水平[19].虽然目前靶标害虫还未对转基因水稻产生抗性,但对其他转基因植物的研究表明,B t杀虫蛋白几乎在转基因植物整个生育期的各个部位表达,对靶标害虫的多个世代具有选择压力,容易产生抗性.虽然目前的报道小菜蛾是唯一在田间对B t 植物产生抗性的害虫[20,21],但在室内却已筛选出多种对B t杀虫蛋白产生高抗的种群[22～24].因此有学者预测,靶标害虫对B t植物的潜在风险,将成为制约其推广和应用的关键因素[25].毋庸置疑,转基因水稻也将面临同样的命运,因此开展靶标害虫对转基因抗虫水稻的抗性风险评价和抗性治理已成为当前亟待解决的问题.庇护所策略是目前害虫抗性治理的主要方法[26].其原理为在B t作物周围种植一些非B t作物,作为敏感害虫的庇护所,使敏感个体与B t植株上的抗性个体随机交配,产生的杂合子后代在B t植株上不能存活,从而达到治理害虫的目的.庇护所的方式有两种:一种是B t作物与常规作物的种子混合种植,呈随机分布,常规作物作为敏感虫源的庇护带.另一种在B t作物周围设置特定的区域种植非B t作物.非B t作物何种分布形式的选择要根据害虫的取食和运动特性决定.对于幼虫单食性、运动性差和成虫扩散能力弱的害虫,可选用随机分布形式;而对于幼虫多食性、运动性强且成虫能远距离迁飞的害虫如棉铃虫,适宜选择分区种植方式.但大多数研究认为,分区种植能更好地保护敏感个体[27,28].对二化螟和三化螟的研究表明,幼虫在B t和非B t稻田的迁移,削弱或限制了庇护所的作用[27,28],抗性治理的最好办法是分区种植,保护区与B t稻田的距离在l k m内较适宜[29].庇护所面积的大小、远近也影响该策略的成功与否,对成虫迁移扩散能力强的害虫来说,庇护所的面积可小一些,与B t田的距离可远一些;反之庇护所面积要大,与B t作物间隔的距离也要近.另外,如果B t作物能够高表达,只需较小的庇护所即可,反之庇护所面积就要扩大.目前“高剂量”与“庇护所”策略相结合被认为是B t作物抗性治理的最佳方式.因高剂量能杀死大多数的抗性杂合子,且庇护所的代价较小,易被农民接受.在国外,就棉铃虫的抗性治理,已形成了特定的种植模式.在美国:80%B t棉花+20%普通棉花或95%B t棉花+5%普通棉花(不防治棉铃虫);在澳大利亚:30%B t棉花+70%普通棉花[30].我国虽然还没有这种种植模式,但在华北B t棉种植区已形成了其独特的抗性治理方式,即棉花、玉米、大豆、花生等多种棉铃虫寄主作物小规模交叉混合种植,为棉铃虫提供了天然庇护所.春播玉米、花生和大豆为第2代棉铃虫提供庇护所,早播和晚播夏玉米的穗期可分别为第3、4代棉铃虫提供庇护所[31].同样,水稻害虫的抗性治理可借鉴转基因棉的成功经验.除水稻外,茭白、荸荠也是二化螟的寄主;大螟除了危害水稻外,还危害糯玉米;禾本科和莎草科杂草也是稻纵卷叶螟完成世代发育的寄主.因此在栽培制度上,可考虑B t水稻与茭白和荸荠间作或隔离种植.另外,还可考虑水旱田间作或相邻种植,如在稻田周围种植糯玉米,田埂或地头适当保留一些杂草,这些措施均可为水稻害虫的抗性治理提供帮助.除庇护所策略外,多基因策略也是延缓害虫抗性的有力措234 应用与环境生物学报 C h in J A ppl Environ B iol 12卷施.Lee等研究认为,C ry1A a或C ry1A c与C ry1C或C ry2A间的组合是治理二化螟和三化螟的有效措施,最近研究发现, C ry1A b与C ry1C或C ry2A间的组合也是非常有效的[32].M aq2 bool等将C ry1A c和C ry2A杀虫蛋白基因转入水稻中,发现两种杀虫蛋白的表达量均较高,且抗性治理只需较小面积的庇护所即可[33].2.2 对非靶标生物及稻田节肢动物群落的影响水稻是稻田生态系统的基础,转基因水稻的介入无疑会影响以水稻为基础的整个稻田生态系统.首先,转基因水稻通过食物链对第二营养层植食类昆虫的生长发育和繁殖产生直接影响;其次对以植食类昆虫为食的寄生或捕食性天敌产生间接影响;最后转基因水稻本身的物理性状、农艺性状、营养物质、挥发性和非挥发性次生物质等都可能产生非预期的变化,进而对各个营养层的节肢动物种类组成、数量和发生动态产生非预期的影响,从而引起稻田群落结构的变化.2.2.1 对非靶标害虫的影响 目前研究表明,在高强度B t 杀虫蛋白选择压力下,靶标害虫种群密度可能下降到相当低的水平,非靶标害虫稻蓟马、飞虱和叶蝉等因生存竞争压力减小,引起种群数量上升[34,35].并不是B t水稻都能促进非靶标害虫种群数量的上升,Bernal等研究认为,B t水稻对褐飞虱及其天敌黑间绿盲蝽(Cyrtorrhinus lividipennis)的取食、生长发育和存活均无显著影响[36].褐飞虱在取食和产卵时对转C ry1A c/CpTI 抗虫水稻无明显选择性,但白背飞虱若虫和成虫均明显趋向转基因水稻[37].在晚稻生长后期,转C ry1A c/CpTI稻田的褐飞虱种群数量明显上升[38].转C ryl A b/C ryl A c杂合基因籼稻在移栽后的早中期和中后期能促进白背飞虱和黑尾叶蝉的若虫发生,但在其它时期,均无显著影响[39].可见转基因抗虫水稻对非靶标害虫的控制作用不明显,在一定程度上还因施药量的减少促进其种群数量的上升.2.2.2 对天敌昆虫的影响 二化螟绒茧蜂寄生取食B t水稻(C ryl A b)的二化螟后,其结茧率和寄生率均显著低于对照,且对蜂的大小也有影响,即茧长和前翅长均小于对照[40].陈茂等研究发现,稻飞虱和叶蝉的卵寄生蜂———稻虱缨小蜂(A nagrus s p.)和叶蝉柄翅小蜂(L ynaenon longicrus)多从B t籼稻区向对照区扩散,因而推测B t水稻可能影响寄生蜂的搜索行为[35].在克螟稻和转C ryl A b/C ryl A c杂合基因籼稻田中,靶标害虫寄生蜂———茧蜂或姬蜂的数量一般低于或显著低于对照,而非靶标害虫寄生蜂和捕食性天敌与对照没有显著差异.克螟稻和转C ryl A b/C ryl A c杂合基因籼稻对捕食性天敌无明显负作用,有时甚至呈现一定的正效应[39].值得注意的是,B t稻田内靶标害虫种群数量的下降,直接影响了寄生性天敌的生长发育和种群增长,但并不代表转基因抗虫水稻本身对寄生性天敌产生负面效应.B t水稻对寄生性天敌的影响比较复杂,需要从多方面进行深入研究.2.2.3 花粉漂移的风险评价 家蚕是我国重要的经济昆虫,有研究表明,家蚕取食了用B t水稻花粉处理的桑叶后,对其致死率没有太大影响,但对其体重和中肠细胞亚显微结构有一定影响[41,42].但上述试验均是室内处理剂量,实际稻桑共作环境下家蚕接触花粉的量远远小于室内处理剂量,可能不会造成太大影响.2.2.4 对稻田节肢动物群落多样性的影响 大多数情况下,转C ryl A b/C ryl A c籼稻对稻田节肢动物群落功能团组成及结构无明显的负面影响[39].在生长发育的前中期,转C ry1A c/ CpTI水稻对稻田节肢动物群落产生一些负面作用,但在其它时期对群落没有明显影响[38].转B t汕优63稻田对节肢动物群落不但没有显著影响,而且还较对照田稳定[43],因此就目前研究可知,转基因抗虫水稻并未对稻田节肢动物群落的稳定性产生影响.2.3 杀虫蛋白在土壤中残留的风险评价B t水稻的长期种植可能会使B t杀虫蛋白在土壤中残留、富集.而土壤生态系统是生物循环和能量转化的重要场所,B t 杀虫蛋白在土壤中的富集可能影响土壤中的特异生物功能类群及土壤生物多样性.因此,近年来B t杀虫蛋白在土壤中的残留及其对土壤生态系统的影响逐渐受到国内外研究者的关注.2.3.1 B t杀虫蛋白在土壤中的残留及降解 B t杀虫蛋白在土壤中残留的主要原因有:(1)B t作物在生长期间通过根部可持续向土壤中分泌B t杀虫蛋白[44];(2)植株伤口流出物、木质部流体、花粉及B t作物收获后残留在田间的植株残体都可造成大量B t毒蛋白的残留和累积[45].B t杀虫蛋白在土壤中能否长期存在取决于B t蛋白浓度的增加速率、微生物降解速率和非生物的钝化速率等[46,47].当B t作物向土壤中释放的B t蛋白的量超出了靶标生物的消耗、微生物的降解和非生物因素的钝化时,额外的毒蛋白就会与具有表面活性的土壤微粒结合,抑制了土壤微生物的降解,造成B t杀虫蛋白在土壤中长期存在并富集.不同土壤环境中Cryl A b杀虫蛋白的降解速度是不同的,但均以前期较快,中后期较慢,其中青紫泥田的降解最快,其次为黄筋泥田,黄松泥田中降解最慢,且淹水可显著加快水稻组织残体的腐解,从而促进毒蛋白的降解.淹水和非淹水条件下,埋入土壤中的华池B6水稻叶片中Cry1Ab毒素降解的半消减期大约分别为3d和7d.土壤微生物、含水量、pH 和温度均与Cryl A b杀虫蛋白的降解速率呈显著的正相关关系[48].2.3.2 B t杀虫蛋白在土壤中的杀虫活性 转基因作物释放的杀虫蛋白进入土壤后是否仍保持活性是评价其对土壤生态系统影响的重要指标.研究表明,B t杀虫蛋白与土壤中具有表面活性的微粒结合后,可降低土壤微生物对其的敏感程度并抑制微生物的降解,但并没有改变B t杀虫蛋白的结构,所以仍保持并甚至增强了其杀虫活性[46,49],如结合到土壤矿物质和粘粒的B tk和B tt毒素仍保持对烟草天蛾幼虫(M enduca sexta)和科罗拉多马铃薯甲虫幼虫(L eptinotarsa dece m lineata)的较高毒性[49].2.3.3 B t杀虫蛋白对土壤微生物的影响 有研究表明,淹水条件下,克螟稻秸秆的添加有时可显著提高土壤可培养微生物如需氧性细菌、放线菌、真菌的数量及一些脱氢酶的活性,但对土壤微生物群没有明显的毒害作用[50].值得注意的是,土壤中微生物种类繁多,B t水稻对土壤微生物群落的影响并不是单靠培养几种微生物而能得出结论,更重要的是进行长期监控,综合评价.2.4 转基因水稻的基因漂流基因漂流是转基因植物生态风险评价的重点内容之一.所334 3期韩兰芝等:转基因抗虫水稻生态安全性研究进展 谓基因漂流(gene fl ow/dis persal),就是将基因从一个群体的基因库转移到另一个群体的基因库.其漂流途径主要有两条[51]:一是通过转基因植物的种子或组织扩散到新的生境中,并生存下来;二是通过花粉向同种或近缘种的非转基因植物转移.其可能产生的风险有:(1)通过基因流将外源基因转入杂草稻中,使其含有了外源基因而成为超级杂草;(2)野生稻的基因库可能被污染或毁灭,给生物多样性造成危害;(3)转基因水稻向栽培稻不育系高频率的基因漂流可能导致非转基因稻米的污染.2.4.1 栽培稻 尽管水稻为自花授粉植物,但栽培稻之间仍存在低水平的天然杂交.普通栽培稻(O ryza sativa)与非洲栽培稻(O.glaberri m a)共同存在时,天然居群的杂交率为0.8%～1.6%,并产生可育的后代[52],且基因流一般是单向的,即从普通栽培稻到非洲栽培稻.转基因水稻与栽培稻之间发生漂流主要是向杂交稻不育系进行漂流,漂流频率一般在50%以上,而转基因水稻与恢复系之间的漂流频率相对低得多,一般为1.8%～4%.这是因为育种家为了提高制种效率,长期选育柱头外露率和异交率远高于普通水稻和杂交稻品种的不育系,可见转基因水稻向杂交稻不育系的漂流是基因漂流研究的重点.2.4.2 杂草稻 “杂草稻”是指在栽培稻田里变成杂草的野生稻,主要包括“红稻”和7种其他的野生稻,其遗传关系与栽培稻非常接近.杂草稻的分布范围特别广,拉丁美洲95%的水稻生长地、越南63%的水稻生产地和东南亚等地区都存在大量杂草稻[53].在直播田中,栽培稻很容易和红稻进行杂交并产生可育的后代,并且其杂交范围非常广,杂交率也比较高(某些品种的杂交率>50%)[54,55],因此稻田中可滋生许多新的生态型杂草稻.就目前研究可知,抗虫、抗病基因的转入可能增加杂草稻的竞争优势,产生入侵和破坏能力更强的杂草[56].但在我国的主要水稻产区,迄今未见有关杂草稻的报道,转基因水稻中外源基因向相关杂草的漂移主要考虑向稗草漂流的可能性.2.4.3 野生稻 水稻野生近缘种分布于除美国之外的所有水稻种植区,是宝贵的水稻育种资源.栽培稻、普通野生稻(O. rufipogon)和一年生野生稻(O.nivara)都属于AA型基因组,所以能在田间发生基因流,并对野生稻造成破坏.如我国和印度的许多野生稻分布于栽培稻种植区内,两者之间已发生了不同程度的基因渐渗.亚洲野生稻与普通栽培稻之间的生殖隔离相对较小,二者之间杂交后代的平均花粉可育度大约为80%[57],但天然生境下最大基因流频率约为3%[58].在湖南茶陵自然条件下检测“明恢63”向普通野生稻的最大基因漂流频率为2.94%,最大漂流距离为43.2m[59].可见,栽培稻与野生稻之间较高频率的基因流,加速了野生稻资源的破坏,如台湾野生稻的灭绝就是一个非常典型的例子[60].虽然目前还不太清楚B t或CpT I等抗虫基因对野生稻种群的影响,但不可否认,大面积商品化种植转基因水稻后,二者之间的基因流可能加快我国野生稻资源的破坏.以上可知,转基因水稻到相关物种存在基因流的前提条件[58]:(1)相容居群间的空间重叠;(2)必须存在花期相遇;(3)居群之间必须存在杂交的可能性,并产生可育的杂交后代.在我国,转基因水稻花粉的漂流主要是对野生稻和杂交稻不育系造成污染,目前最可行的办法就是对转基因水稻种植区与野生稻分布区、杂交稻育种区进行空间隔离,阻断花粉的漂流;其次就是将三者的生育期错开,阻断其花期相遇.3 转基因抗虫水稻安全性研究的对策与展望转基因抗虫水稻具有广阔的应用前景,它不但可提高水稻产量,降低农业生产成本,还可减轻化学农药造成的环境污染,实现农业可持续发展.当然,在肯定转基因抗虫水稻对人类巨大贡献的同时,并不能否认其潜在的生态风险.虽然目前国内外对转基因抗虫水稻生态安全性的研究已取得一些进展,但仍存在许多未知领域.针对目前转基因抗虫水稻的研究现状,应对其大规模商品化种植后,可能出现的生态风险进行长期的系统监测,同时加强转基因植物生物安全的试验技能研究,发展快速准确检测转基因植物生态风险的新方法、新技术,建立完善的转基因抗虫水稻生态安全评价体系.只有这样,才能充分发挥其在农业生产上的巨大潜力,同时将生态风险降低到最低水平.References1 Pathak MD,Khan ZR.I nsect Pests of R ice.Manila,The Phili pp ines:I nternati onal R ice Research I nstitute,19942 Fuji m ot o H,It oh K,Ya mamot o M,Kyozuka J,Shi m a mot o K.I nsect resistant rice generated by intr oducti on of a modified delta2endot oxin gene of B acillus thuringiensis.B iotechnology,1993,11:1151～1155 3 Nayak P,Basu D,Das S,Basu A,Ghosh D,Ramakrishnan NA, Ghosh M,Sen SK.Transgenic elite indica rice p lants exp ressing C ryl A c delta2endot oxin of B acillus thuringiensis are resistant against yell ow ste m borer.P roc N atl Acad Sci USA,1997,94:2111～21164 Datta K,Vasquez A,Tu J,Torriz o L,A lam MF,O liva N,Abrigo E, Khush GS,Datta 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抗除草剂转基因水稻的安全性评价
水稻相继问世(梁雪莲等，2001)。中国用于水稻抗除 草剂的基因主要是 PPT 乙酰转移酶基因,即抗 Basta 基因 ( ), 目前也已获得抗 Basta 水稻 (朱冰等， 1996)。抗除草剂转基因作物的大面积推广，在提高 粮食产量、简化农业生产环节、节约能源、降低除草 剂的研制与开发成本等诸多方面产生了巨大的经济 和社会效益。
征 均 达 到 规 定 标 准 。 实验前菌株均在营养肉汤培养
液 中 ， 于 37 ℃ 水浴振荡培养 14 h 扩增，得到大约
2伊108 的细菌悬液。实验设 0、8.0、40.0、200.0、1000
和 5000 滋g/ 皿 6 个量，分别进行加 S9 和不加 S9 活
化 的 实验，每次做 3 个平行样品，取 2 次实验的平均
农业生物技术学报 Journal of Agricultural Biotechnology 2005,13 (6): 723~727
·研究论文·
抗除草剂转基因水稻的安全性评价 *
薛大伟 马丽莲 姜 华 华志华 郭龙彪 黄大年 钱 前 **
(中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室，杭州 310006)
提供。实验前稻米碾成粉, 80 ℃ 下 2 h 烘熟。
1.2
基因向野生稻漂移试验
2001年用我国的三种典型野生稻：普通野生稻
(
)、药用野生稻(
)和疣粒野
生稻(
)，分 3 期播种，每期分别在距秀水
11转 0、1、5 和 10 m 的区域种植，成熟后收获 3 种
野生稻种子，第 2 年种植，分蘖期喷施除草剂 Basta，
实验中选用的 4 株 2 种突变类型的菌株对样品 进行 5 个剂量的测试，在有或无代谢活化系统的条 件下，被测物对 4 种突变株没有明显的诱导突变作 用 ( >0.05，表 4)。
多价抗病虫抗除草剂转基因水稻选育的研究的开题报告
多价抗病虫抗除草剂转基因水稻选育的研究的开题报告一、研究背景及意义水稻是世界上最重要的粮食作物之一，在中国是主要的稻米生产国家。
然而，水稻栽培中常常会受到各种病虫害和杂草的危害。
传统的农药和除草剂使用常常伴随着环境和人体健康的隐患，因此，开发安全、高效的抗病虫和抗除草剂的转基因水稻就显得尤为重要。
本研究将利用基因工程的手段，将含有多个抗病虫和抗除草剂基因的DNA片段整合到水稻基因组中，从而创造出一种抗病虫和抗除草剂的转基因水稻，该品种将能够有效地提高水稻的产量、减少病虫害和杂草的危害，同时也减少了对传统农药和除草剂的依赖，从而降低了环境和人体健康的风险。
二、研究目标1. 构建多价抗病虫和抗除草剂的转基因水稻品种；2. 对转基因水稻的生长、发育、繁殖和产量等生物学特性进行系统的分析；3. 对转基因水稻品种的病虫害和杂草抗性进行系统的评价；4. 对转基因水稻品种的环境风险和安全性进行综合的评估。
三、研究内容1. 构建多价抗病虫和抗除草剂的转基因水稻品种：通过分子生物学技术，将多个抗病虫和抗除草剂基因的DNA片段整合到水稻基因组中，利用农杆菌介导的遗传转化技术，将构建好的质粒导入到水稻胚培养细胞中，再通过变态植株和培育的方式得到转基因水稻。
2. 系统分析转基因水稻的生物学特性：对转基因水稻品种的生长、发育、繁殖和产量等生物学特性进行系统的分析，包括生长速度、根系发育情况、花器官的形态结构、籽粒的大小和产量等方面。
3. 评价转基因水稻品种的病虫害和杂草抗性：对转基因水稻品种在不同的病虫和杂草环境条件下的生长情况进行观察和评估，包括对主要病虫和杂草的抗性、繁殖力等进行测定。
4. 评估转基因水稻品种的环境风险和安全性：通过对转基因水稻品种的种子、土壤、气体等环境因素进行分析和测试，评估其环境风险和安全性。
四、研究方法1. 分子克隆技术：通过PCR反应、酶切、连接等方法，将多个抗病虫和抗除草剂基因的DNA片段整合到水稻基因组中。
转基因水稻安全解析
转基因水稻安全解析
吴金勇
【期刊名称】《财经》
【年(卷),期】2010(000)005
【摘要】2月24日，北京友谊宾馆召开的新闻发布会上，国际农业生物技术应用服务组织（ISAAA）主席克莱夫（Clive James）说：“2009年全球生物技术最重要的一个亮点是，中国对转基因水稻和玉米发放了安全证书。
”2009年8月27日，中国农业部农业转基因生物安全管理办公室（下称转基因办公室）对转植酸酶基因玉米和两个品系的转基因水稻，批准安全证书。
【总页数】2页(P100-101)
【作者】吴金勇
【作者单位】本刊记者
【正文语种】中文
【中图分类】F326.11
【相关文献】
1.GB/T22080—2008《信息安全管理体系要求》解析解析系列二:GB/T22080—2008信息安全管理体系要求0-3章解析 [J], 李艳杰
2.利用PTN系统快速解析转基因水稻种子可溶性蛋白非预期变异的来源 [J], 赵艳;李燕燕
3.基因组测序技术解析耐除草剂转基因水稻G2-7的分子特征 [J], 马硕;焦悦;杨江涛;王旭静;王志兴
4.安全评价结果表明种植抗虫转基因水稻对生态环境同样安全 [J],
5.GB/T 22080—2008《信息安全管理体系要求》解析解析系列
五:GB/T22080—2008信息安全管理体系要求附录A.11—A.15解析 [J], 李艳杰
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抗除草剂基因载体的构建及其水稻转化的开题报告
抗除草剂基因载体的构建及其水稻转化的开题报告一、选题背景和意义近年来，除草剂的应用已成为农业生产中的重要环节，其能够有效地消除杂草并提高作物的产量。
然而，现有的除草剂大多是广谱的，不可避免地对周围的环境和非靶标植物造成了危害。
因此，开发出具有高效性、低毒性和灵活性的除草剂已成为一个迫切的需求。
抗除草剂基因载体的构建和水稻转化是基因工程领域中的热门研究方向，其可以为生产环境提供一种可持续的除草剂选择。
基因载体就是从各种来源中分离出的DNA 分子，将其改造后转移至不同种属植物中，从而使这些植物获得一些新的性状，例如抗除草剂等。
目前已有多种抗除草剂基因载体被成功地构建，其中最为广泛应用的是glufosinate 抗性基因与 glyphosate 抗性基因。
将这些基因载体导入水稻细胞中，可以使水稻植株在应用相应的除草剂时不受影响，从而提高水稻产量和品质，降低生产成本，减少环境影响。
因此，本研究旨在构建抗除草剂基因载体，通过水稻转化技术将其导入水稻植株中，研究该转基因水稻植株对抗除草剂的响应，为生产提供一种新型、低毒性、高效性的除草剂选择。
二、研究方法和步骤1. 抗除草剂基因载体的构建：利用分子生物学技术，将 glufosinate 抗性基因与glyphosate 抗性基因与适当的启动子和终止子进行重组，构建抗除草剂基因载体。
2. 水稻的预处理和水稻花药基因枪转化：采用化学处理或低温处理使水稻花药的发育不均匀，然后采用基因枪法将构建好的抗除草剂基因载体导入水稻花药中。
3. 转化后的水稻植株的筛选及鉴定：通过PCR、Southern blot等分子生物学方法检测转化后的水稻植株是否具有抗除草剂基因，对筛选出的转化阳性植株进行进一步的鉴定和筛选。
4. 抗除草剂响应实验：分别使用 glufosinate 和 glyphosate 对筛选出的转化阳性植株和野生型水稻进行抗除草剂实验，观察转化植株和野生型植株的生长状况和草田的状况。
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四川农业大学水稻研究所， 成都， ６ｌ１１３０； 西南作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室， 雅安， ６２５０１４ ＊ 通讯作者， ｌｉｐｉｎｇ＠ｃｎｇｋ．ｃｏｍ
摘 要 近年来，抗除草剂转基因作物的研究取得了一些进展。本文简述了抗除草剂转基因作物的发展历史 以及除草剂的作用机理，分别介绍了抗 ＥＰＳＰＳ 抑制剂基因、抗 ＡＬＳ 抑制剂基因、乙酰 ＣｏＡ 转移酶基因、阿特 拉津氯水解酶基因、细胞色素 Ｐ４５０ 基因和原卟啉原氧化酶基因这 ６ 类抗除草剂基因的来源，抗性机理以及 目前它们在转基因水稻上的应用。最后，对转基因水稻的食用安全性，转基因释放、飘移对生态的影响进行了 探讨，并对转基因水稻的未来发展进行了展望。 关键词 转基因水稻， 抗除草剂基因， 研究进展， 安全性与风险
生了改变。Ｃｏｍａｉ 等（１９８３； １９８５）从鼠伤寒沙门氏菌 （Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ） 中分离出一些耐草甘膦的 ＥＰＳＰＳ 的突变体，其中一个突变体是在多肽序列 １０１ 位点上发生点突变（原来的脯氨酸被丝氨酸所取代）。
Ｓｕｎ 等（２００５ｂ）从中国草甘膦污染严重的泥土中 分离出了一个 Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｕｔｉｄａ 菌株 ４Ｇ－１，该菌株 的 ａｒｏＡ 基 因 已 被 克 隆 测 序 ， 并 在 Ｅ． ｃｏｌｉ 中 能 抗 １２０ｍｍｏｌ／Ｌ 浓度的草甘膦。系统发育分析显示这一新 的 ａｒｏＡ 基因不属于已报道的一类或二类 ＡｒｏＡ 基因。
Ｃａｏ 等（２００４）利用根癌农杆菌介导，将这个除草 剂基因 ＥＰＳＰＳ （在其 ５＇ 端连有来自 Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ 的叶 绿体定位转移肽 ＲＢＣＳ，将翻译的蛋白质转运到水稻 叶绿体中以发挥作用），两个增产相关基因透明颤菌 血红蛋白基因（ＶＨｂ）和农杆菌反玉米素合成酶基因 （ｔｚｓ），另外还有一个报告基因（ｇｕｓ）和一个筛选标记潮 霉素磷酸转移酶基因（ｈｐｔ），同时导入 ４ 个优良粳稻 品种秀水 －１１、秋丰、优丰和寒丰的幼胚中。外源基因 以低拷贝稳定地整合到水稻基因组，并按孟德尔方 式稳定遗传到转基因后代。
分子植物育种 ８４８ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｌａｎｔ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ
以 酵 母 ＡＬＳ 基 因 作 为 杂 交 探 针 ，Ｍａｚｕｒ 等 人 实验表明，转基因植株能忍受 ０．３％的 Ｂａｓｔａ 溶液。
（１９８７）从拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ）和烟草的抗除草剂的株
中科院华南植物园用已获得抗除草剂 Ｌｉｂｅｒｔｙ
将抗除草剂基因转入栽培作物，可以更有效地 使用除草剂除治田间杂草，保护作物免除药害，从而 增产增收。２０ 世纪 ８０ 年代，美国孟山都公司以其拥 有广谱、高效除草剂农达（草甘膦）的优势，率先开展
抗除草剂转基因水稻的研究进展及其安全性问题 Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ Ｒｉｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｓａｆｅｔｙ Ｉｓｓｕｅｓ ８４７
自 １９８３ 年世界上首例转基因作物在美国成功 培植以来，全球范围转基因作物的种植面积和销售 收入均以倍数增长。２，已被批准可使用的产品有 １ ０００ 多 种。全球主要种植具有除草剂抗性的转基因作物，其 次为具抗虫特性的转基因作物。水稻作为世界上最 重要的粮食作物之一，自 １９８８ 年首次获得可育的转 基因水稻以来，基因工程技术在水稻品种改良上得 到了广泛的应用，已选育了一系列转基因水稻品系 （组合） （唐丁等， ２００５， 中国稻米， ５： ５－７）。
Ｒｉｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ， ６１１１３０； Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｒｏｐ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｙａ’ａｎ， ６２５０１４ ＊ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ， ｌｉｐｉｎｇ＠ｃｎｇｋ．ｃｏｍ
艾格福
Ｌｉｂｅｒｔｙ ｌｉｎｋ ｒｉｃｅ Ｇｌｕｆｏｓｉｎａｔｅ ａｍｍｏｎｉｕｍ ＡｇｒＥｖｏ
抗咪唑啉酮水稻 咪唑啉酮
美国氰胺
ＩＭＩ－Ｒｉｃｅ， ｃｌｅａｒｆｉｅｌｄ Ｕｍｉｄａｚｏｌｉｎｏｎｅ
Ａｍｅｒｉｃａ ｃｙａｎａｍｉｄ
ｃｏｍｐａｎｙ
１ 抗除草剂基因及其在水稻上的应用
所有除草剂都是通过干扰与抑制植物生长发育 过程中的代谢作用而造成杂草死亡的，其中包括光 合作用、细胞分裂、氨基酸、蛋白质及脂肪酸合成、叶 绿素、激素及色素合成等，这些代谢过程都是由不同 的酶系统诱导，通过对靶酶的抑制，最终干扰植物的 代谢作用而发生除草效应（苏少泉， ２００１）。目前，耐除 草剂的基因工程主要有两种策略：①修饰除草剂作 用的靶蛋白（ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ ｔａｒｇｅｔ ｐｒｏｔｅｉｎ），使其对除草剂 不敏感，或促其过量表达以使植物吸收除草剂后仍 能进行正常代谢；②引入酶或酶系统，在除草剂发生 作用前将其降解或解毒。以下就对 ６ 类抗除草剂基 因及其在转基因水稻上的应用作相应介绍。
系中分离出它们的 ＡＬＳ 基因。离体研究表明，拟南芥 的转 ｂａｒ 基因水稻明恢 ８６Ｂ，与不育系杂交，选配了
和烟草的成熟 ＡＬＳ 蛋白的同源性为 ８４％，并且它们 抗除草剂 Ｌｉｂｅｒｔｙ 的转 ｂａｒ 基因杂交稻新组合—— —Ⅱ
磺酰脲（ｓｕｌｆｏｎｙｌｕｒｅａ）是一组除草剂，磺酰脲类除 草剂通过抑制支链氨基酸合成过程中的一个关键 酶— ——乙酰乳酸合成酶 （ａｃｅｔｏｌａｃｔａｔｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ， ＡＬＳ） 来表现其除草剂作用。
ＡＬＳ 的靶位点突变体在自然界中普遍存在。Ｅ． ｃｏｌｉ 的 ＡＬＳ Ⅱ （Ｅ． ｃｏｌｉ 有 ３ 种 ＡＬＳ 的同工酶：ＡＬＳⅠ、 ＡＬＳ Ⅱ、ＡＬＳ Ⅲ） 的抗 ＳＭ 突变体是其在亚基第 ２６ 位的丙氨酸被缬氨酸取代。此突变酶对 ＳＭ 的抗性 比野生型酶提高 ４ 倍，并且与野生型同样对缬氨酸 的抑制作用具有抗性。酵母的 ＡＬＳ 突变体是其第 １９２ 位的脯氨酸被丝氨酸取代，其对 ＳＭ 的抗性提高 了 ２５ 倍，而对缬氨酸的敏感性下降。
含有 ａｒｏＡ 基因（编码 ＥＰＳＰＳ）的 Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ 细胞对于草甘膦具有抗性。Ｍｏｓａｎｔｏ 公司的 Ｋｉｓｈｏｒ 等（１９９５）从生长在添加草甘膦的培养基上的 Ｅ． ｃｏｌｉ 中分离出一个对草甘膦具有相当强耐性的 ＥＰＳＰＳ 的 突变体— ——ＳＭ－１，其对草甘膦的耐性提高了 ８ ０００ 倍，其产生草甘膦耐性的原因是一个氨基酸序列发
抗除草剂基因是植物基因工程最早涉及的研究 领域之一，也是比较成功的植物基因工程。抗除草剂
转基因水稻的成功不仅解决了直播稻的化学除草问 题，而且也解决了杂交稻制种纯度的关键技术问题。 杂草是农作物生产的大害，自 １９４２ 年出现近代杂草 防治技术以来，化学除草剂有了很大的发展，由局限 于 ２，４ 滴（２，４－ 二氯苯氧乙酸）向多种类型化学除草 剂发展，品种逐步增多达数百个。１９７５ 年草甘膦因具 有杀草谱广、低毒、易分解、低残留、对环境较安全等 特点成为用量最大的除草剂（曾北危， ２００４）。
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ Ｒｉｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｓａｆｅｔｙ Ｉｓｓｕｅｓ
Ｗｕ Ｆａｑｉａｎｇ１，２ Ｗａｎｇ Ｓｈｉｑｕａｎ１，２ Ｌｉ Ｓｈｕａｎｇｃｈｅｎｇ１，２ Ｚｈａｎｇ Ｋａｉｚｈｅｎｇ１，２ Ｌｉ Ｐｉｎｇ１，２＊
１．１ 抗 ＥＰＳＰＳ 抑制剂基因
１．２ 抗 ＡＬＳ 抑制剂基因
草甘膦（ｇｌｙｐｈｏｓａｔｅ）特异性地抑制植物和细菌中 莽草酸羟基乙烯转移酶（ＥＰＳＰＳ）的活性，而 ＥＰＳＰＳ 是 芳香族氨基酸合成途径中的一个酶。对于植物抗草 甘膦的基因工程，在开始时人们考虑出两种方法：一 是 ＥＰＳＰＳ 的过量产生，二是应用编码点突变的靶蛋 白的基因。
抗性品种或商品名 抗除草剂类型与品种 研发公司名
Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｒ Ｔｙｐｅ ａｎｄ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ Ｎａｍｅ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｅｒ