转基因水稻安全性问题的探讨_严国红
转基因水稻潜在致敏性的安全性评价
转基因水稻潜在致敏性的安全性评价摘要:利用基因工程技术已经成功培育出抗虫､抗病､抗逆､耐除草剂和改善营养品质的转基因水稻,其安全性问题成为研究热点｡对转基因水稻上市前进行严格和科学的安全性评估是当前一个亟待解决的课题,其中一项重要内容是评估转基因食品的致敏性｡对当前国内外水稻过敏原的研究､对转基因食品潜在致敏性的安全性评价以及加工处理对致敏原的影响等研究进展进行了综述｡关键词:水稻过敏原;转基因水稻;潜在致敏性;安全性评价The Safety Evaluation on Potential Allergenicity of Genetically Modified RiceAbstract: As genetically modified rice, like insect and disease resistance, stress resistance, herbicide tolerance and improved nutritional quality, and so on, had been successfully produced by genetic engineering techniques, the security issues became a research focus. Safety assessment of transgenic rice pre-market has been a rigorous and scientific problems to be solved, an important part of which was to assess the allergenicity of genetically modified foods. The current domestic and international research on rice allergens, safety evaluation on the potential allergenicity of genetically modified food, and the impact of allergen processing research were reviewed.Key words: rice allergen; transgenic rice; potential allergenicity; safety evaluation 水稻(Oryza sativa L.)作为世界上最重要的粮食作物之一,培育高产､优质的水稻品种对世界水稻生产具有重要的现实意义｡利用基因工程技术已经成功培育出抗虫､抗病､抗逆､耐除草剂和改善营养品质的转基因水稻｡转基因水稻给人类带来的经济､社会､营养等方面的效益是明显的,然而在2005年的非法转基因水稻污染中国大米事件发生后,对转基因水稻生物安全问题的关注程度日益加强,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;发展和完善蛋白致敏原的检测､鉴定和分析方法;加强对转基因水稻的致敏性评价研究,保障其健康有序地发展,是目前面临的关键问题｡本文就转基因水稻的潜在致敏性的研究进展进行了综述｡1 水稻过敏原的研究作为人类主食被消费的谷物食物如大米､小麦､玉米等发现过敏现象后,引起科学界的高度关注｡1978年Shibadaki等[1]报道水稻蛋白具有过敏作用,1988年Matsuda等[2]运用HPLC､ELASA､SDS-PAGE及亲和层析法分离纯化得到一种存在于水稻种子胚乳中的过敏原,进一步研究发现该过敏原分子中脯氨酸(Pro)和半胱氨酸(Cys)含量比谷蛋白和球蛋白要高｡且这种过敏蛋白在100 ℃处理60 min后仍然可保持60%的过敏反应活性｡Urisu A等[3]通过进一步分离得到6种过敏蛋白,分子量分别为14､15､16､26､33､56kDa｡发现14~16 kDa过敏蛋白具有α淀粉酶抑制剂活性[4,5],33 kDa过敏原蛋白(Glb33)与细菌乙二醛酶Ⅰ有较高的同源性,具有乙二醛酶Ⅰ活性,存在于水稻成熟种子及其茎叶[6]｡水稻种子过敏蛋白(RA)属于α-淀粉酶/胰蛋白酶抑制剂家族,RNA印迹分析,水稻种子在开花后15~20 d能最大限度地积累RA基因[7]｡2 转基因水稻潜在致敏性评价方法2001年FAO/WHO组织专家咨询委员会[8]提出了转基因食品潜在致敏性评估程序｡该程序的第一步判断基因来源;第二步进行序列相似性比较;第三步血清学试验;第四步模拟胃肠液消化试验,如有可能还要进行动物模型试验｡根据各步测试,给出致敏性的高低等级,与2000年公布的评估程序相比,去除了皮肤穿刺和双盲法食物攻击试验,增加了动物模型试验｡2.1 氨基酸序列分析根据FAO/WHO决策方案,使用SDAP､Farrp和NCBI三大数据库对蛋白潜在致敏性进行评估｡倪挺等[9]收集了目前已知的过敏原氨基酸序列以及已经研究的过敏原决定簇,建立了一个食物过敏原数据库(),专门用于过敏性评估中的序列相似性比较,该数据库提高了序列相似性分析的准确性,还包括模拟胃肠液消化试验､放射性变应原吸附抑制试验(RAST INHIBITION)等在过敏性评估中非常重要的试验方法｡在进行序列相似性比较时,使用合理的运算法则和参数十分关键｡天然过敏原的细胞表位还包括非线性的构象表位,仅通过鉴定连续的氨基酸残基是否相同来判断蛋白的过敏性可能会造成失误,局限于氨基酸一级序列的比较,并不包括蛋白质之间空间结构相似性的比较,将连续相同的氨基酸数量和相同氨基酸含量联合比较能够得到更合理的结果[10]｡目前主要采用FASTA(Fast alignment)或BLAST(Basic local alignment search too1)､Allergen online等程序[11]｡转基因表达蛋白是否引起过敏,还取决于外源基因表达产物在人的消化系统中能否快速被降解和消化,以及与高过敏患者血清学反应检测等[12]｡2.2 特异血清学试验特异血清筛选试验是判定基因表达产物是否致敏的直接方法,即检测表达蛋白与对转入基因源过敏个体的IgE反应｡然而,食物过敏不全是由IgE介导｡以IgE介导的食物致敏性评估为基础,过敏患者过敏原特异性IgE抗体有限､食品蛋白及其他过敏原之间的交叉反应性和加工食品中蛋白质修饰等都是要考虑的问题[13]｡Baldo等[14]发现,不同种谷物,例如禾本科家族的水稻､玉米､小麦､大麦､黑麦之间有交叉免疫反应,且其交叉反应程度与他们在分类学上的亲缘关系的远近相一致｡目前,治疗小麦或玉米过敏症的重要方法之一,便是用日本小米或意大利小米代替饮食中的小麦､玉米[3]｡Cry蛋白由Cry1Ac､Cry1Ab､Cry2Ab编码,存在潜在的过敏交叉反应,利用生物信息学搜索工具,识别分析任何潜在过敏原的蛋白质氨基酸序列[15]｡目前迫切需要对不同种谷物之间的交叉过敏原性及各自的免疫原性的产生机制作深入的了解｡2.3 模拟胃肠液消化稳定性20世纪70~80年代进行蛋白质的营养价值评价时,胃蛋白酶消化法被建立和发展于预测氨基酸生物利用率｡1996年,Astwood等[16]首次将体外胃蛋白酶消化方法系统地应用于食物致敏原的消化稳定性评价｡从1996~2003年FAO/WHO食品法典委员会(CAC)公布的新的转基因食品致敏性评价策略,消化稳定性试验一直是评价新外源蛋白质,尤其是通过基因工程转入传统食品中新表达的蛋白质可能致敏性的必选实验项目[17]｡很多蛋白都建立体外模拟胃肠液消化稳定性和热稳定性试验,蟹类过敏蛋白､淡水鱼类小清蛋白､鲤鱼胶原蛋白等其他水产过敏原的消化稳定性,相对于非过敏蛋白具有一定的消化稳定性[18-21]｡牛初乳IGF-I的模拟胃肠液稳定性研究表明[22],牛初乳IGF-I在模拟胃液中的稳定性随胃液pH的升高而增加,随消化时间延长而降低;初乳乳清粉中的IGF-I对模拟胃肠液消化的耐受性高于纯化的IGF-I｡2.3.1 模拟消化的影响因素体外模拟消化试验中,因为消化酶对氨基酸肽段的特异性分解位点不同有差异,不同的消化酶对同一种过敏蛋白所产生的降解产物不同｡如胃蛋白酶A优先选择苯丙氨酸或酪氨酸残基的C末端降解[23],胰蛋白酶有较强的特异性,优先选择靠近亲水性氨基酸残基Lys和Arg的P1位置,胰凝乳蛋白酶具有较宽广的特异性,它强烈地优先选择靠近芳香族氨基酸(Tyr､Trp､Phe)和Leu的Pl位置[24]｡选择合适的酶/蛋白的比值来反映人体的正常生理分泌情况是很重要的｡按照文献[25]推算,将人体分泌的胃蛋白酶活力换算成商业酶活力,人体每天分泌的胃蛋白酶与每天摄入的蛋白的比值为1∶7 500(w/w)｡振荡的速率应该和胃肠道消化过程中蠕动的速率相关｡胃中的转动和短波的移动通常大约为每分钟3次｡而在小肠中的蠕动速率则不同,十二指肠中为11.7次/min,回肠为8.9~9.8次/min｡因此,把胃和小肠的蠕动速率调到3次/min和10次/min是相对合理的[26]｡在pH 1.2蛋白质消化率比pH 2.0的高[27]｡pH和胃蛋白酶浓度的差异,只轻微影响中等稳定的蛋白质消化:刀豆素A､卵清蛋白､溶菌酶;不影响极易消化或稳定的蛋白质｡通过胃蛋白酶活性的验证和消化的目标端点的确定,食物中新蛋白质的安全性评估结果更具有可比性[28]｡2.3.2 模拟胃肠液消化研究王兴等[29]探索苦荞蛋白质体外消化过程中的动力学特性及其抗氧化活性变化,建立苦荞蛋白质体外消化动力学模型,所得水解度指标与抗氧化活性指标有较强的相关性,建立模型与实际观测结果符合良好｡研究转基因大豆的消化稳定性评估下的生理体外消化和发酵模型,未经胃肠液完全降解的蛋白片段,可能会导致结肠癌｡研究蛋白在结肠发酵后的降解情况,结合美国药典和模仿人类生理条件的胃肠道分泌,食物的摄入量与唾液､胃液､胆汁､胰液的比例分别为2.5∶1.0∶1.5∶1.0∶1.0｡结果显示结肠发酵24 h后没有发酵产物,证实新的蛋白质不会导致结肠癌;在胃液中其完全消化的时间很短,转基因大豆CP4EPSPS没有潜在的致敏性[30]｡王利民等[31]将大豆凝集素设为1､2､3､4､5 mg/mL 5个浓度梯度,分别与等体积的模拟胃液或模拟肠液混合,胃蛋白酶降解大豆凝集素主要发生在反应的初始阶段,随着反应时间的延长降解速率逐渐变慢,但反应一直在进行;随着大豆凝集素浓度的增加,降解速率增大,但彻底降解所需的时间延长,底物浓度从1 mg/mL增加到5 mg/mL,完全降解的时间为9.5和23.0 min ｡蛋白质消化稳定性是评价其潜在致敏性的重要参考依据,其与食物过敏的关系须考虑试验条件､食物致敏原类别和食物基质及食物加工等多因素的影响[32]｡进一步促进体外消化稳定性试验的标准化,建立成熟､完整的体外消化模型进行外源蛋白质的消化稳定性评价｡2.4 动物模型研究根据2001年FAO/WHO生物技术食品过敏性联合专家咨询会议的转基因食品潜在致敏性树状评估策略,定向筛选血清学试验和动物模型成为探测未知过敏原的新方法,并明确提出动物模型是评价转基因作物潜在致敏性的更有决定性的､也更为整体的一种方法[8]｡2.4.1 啮齿类动物模型许多动物模型如小鼠､大鼠､猪等在揭示食品过敏机理方面已有较多报道[33-38]｡其中啮齿动物相对容易饲养,费用低,试验时间短,便于研究致敏和激发期不同阶段的过敏反应,小鼠模型具有高水平IgE反应､多样的免疫学和分子学反应物,小鼠和人类之间相似的抗体决定簇也证明小鼠是用于人类食品过敏研究的有效模型｡建立动物模型试验系统标准,对过敏性反应表征的测试,包括免疫､过敏性反应的测量､材料标准化､验证资格和程序等[39]｡理想的模式应试验方法简单,重现性好,可区分出与人类的过敏性反应有关的过敏性预测阈值以及足够的特异性和敏感性[40]｡通过大米过敏原的BALB/c小鼠经口灌胃模型,了解大米蛋白的致敏性和免疫学潜在的食物过敏症发展的病理､生理机制｡结果显示搔抓行为和血管通透性增加,大米蛋白特异IgE､小肠上皮炎症损伤等出现阳性结果｡水稻过敏BALB/c小鼠模型的研究,将为进一步分析免疫机制､评价各种大米或其他谷物过敏原的致敏性､大米过敏原免疫疗法等提供基础[41]｡孙拿拿等[42]研究C3H/HeJ小鼠可以作为食品致敏性评价动物模型,经口灌胃途径及腹腔注射途径的最佳致敏周期分别为14和28 d｡然而也有对BALB/c小鼠作为食物过敏动物模型的可行性持怀疑态度的,吕相征等[43]发现常见致敏食物蛋白质卵清蛋白(OV A)和大豆胰蛋白酶抑制剂(TI)､不常见致敏食物蛋白质牛血清白蛋白(BSA)和无致敏史食物蛋白质马铃薯酸性磷酸酶(PAP)均可使BALB/c小鼠产生过敏反应｡2.4.2 其他模型研究用短尾猴经口灌胃含7Crp(7-T细胞来自杉树花粉的抗原表位过敏原,可被利用来控制人类的花粉过敏)转基因水稻,进行26周以上的安全评估试验,各组之间血液或生化值无显著差异｡也没有病理症状和组织病理学异常的变化,表明经口灌胃含有7Crp转基因水稻无不良影响,是安全的[44]｡转基因Btl76玉米的安全性研究[45],用含该种抗虫基因玉米的饲料喂养母羊及它们的后代3年,未发现试验对受试动物的健康和各种性状有不利影响,也未检测到瘤胃中微生物或动物组织有任何横向基因变化｡用电镜对肝脏和胰腺的初步分析显示,小羊羔由于含较小细胞核而增加了异染色质颗粒和染色质旁颗粒的数量｡许多研究仍在继续,以期找到合适的动物模型,能较好地模拟人的抗体反应,甚至与致敏性病人同样的临床反应｡3 食品致敏原潜在过敏性的解决方法2006年国际生命科学学会健康和环境科学研究所蛋白质致敏技术委员会组织[46],讨论食品加工对食品潜在致敏性的影响,调查食物过敏机制,通过适当的方法验证和确定蛋白过敏原｡食品抗原表位的多重模式､食物过敏患病率的地理变异和遗传因素等都需要进一步探索｡食品加工可能增加或减少蛋白质的内在过敏性,然而目前的数据没有精确地确定影响蛋白质的致敏性的特定变量｡对过敏患者最重要的是避免接触过敏原,减少过敏反应的发生,不仅要求对过敏原的精确研究和鉴定,还要有降低食品过敏原潜在致敏性的科学方法｡3.1 加工处理发芽和热处理对可溶性蛋白质(包括14~16kDa和26kDa的过敏原)降解的影响表明,26kDa和14~ 16kDa的过敏原降解的最适pH分别为4､5~7,半胱氨酸蛋白酶参与降解｡两大过敏原以不同的方式降解,可能是谷物在发芽过程中产生不同蛋白酶的作用[47]｡3.2 体外免疫建立体外免疫产生抗原特异性的人类单克隆抗体｡对大米过敏蛋白(RA)的可溶性蛋白进行体外免疫,对AC7-1/F9､CB7-1/E2和CB7-8/F5 3个B细胞克隆,产生RA特定的人类单克隆IgM抗体｡RA分子可能会引发过敏反应抗原表位区域的信息,可以对大米过敏进行特异性免疫[48]｡3.3 过敏治疗目前对过敏治疗,接种疫苗是最有效的科学方法｡重组基因主要是改造过敏原,减少过敏活性分子和内在抗原性｡制定的过敏疫苗能显著降低与IgE抗体特异性结合作用,不会导致过敏性反应｡14~16 kDa的水稻盐溶蛋白,能与对水稻过敏的患者IgE抗体反应｡从水稻种子的cDNA文库中分离编码这些过敏性蛋白,采用反义RNA抑制成熟水稻种子过敏原基因的表达｡免疫印迹和16 kDa过敏原的单克隆抗体酶联免疫吸附分析表明,转基因水稻种子的过敏原的含量明显低于父母的野生型水稻种子[49]｡血清学和2D-DIGE分析相结合是一种在质量和数量上评估转基因食品过敏原的有效方法[50]｡分子生物学､生物化学和营养学的结合将为食品安全评估提供更有效的信息[51]｡可以进一步改善未来的测试方法｡4 总结转基因水稻的安全性一直是各国政府及消费者十分重视的问题,各国也在对不断涌现的转基因水稻进行极为严格､审慎的评估,评价方法和决策都在不断地发展｡结合我国转基因作物的发展态势,建立针对转基因水稻完善的致敏性评估体系,加快完善我国转基因产品潜在致敏性的评估系统,借鉴国际先进的风险评估标准和技术,完善转基因水稻风险评估方法和策略,特别是对有关数据库资料和特异性血清库的不断完善,以及测试方法的标准化工作亟待加强｡实现转基因水稻的安全､合理发展,实现转基因作物技术持续发展｡参考文献:[1] SHIBASAKI M,SUZUKI S,NEMOTO H,et al. 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转基因作物安全性探讨
转基因作物安全性探讨摘要转基因作物具有传统农作物无法比拟的优越性,对人类未来生活生产产生了重要影响,但转基因作物对环境和人类健康等方面可能存在风险。
在此背景下,论述了转基因作物的发展现状、优越性、安全性问题、管理和发展策略,旨在说明转基因作物在农业发展中的重要地位,促进其今后的发展。
关键词转基因作物;优越性;潜在风险;发展对策转基因作物是指采用基因工程手段,将外源基因在体外进行酶切和连接,构成重组DNA分子,然后导入受体细胞,使新的基因在受体内整合、表达,并通过无性或有性增殖过程,将外源基因遗传给后代,由此获得基因改良作物。
利用此技术有利于解决人类所面临的食物供应短缺、资源匮乏、环境污染等问题,并能为医药、农业、畜牧业、食品工业、环境保护等领域创造巨大的发展机会和产生极大的经济效益。
但在转基因作物取得惊人发展的同时,其安全性问题受到人们的普遍关注。
1转基因作物的发展状况目前,全球共有45个国家25 000多例转基因植物进入田间试验,转基因产品的种类已达到4 500种,其中已批准商业化种植的接近90种。
据国际农业生物技术产业应用服务中心统计,转基因作物种植大国已发展至14个(包括9个发展中国家和5个发达国家),2007年全球转基因作物种植面积扩大了1 230万公顷,达到1.143亿公顷,比2006年度增加12.1%,是过去5年来的第二大增幅。
至此,过去12年来转基因作物的累计种植总面积达到6.909亿公顷。
根据农业生物技术应用国际服务组织(ISAAA)的报告预计,到2010年底,世界上将有30多个国家的1 500万农民种植转基因作物。
2转基因作物的优越性2.1目的基因能在后代中稳定遗传转基因作物目的基因来源广泛,可以来自植物、动物、细菌真菌和病毒。
这对遗传资源受到限制的常规育种而言是极大的改进。
同时转基因植物在导入目的基因之前还可以通过DNA重组技术对目的基因按人们的需要进行体外修饰。
因此,所获得的转基因植物经筛选后能直接表现出所需要的优良性状,这是常规育种难以克服的障碍,并大大缩短了育种的时间。
转基因水稻的安全性
转基因水稻的安全性摘要简单论述转基因水稻的研发，应用，及其发展。
主要对转基因水稻的优点进行论述。
关键词：转基因水稻The safety of geneticically modified riceWangshuo(Department of Biology, College of Arts and Sciences of Beijing Union University, Beijing) AbstractDiscusses the development of genetically modified rice, application, and its development. Primarily on the merits of genetically modified rice werediscussed.Key W ords：genetically modified rice引言水稻是我国的重要经济作物和粮食作物。
水稻分布极其广泛，由于生态环境的复杂性和所处地理环境的影响，水稻在漫长的进化过程中，形成了极其丰富的遗传多样性，染色体组型和数目复杂多样，成为研究稻种起源、演化和分化必不可少的材料。
植物转基因技术是利用遗传工程手段有目的地将外源基因或DNA构建，并导入植物基因组中，通过外源基因的直接表达，或者通过对内源基因表达的调控，甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达，使植物获得新性状的一种品种改良技术。
它是基因工程、细胞工程与育种技术的有机结合而产生的一种全新的育种技术体系。
转基因技术可以将水稻基因库中不具备的各种抗性或抗性相关基因转入水稻，进一步拓宽了水稻抗病基因源，为抗病育种提供了一条新途径。
1 转基因水稻在国内的前景水稻是最早应用基因技术进行改进品种的作物之一。
虽然全世界目前还没有对转基因水稻大面积种植的报道，但已有多种基因分别转移到不同的水稻品种中。
在我国，已有多种转基因水稻被成功培育出来，进入环境实验阶段。
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 ! ） " " " # !
转基因食品的辩证思考
转基因食品的辩证思考——以转基因水稻为例摘要：随着转基因技术的发展，转基因水稻越来越引起我们的关注。
转基因水稻存在着很多的优点和缺点，让我们对转基因水稻态度总是犹豫不决。
我们应该全面客观地对待这项技术，最大限度地利用这项技术。
关键词：优点、局限性、生态平衡、经济利益、不确定性、辩证水稻是世界上主要的粮食作物之一。
在我国，水稻是种植面积最大的粮食作物，种植面积约3000万亩，产量占粮食作物总产的40％以上，是我国65％以上人口的主食来源。
然而，在水稻生产过程中，由于各种病虫害、不良气候与环境的影响，严重制约了水稻的高产稳产。
转基因技术是指将外源基因通过生物、物理或化学手段导入其他生物基因组，以获得外源基因稳定遗传和表达的遗传改良体。
⑴随着转基因技术的发展，转基因水稻成为研究的热点。
现已经获得抗虫、抗除草剂、抗病、抗逆境以及改良品质的转基因水稻，但是转基因水稻的安全性问题还没得到完善解决。
对于转基因水稻的安全性问题，专家们的说法各不相同。
由于转基因技术是一个较前沿的技术，科学家们的研究有限，因此始终无法给出一个定论。
对于转基因水稻的安全性，一般持有以下两种观点：第一，转基因水稻是安全的并且有巨大的潜在利益，人们可以放心种植和食用。
他们一般认为转基因水稻存在多方面的优点。
首先是抗虫性。
水稻是虫害最多的粮食作物之一，田间害虫种类达624 种以上。
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遥化学农药的长期使用，不但增加生产成本, 而且造成环境污染，还破坏了生态平衡，因此选育抗虫水稻是防治害虫最经济、最有效的方法。
随着科学技术的发展，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。
很明显，人们如果种植站基因水稻将会给农民带来很大的经济效益。
其次是抗病性。
稻瘟病是稻农最害怕的一种病。
科学家进行了抗稻瘟病基因的标记、定位和克隆，并对克隆的基因在水稻中进行了遗传转化，成功地解决了稻瘟病这个是农民头痛的问题。
转基因作物的安全性问题及其对策
转基因作物的安全性问题及其对策（最新版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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我国转基因水稻商品化应用的潜在环境生物安全问题
我国转基因水稻商品化应用的潜在环境生物安全问题一、本文概述随着生物技术的飞速发展，转基因技术已成为现代农业领域的重要创新手段。
转基因水稻作为其中的一种重要作物，其商品化应用对于提高粮食产量、改善作物品质、增强抗逆性等方面具有显著优势。
然而，与此转基因水稻的潜在环境生物安全问题也日益引起人们的关注。
本文旨在全面分析我国转基因水稻商品化应用可能带来的环境生物安全问题，探讨其潜在风险，以期为我国转基因水稻的安全监管和可持续发展提供科学依据。
本文首先介绍了转基因水稻的基本概念、发展历程及其在农业生产中的应用现状，为后续分析提供背景知识。
随后，文章重点分析了转基因水稻可能对环境生物安全造成的影响，包括基因漂移、生物多样性影响、抗虫性和抗药性等方面的潜在风险。
同时，文章还对国内外关于转基因水稻环境生物安全的研究进行了综述，以期为我国转基因水稻的安全评价提供借鉴和参考。
在此基础上，文章进一步探讨了我国转基因水稻商品化应用的管理现状、存在的问题及其原因。
针对这些问题，文章提出了一系列政策建议，包括加强转基因水稻安全评价体系建设、完善法律法规和标准体系、强化监管力度和公众参与度等，以期为我国转基因水稻的安全监管和可持续发展提供有益参考。
文章总结了转基因水稻商品化应用的环境生物安全问题及其重要性，并指出了未来研究的方向和重点。
通过本文的阐述和分析，我们期望能够为我国转基因水稻的安全监管和可持续发展提供全面、深入的思考和建议。
二、转基因水稻的环境影响转基因水稻作为一种科技含量较高的农业产品，其商业化应用无疑会带来一系列的环境影响。
这些影响可能包括生态系统的改变、生物多样性的减少、基因污染以及对非目标生物的影响等方面。
转基因水稻的广泛应用可能会改变原有的生态系统。
转基因水稻可能具有更强的生长能力、抗虫性或抗病性，这可能会使其在生态系统中占据更大的竞争优势，影响其他物种的生存和繁衍。
同时，转基因水稻的基因可能会通过花粉传播等方式扩散到其他植物中，导致基因污染，破坏生态系统的稳定性。
水稻转基因研究及其安全性评估
水稻转基因研究及其安全性评估水稻是全球最主要的粮食作物之一，尤其是在亚洲地区。
然而，尽管长期以来的育种工作已经在水稻的产量和抗病性方面取得了很大的进展，但是一些新增长的问题仍然存在。
在这种情况下，转基因技术成为了提高水稻产量和品质等多个方面的一种可能解决途径。
水稻转基因研究的进展水稻转基因研究已经有了多年的历史，科学家们利用转基因技术为水稻添加了许多功能。
例如，研究人员通过插入反义RNA的方法成功地提高了水稻的营养价值，使它更适合作为人类食品。
此外，还有一些学者利用转基因技术增强了水稻抗病性和适应力等方面的性能。
这些研究成果为提高水稻生产效率做出了贡献。
从安全性角度考虑水稻转基因技术随着人们对转基因技术的了解逐渐深入，一些消费者和环保组织开始对水稻转基因技术的安全性提出质疑。
这些声音主要来自对转基因技术的认识不足以及对它的误解。
目前，在世界范围内，已经有很多组织和机构对水稻转基因技术的安全性进行了评估和研究。
这些评估主要是基于实验室和田间试验等多个方面进行的。
首先，转基因技术本身不会影响水稻的基因组结构和基因的排列顺序。
相反，基因修改技术只是在水稻的基因组中插入或删除一些特定的DNA或RNA序列。
其次，水稻的转基因过程是经过精心设计、筛选和评价等多个程序，最终确定有效的转基因水稻品种。
这样，就可以有效地避免转基因过程中可能出现的问题。
最后，除了在基因组层面外，水稻转基因的有效性、安全性和适宜性还需要进行田间试验等多个层面的评估，以获得更全面、更准确的结论。
在全球范围内，已经连续多年开展了水稻转基因品种的大规模试验。
试验包括对当地环境、人员健康、动植物群落等多方面的影响评估，同时也进行了牵涉到基因工程技术的多方面道德、权利、安全和环保等方面的讨论。
研究结果表明，水稻的转基因品种与传统品种相比，并没有对环境产生显著的破坏，也不会以任何方式危害人们的健康和安全。
如此来看，水稻转基因技术还是非常安全的。
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
首先，转基因水稻技术可以提高水稻的产量。
通过导入抗病虫、抗逆性等基因，可以使水
稻对害虫和病害更具抵抗力，从而减少病虫害对水稻产量的影响。
此外，转基因水稻也可
以提高水稻对逆境如干旱、盐碱等的耐受性，进一步保障水稻的产量稳定性。
其次，转基因水稻技术也可以改善水稻的品质。
通过导入相关基因，可以使水稻的营养成
分更加丰富，质地更加鲜嫩，口感更加好。
这对于改善人们的饮食结构和提高营养素的摄
入具有积极的意义。
然而，尽管转基因水稻技术有着诸多优点，但其安全性问题也备受关注。
转基因水稻技术
的应用可能会对环境和人类健康产生潜在的影响。
因此，在推广和应用转基因水稻技术时，必须严格考虑其对环境和人类的安全性，并采取相应的安全措施来保障其安全性。
总的来说，转基因水稻技术为水稻的改良和优化提供了新的途径和可能性，但其安全性问
题也需要引起足够重视。
只有在科学严谨的研究和严格的安全控制下，转基因水稻技术才
能更好地为人类的生产生活服务。
很抱歉，我无法完成你的要求。
我的能力只能达到较短
文本的创作。
如果你需要其他方面的帮助，我很乐意提供帮助。
试评价转基因抗虫水稻生态安全性-最新年文档
试评价转基因抗虫水稻生态安全性1转基因抗虫水稻的安全性现代科学在创造社会文明时给人类带来了不可预知的风险，转抗虫基因植物可能带来的安全性问题已成为焦点，转基因作物是能够自行转移和繁殖的生命活体，转基因水稻的安全首先表现在食品上。
目前我国有一半以上的人口以稻米为主食。
转基因抗虫水稻的环境安全性主要包括对非靶标生物的影响，对天敌的影响和对稻田节肢动物群落的影响。
害虫对转基因水稻的抗性风险。
自二次世界大战以后，生长全周期的调查结果显示，人类与害虫斗争的历史与人类历史一样悠久。
人们在不断的探索中开始施用化学农药，这种方法在很长时间对害虫防治的状况取得明显成效。
但随着时间的推移和自然的变化规律，有好多种昆虫和螨类对化学农药产生了抗性，与此同时，我们也看到化学农药给环境和人类健康造成的不良影响，这使生物防治受到人们广泛的重视，如Bt 的生物杀虫剂，由于其专一性强，并且我们也看到它对环境无害，同时也表现出对人、畜安全，因此在好多国家和地区进行了推广和应用。
随着科学技术的飞速发展，基因工程技术有了长足的进步，许多植物成功地转入了Bt 毒蛋白基因，对谷物起到了很好的防虫效果；而昆虫对Bt 杀虫剂同样由于适者生存的原因产生了抗性，这种单一的杀虫毒素持续高水平表达单一的杀虫毒蛋白，使害虫加速对Bt的抗性进化。
现在植物生物技术的发展硕果累累，我们所能看到的转基因作物商品化的历史还比较少，转基因水稻具有极大的发展前景，它能够为粮食安全保障提供全新的途径。
目前，随着社会化水平的提高，其商品化生产的瓶颈在于生物安全评估，我们的研究结果对转基因水稻的生态环境是否存在负效应还没有确定，现在，随着我国对转基因水稻生物安全研究正在不断加大力度，因水稻在其生物安全使转基性方面能够有利于人类生存与发展。
2转基因水稻对水稻害虫室内抗性评价2.1试验材料为转基因抗虫水稻历汕优63，还有感虫对照水稻TNl 等，有严格安全隔离和控制措施的田间试验圃，试验用虫包括水稻螟虫、稻纵卷叶螟、褐飞虱，每份材料分8 行种植40 株，在室内用感虫品种TNl 植株饲养、扩繁，备用。
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 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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
转基因作物的安全性争论及其对策
转基因作物的安全性争论及其对策一、本文概述转基因作物，作为现代农业生物技术的杰出代表，自其诞生之初就引起了广泛关注。
其通过基因工程技术，将外源基因导入到目标作物中，从而赋予作物优良性状，如高产、抗病、抗虫等。
然而，随着转基因作物的广泛应用，其安全性问题也引发了激烈的争论。
本文将全面综述转基因作物的安全性争论，深入探讨各方观点，并在此基础上提出相应的对策，以期为转基因作物的健康发展提供有益参考。
在概述部分，我们将首先界定转基因作物的概念，明确其与传统作物的区别。
接着，我们将对转基因作物的安全性争论进行总体描述，包括争论的焦点、主要观点以及争议的现状。
我们还将阐述本文的研究目的和意义，即通过分析转基因作物的安全性争论，提出合理的对策建议，以促进转基因作物的可持续发展。
在接下来的章节中，我们将对转基因作物的安全性争论进行深入研究。
我们将分别探讨转基因作物对生态环境、人体健康以及社会经济等方面的影响，分析各方观点的合理性及其依据。
我们还将关注国内外转基因作物的政策法规、监管体系以及公众认知等方面的内容，以全面了解转基因作物的安全性争论背景。
在结论部分，我们将对全文进行总结，提出对转基因作物安全性争论的看法和对策建议。
我们期望通过本文的研究，为转基因作物的健康发展提供有益参考，同时也为公众对转基因作物的认知提供科学依据。
二、转基因作物安全性争论的焦点生态安全性：这是转基因作物安全性争论的核心问题之一。
人们担心转基因作物可能通过基因漂流影响其他非转基因作物或野生近缘种，破坏生态平衡。
转基因作物可能带来的超级杂草或超级害虫等问题也引起了广泛的关注。
食品安全性：转基因作物的食用安全性是公众最为关注的问题之一。
尽管科学研究表明，目前商业化种植的转基因作物在食品安全性方面与传统作物无显著差异，但公众对于转基因食品的长期影响仍存在疑虑，包括是否可能引发过敏、毒素增加或营养改变等问题。
社会经济安全性：转基因作物可能带来的社会经济影响也是争论的焦点之一。
转基因解决不了粮食安全问题
转基因解决不了粮食安全问题◇张世煌(国家玉米产业技术体系首席科学家)专栏COLUMN支持和反对转基因的人士都需要理智地参与讨论或争论。
不久前,某院士在与记者对话中,谈到我国粮食产需矛盾突出,传统技术满足不了需求,所以要推广转基因技术。
听那口气似乎转基因是唯一出路。
其他专家和院士在谈到转基因的时候,也都喜欢拿粮食安全说事,但他们的阐述不准确。
以往一些人喜欢空泛而高调地炒概念,炒也就炒了,不值得深究,现在把粮食安全同转基因扯在一起,就有必要说一说。
当然,有些专家回避了转基因争论背后的深层次原因是相关人员丧失公信力,这是很可悲的。
粮食安全并不是很严峻的技术难题,绝非一个品种或一个基因就可以保证一个国家或世界的粮食安全。
在全球范围内,它属于经济和社会发展的问题。
中国政府调整农业产业结构取得了很大成绩,基本保障了国内粮食需求。
现在,水稻和小麦的生产能力略有过剩,难在农民种粮积极性不高;而玉米供求缺口大,市场价位高,农民尚有积极性。
未来20年,通过常规技术集成与整合,施行正确的发展战略,依靠自己的力量,可以基本满足国内对玉米持续增长的需求。
退一步说,即使由于资金和政策限制,转型期间技术推广滞后,农民种粮积极性不稳,未来10年内,每年进口玉米的平均数量也不会超过1000万t (需求量的4%),在国际贸易中所占比例很小。
而且,进口玉米是经济现象,不是生产能力有硬缺口。
近年来,我国玉米产业纠正了被误导的育种方向和技术路线,推行“一机两改一保障”的产业技术发展战略,经过多年努力和积累,近3年,我国玉米科研和生产走出低谷,年增益率从20世纪90年代的0.5%恢复到5.6%、3.8%和2.6%,3年平均增益率为4%。
2030年以前,我国玉米生产只要长期保持2.0%左右的年均增益率,就能基本满足国内经济发展对玉米的需求。
大豆进口量多,既是种植业结构调整的结果,也是市场经济规律使然,以市场规律调整种植业结构,两者方向一致,而且大豆不属于粮食作物,进口大豆不影响粮食安全。
转基因粮食的安全性
转基因粮食作物的安全性问题我认为转基因粮食作物是安全的，可以大规模种植。
我觉得现在之所以很多人反对转基因粮食作物的种植，并非都是由于科学上的疑虑，有的是出于他们的个人信仰，认为人类不应该种植“不自然”的作物。
但是人类今天种植的作物，没有一种不是人工改造过的。
这个改造发生于大约一万年前的新石器时代人类开始尝试种植粮食的时候。
在种植过程中，人们发现有的植株有人们想要的性状(比如产量比较高、味道比较好)，于是其种子被保留下来，继续种下去。
在下一代中，又选择“品质”最好的往下种，这样一代代地选择下去，就能得到“优良”品种。
实际上遗传学中植物学家用杂交育种方法创造出的许多在农业生产上有巨大实用价值的新品种都是自然界原先没有的，也属于“非自然”的作物，但事实上我们人类经历了这么多年漫长的发展，食用了那么多看似“非自然”的粮食作物也没有出现过什么由此引发的健康、安全性问题。
后来遗传工程的发展让转基因作物的研究大量进行，并且涌现出大量的转基因作物，有次并引发了大范围的争议。
但是，科学界已经出示过大量的证据，表示只要遵循卫生院制定的规则，重组DNA技术就是安全的，以重组DNA技术为代表的遗传工程不仅能够帮助科学家们从事生物医学方面的基础研究，而且有着与公众切身利益息息相关的应用前景。
目前，转基因作物已得到广泛的推广、栽培和使用。
比如，通过转基因技术可以让水稻变成“金大米”，制造胡萝卜素(在人体内变成维生素A)，有助于消灭在亚洲地区广泛存在的维生素A缺乏症。
转基因技术可提高稻米中铁元素的含量，以减少以大米为主食的人群当中常见的贫血症，也可提高稻米的蛋白质含量。
在研究、开发中的其他项目还包括用转基因技术让作物具有抗旱、固氮、抗病能力等。
转基因作物的发展潜力是十分巨大的。
由于转基因作物的巨大优势，推广非常快。
全球已有25个国家批准了24种转基因作物的商业化种植，种植面积由1996年的170万公顷发展到2009年的1.34亿公顷，14年间增长了79倍。
转基因水稻研究进展及其安全性探讨
转基因水稻研究进展及其安全性探讨张頔;周峰;张边江【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2011(39)2【摘要】Since the first genetically modified rice had been produced in 1988 it has been developed for 20 years and many valuable varieties have been produced. The types and the safety of the genetically modified rice were introduced in this paper. The prospect of the genetically modified rice was analyzed as well.%自1988年第1批转基因水稻问世以来,经过20多年的发展,已经开发出了许多有价值的转基因水稻品种.概述了转基因水稻在抗虫、抗除草剂、抗病、抗逆及品质改良等方面取得的进展,分析了转基因水稻存在的安全性问题,并对其发展前景进行了展望.【总页数】4页(P193-196)【作者】张頔;周峰;张边江【作者单位】南京晓庄学院,江苏南京,211171;南京晓庄学院,江苏南京,211171;南京晓庄学院,江苏南京,211171【正文语种】中文【中图分类】S511【相关文献】1.转基因水稻安全性问题的探讨 [J], 严国红;万林生;孙明法2.转基因水稻及安全性的研究进展 [J], 胡贻椿;陈天金;朴建华;杨晓光3.转基因水稻抗病性研究进展及环境安全性评价 [J], 黄世文4.转基因水稻饲用安全性评价的研究进展 [J], 曹正辉;王占彬;顾宪红5.抗除草剂转基因水稻的研究进展及其安全性问题 [J], 吴发强;王世全;李双成;张楷正;李平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
转基因抗虫水稻生态安全性评价的开题报告
转基因抗虫水稻生态安全性评价的开题报告1.研究背景和意义水稻是全球最重要的粮食作物之一，但在生长期中经常受到诸如虫害等 biotic stress 的威胁。
传统的农业方法主要是使用化学农药，但长期的使用造成了严重的环境问题和生态问题。
因此，转基因技术为水稻的抗虫提供了一条新的途径。
研究转基因抗虫水稻的生态安全性，对保障环境安全和粮食安全具有重要的意义。
2.研究目的和内容本研究旨在评价转基因抗虫水稻的生态安全性，主要针对以下内容展开：1)分析转基因抗虫水稻的基因结构和表达稳定性；2)比较转基因抗虫水稻与传统水稻的形态、生长发育和营养特性；3)对比转基因抗虫水稻和传统水稻对农业环境、土壤微生物和生物多样性的影响；4)评估转基因抗虫水稻的生态安全性。
3.研究方法和技术路线本研究将采用以下方法和技术路线：1)构建转基因抗虫水稻基因库，并筛选出稳定表达的转基因水稻；2)测定转基因抗虫水稻和传统水稻的形态、生长发育和营养特性；3)采集种植转基因抗虫水稻和传统水稻的土壤样品，并测定土壤中微生物数量和生物多样性；4)评估转基因抗虫水稻和传统水稻对农业环境的影响。
5)对比转基因抗虫水稻和传统水稻对生态系统和生物多样性的影响。
4.预期成果通过对转基因抗虫水稻生态安全性评价的研究，本研究预期能够：1)明确转基因抗虫水稻的基因结构和表达稳定性；2)比较转基因抗虫水稻与传统水稻的形态、生长发育和营养特性；3)评估转基因抗虫水稻的生态安全性，并提供参考意见；4)为进一步研究转基因抗虫水稻的生态安全性提供基础数据和方法。
5)为转基因技术的应用提供参考价值。
5.研究难点和解决措施本研究的难点在于：1）转基因抗虫水稻对土壤和环境的影响需要深入评估；2）评估生态系统和生物多样性变化的方法需要选取合适的指标和控制变量。
为解决这些问题，本研究将采取以下措施：1）对实验田进行全面的调研，收集土壤、气候、水文等有关信息，以全面评估环境的情况。
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江西农业学报 2009,21(4):14~16Acta Agr i culturae Jiangxi转基因水稻安全性问题的探讨严国红,万林生,孙明法*收稿日期:2008-12-30基金项目:国家发改委生物育种高技术产业化项目。
作者简介:严国红(1968-),男,江苏盐都人,副研究员,从事水稻育种研究和成果转化工作。
*通讯作者:孙明法。
(江苏沿海地区农业科学研究所,江苏盐城224002)摘 要:综述了水稻转基因研究进展,分析了目前水稻转基因研究的重点方向,并对其食品安全性问题进行了探讨,客观地分析了其利弊关系,并针对某些潜在的危害提出了一些相应的对策。
关键词:水稻;转基因;安全性问题;探讨;对策中图分类号:S511 文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2009)04-0014-03Discussion on Sa fety of T ran s gen ic R iceYAN Guo-ho ng ,WA N Li n-sheng ,SUN m i ng-fa*(Agricu ltura l Science R esearch Institute of Coastal Area in Ji angsu ,Yancheng 224002,Ch i na)Abstra ct :Th is paper revi ewed t he research and deve l op m enta l progresses i n transgenic rice ,and ana l yzed t he b i o-sa fety of foo d and cu lti vated rice va rieti es ,w ild rice s pecies and paddy weed spec i es due to t he deve l op ment of transgen i c rice .Based o n t he co m 2parison bet ween t he profits and defects of trans genic rice ,so m e co unter measures were pro vi ded for solvi ng t he potential b i o-safety pro b l e m s due t o transgen ic rice in Ch i na .K ey wor ds :Transgen ic ;R ice ;Safe t y pro b l ems ;Counter m easure转基因就是以人为的方法改变物种的基因排列,通常涉及将某种生物的某个基因从一连串的基因中分离,再植入另一种生物体内。
自1973年美国Cohen 和Boyer 首创了重组DNA 技术后,这看似不可能完成的目标最终得以实现。
自1983年首例烟草转基因作物(Genet i call y M odifie d Cr ops ,G MC)在美国诞生以来,截至2003年,在短短20年的时间里,全球范围内转基因作物的面积已达到5800万hm 2,已被批准可使用的产品有1000多种,目前这些作物的遗传改良大多数集中在提高产量、缩短育种周期、增强抗病虫性、改善农产品营养成分、增加生物多样性等方面。
许多转基因作物及其产品都进入食品流通市场,走进了千家万户的餐桌[1~4]。
为提高水稻产量、抗性和品质,可利用DNA 重组技术将外源目标基因导入栽培稻中,创造转基因水稻。
这在很大程度上为解决粮食紧缺和人口日益增长这一矛盾开辟了一条新的途径。
然而任何事物都具有两面性,转基因作物在给人类带来惊喜和福音的同时,也带来了疑惑和风险。
转基因作物是否有毒性、是否对人体造成过敏反应、是否存在潜在风险、作为食品是否缺乏人体必需的营养成分等一系列安全性问题萦绕在人们的脑海中。
为了保护人类健康,WHO 早在20世纪90年代就提出了对转基因食品进行安全评价的要求,在1990和1996年的2次FAO /WHO 生物工程生产食品的安全评价联合专家会议上提出了实质等同性(Substanti al Equi valence)的概念,并应用于安全性评价,即如果转基因食品与这类传统食品比较,除植入基因没有差别就是实质等同;但如果转基因食品未能满足实质等同要求,也并不意味其不安全,只要求进行更广泛安全性评价。
虽然至今尚未出现转基因产品严重损害人类健康和生态环境的例案,但其安全性问题一直是各国政府和科学家关注的问题[5~7]。
水稻是世界上最重要的粮食作物之一。
对其遗传特性、遗传转化以及育种利用等方面,科学家都进行了深入、细致的研究,也在世界范围内建立起了水稻遗传转化的技术平台,可将优良目标外源基因导入特定的细胞而获得转基因水稻植株。
第一株转基因水稻植株成功获得于1986年,Uc hm i iya 等首先成功地将卡那霉素抗性的目标基因导入到水稻愈伤组织中。
此后,许多目标基因都相继成功地导入到水稻的不同组织中。
同时,同样存在的安全性问题使人们对此的关注程度也日益提高。
在转基因水稻产业化的进程中如何最大限度地降低或者避免其带来的风险是目前所面临的最大问题[8,9]。
1 水稻转基因研究的进展与现状纵观转基因水稻的研究发展历程,目前水稻的遗传改良主要集中在4个方面:耐除草剂、抗病虫害、抗逆性和品质改良。
1.1 耐除草剂 美国孟山都公司在20世纪80年代率先开展了除草剂抗性基因的转移研究与抗性品种的开发,并获得成功。
随后美国氰胺公司的抗咪啉酮类除草剂和Agr Evo公司的抗光谱除草剂草胺磷转基因水稻也相继问世。
中国水稻抗除草剂基因主要是PPT乙酰转移酶基因(抗Ba sta基因)[10,11]。
1.2抗病虫害病虫害是水稻减产的主要原因,因此,抗病虫害转基因水稻也是世界各国农业科学家研究的热点之一。
1993年,美国康奈尔大学将豇豆胰蛋白酶抑制剂基因CP I导入水稻,成功地获得对二化螟、三化螟具有一定抗性的植株。
Vai n等将半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因导入水稻所得的转基因植株使得线虫的孵化率下降了55%。
日本国家农业环境所成功地将水稻条纹叶枯病毒外壳蛋白基因RSV C P导入水稻,获得了转基因植株,接种数周后发现仅有2%~3%的植株发病,而同时接种的对照则有95%~100%发病[12]。
Christo n等将Xa21基因导入水稻后,明显提高了水稻对白叶枯病和稻瘟病的抗性。
目前,我国抗病虫害转基因水稻的研究也处于世界先进水平。
比较成功的有中科院遗传所朱祯教授牵头研究的转S C K基因(修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂基因Cp2 TI)抗虫水稻;华中农业大学张启发院士研究的转B t抗虫水稻,即转入水稻苏云金芽孢杆菌抗虫基因Bt基因;中国农业科学院生物技术所贾世荣研究员的转Xa21抗白叶枯病水稻等。
在中国的转基因抗病虫水稻生产试验田里,农民可以大幅减少农药施用量、提高水稻产量并有效地减少了农户施用农药时的中毒现象。
转抗病虫基因水稻的商品化生产可优先占领我国市场,某些转基因水稻正在进行各种安全评价和实验,具备了区域性商品化生产的条件[13]。
1.3抗逆性水稻抗逆基因的定位、克隆和分离的难度较大。
目前,导入水稻中的抗逆基因主要有甜菜碱生物合成酶基因CodA、烟草中的C MO基因和水稻耐淹能力有关的pdc基因。
1.4提高产量和改良品质对水稻品种改良的要求主要集中在产量与品质。
但这两者都是受多基因控制的综合性状,外源基因的加入只能使多基因中的某一单一因子发生改变,而对综合水平的影响甚微。
目前使水稻增产的主要方法是提高水稻叶面光合作用的效率,即外源导入基因能够在叶片的叶绿体中得以表达。
Ku等将能够提高光效的PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)基因导入水稻中,获得了光合效率提高近50%的转基因水稻。
目前在品质改良方面,八氢番茄合成酶及其脱氢酶基因、大豆球蛋白基因和高赖氨酸基因、富甲硫氨酸和赖氨酸基因等都已经成功地导入到水稻中并获得转基因植株[14]。
2水稻转基因带来的安全性问题2.1生态环境安全转基因水稻对环境所带来的问题主要是对栽培稻、野生稻以及稻田杂草等非靶标生物可能带来的潜在危害。
2.1.1生存竞争性一般作物的生存竞争性主要可以从3个方面进行考察:¹生长势,º种子活力和越冬能力,»抗病、抗虫、抗除草剂、抗逆能力[15]。
转基因水稻在生长势、种子活力及越冬能力与非转基因水稻相比,并不存在明显的竞争优势,但在导入的目标基因并表现的性状上可处于明显的优势,这种优势可能带来严重的后果,甚至可以破坏生态平衡,减少生物的多样性。
2.1.2目标基因的转移转基因水稻可能会向栽培稻的其它品种、野生稻和稻田杂草产生基因漂移,危害这些品种或物种的遗传完整性、遗传多样性和生存竞争力,还可能对自然基因库造成污染,使得许多优良的农作物品种丧失。
转基因水稻也可通过花粉漂流,将抗除草剂的主要基因转到可交配的杂草上,使杂草获得除草剂抗性,特别是在同一地区推广具有不同除草剂抗性的植物时,更应考虑其可能的风险性。
若这些除草剂抗性基因都转到同一杂草上,则会使所有的除草剂都失效。
在稻作历史上,栽培稻逃逸到田边地角成为杂草稻已是不争的事实,虽然我国的精耕细作制度使得杂草稻几乎灭绝,但在韩国等耕作粗放的国家目前仍然存在大量的杂草稻。
转基因水稻特别是抗除草剂、抗病虫害和抗逆性的转基因水稻,由于其人工赋予的强大生命力,一旦逃逸至稻田外,就可能变成恶性杂草而需要大量的人力、物力进行拔除。
2.1.3抗药性的增强转基因水稻的应用确实能够降低用药量,但随着生物适应性的增强,又需要研制新的农药和除草剂等,结果只能是现有投入的更替和总体用量的增加。
如Bt用来防虫已有30多年的历史,却很少出现害虫的抗药性问题,但自从将Bt基因转入玉米并代替农药使用以来,昆虫对自然界中B t基因产物产生了抗性,人工喷洒B t就对它无能为力了。
2.1.4对非靶标生物的危害Ste ve n等人用基因枪法获得2个转基因水稻纯系,这2个纯系均含有并可表达潮霉素抗性基因(hpt)、gus A报告基因和雪花莲凝集素基因(gna)。
褐飞虱的生物鉴定和喂养试验表明:水稻纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用,具体表现为降低褐飞虱的成活率和繁殖力、延缓褐飞虱发育以及减少褐飞虱进食量。
通过褐飞虱生物鉴定和喂养试验证明,表达G NA的转基因水稻纯系对严重危害水稻生产的褐飞虱具有抗性作用。
但后期认为,这种基因所导入的水稻植株的花粉中可能存在毒性,对其他昆虫存在致死现象。
同样,转基因的花粉、稻谷、稻草或根系的分泌物也可能对其生态系统中的昆虫、鸟类、野生动物、根系微生物等产生毒害,进而破坏生态平衡。