转基因植物的非靶标效应——以转Bt基因棉为例

本文综述了转Bt基因棉的非靶标效应的研究进展,在此基础上分析了转基因植物非靶标效应研究的研究特点和不足,并对这类研究的发展方向进行了展望.

转Bt基因抗虫作物对非靶标生物的影响

迄今为止,已经获得了大量的抗虫转Bt基因作物。尽管这些作物中表达的Bt蛋白只是针对靶标害虫起到杀虫效果,但是抗虫转Bt基因作物是否会对非靶标生物产生影响一直存在争议。本文就抗虫转Bt基因作物对节肢动物群落、非靶标植食性昆虫、天敌和有益昆虫的影响进行了综述。综合评价认为,现有的抗虫转Bt基因作物对非靶标生物是安全的。

转基因植物释放的潜在生态学效应

转基因植物的大量释放有可能对自然环境中原有生物产生潜在的生态风险。国内外都开展了转基因植物生态学效应的实验研究。综合研究成果,转基因植物的大规模释放,可能使转入的外源基因流向其近缘物种,产生更加难以控制的杂草;也可能直接或间接的威胁许多非靶标有益生物的生存与繁衍;也可能促使目标害虫的抗性进化;也可能导致生物多样性的丧失和对生态系统的破坏。在抗病毒转基因植物中,可能发生病毒重组而产生新的病毒。因此,应尽快构建转基因植物的生态风险评估体系,对转基因植物释放的潜在生态学影响进行长期的监测监控研究。

从“效应-靶标”互作关联视角探讨消肿止痛贴的功效机制

目的:从“效应-靶标”互作关联视角探讨消肿止痛贴的功效机理。方法:基于中国学术期刊全文数据库(CNKI)和PubMed数据库收集消肿止痛贴组方药材沙蒿子、水蔓菁、薄荷脑中所含的化学成分信息,利用中医药百科全书(ETCM 2.0,http://www.tcmip.cn/ETCM2/front/#/)收集其透皮吸收特性,筛选Golden Triangle为Accepted的成分预测候选靶标谱预测。利用中医药整合药理学研究平台(TCMIP v2.0),依据化合物结构相似性原理,预测其候选靶标谱。同时,利用SoFDA数据平台收集消肿止痛贴功效相关的症状与其相关基因信息。进一步,利用上述方药候选靶标与其功效相关基因之间的相互作用信息,构建消肿止痛贴的“效应-靶标”互作关联网络,通过计算网络节点拓扑特征值,筛选网络核心靶标,并开展功能挖掘,阐释消肿止痛贴的功效机制。结果:基于ETCM 2.0及TCMIP v2.0数据库共得到165个方药候选靶标,基于SoFDA数据库收集到清热、消肿、止痛功效相关症状及其1744个相关基因。网络构建与分析发现,消肿止痛贴的核心效应靶标主要参与调节机体的“免疫-炎症”平衡、维持物质与能量代谢稳态、血液循环和神经系统功能,与该方清热、消肿、止痛功效紧密关联。其中,消肿止痛贴-清热功效组具有清热解毒、抗菌消炎之功,其核心效应靶标群的生物学功能与矫正病原体诱导机体“免疫-炎症”失衡有关;消肿止痛贴-消肿功效组具有利水消肿、软坚散结之功,其核心效应靶标群的生物学功能与改善微循环障碍有关;消肿止痛贴-止痛功效组具有化瘀解滞、活血止痛之功,其核心效应靶标群与纠正神经系统和物质及能量代谢紊乱有关。结论:消肿止痛贴清热、消肿和止痛的功效可能与其作用于相关候选靶标,从而矫正“神经-免疫-血管轴”失衡,调节神经元兴奋性和炎症反应,干预物质和能量代谢密切相关。相关研究结果为明确消肿止痛贴的优势疗效环节和辅助其临床精准定位奠定理论基础。

反潜战斗部对耐压壳结构的毁伤威力评估方法与实验

针对反潜(鱼雷/深弹)战斗部多类型、水下爆炸多效应以及目标结构多样式等特点,研究归一化的战斗部毁伤威力表征与评估方法。基于最具代表性的艇体结构(耐压壳)毁伤,综合考虑大变形、撕裂破口和聚能穿孔等效应,提出一种通过综合毁伤威力指数量化表征并评估战斗部毁伤威力的方法,适用于各种典型反潜战斗部以及典型单层、双层壳体结构。设计模拟单层、双层壳体结构的毁伤效应靶标,进行爆破、聚能和聚爆3种模拟战斗部的海上试验,分别获得了3种战斗部对两种壳体结构的综合毁伤威力指数,并据此完成了量化对比与分析。研究结果表明:所提评估方法可量化给出同一战斗部对不同艇体结构,以及不同战斗部对同一艇体结构的毁伤威力差别;同等条件下,爆破和聚能战斗部分别对单层、双层壳体靶标具有相对更大的毁伤威力,聚爆战斗部对两种类型结构靶标伤威力均优于单纯的爆破或聚能战斗部;不同战斗部对双层壳体靶标较单层壳体靶标的毁伤威力均有所下降,其中爆破战斗部下降90%以上,聚爆战斗部下降近80%,而聚能战斗部下降只有不到20%。

释放后的转抗病虫基因作物对土壤生物群落的影响

土壤生物，尤其是土壤微生物多样性与活性的保持是农业生态系统健康稳定的基础。农业活动尤其是农作物植被类型的改变对土壤生物的群落结构和活性具有显著的影响。释放后的转基因作物作为生态系统的一种新的生物组分，被引入农田生态系统之后所引发的农田生物群落（包括土壤微生物群落）的变化及其对农业生态系统的健康与稳定产生的影响，已成为研究热点。本文对转抗虫Bt基因作物、转T4－溶菌酶基因作物、转蛋白酶抑制剂1基因作物的基因产物、作物残体在土壤中的行为（如降解产物的存留形态与生物活性）及其对根际或残体周围土壤中各类生物，尤其是微生物群落结构与功能的影响进行了简要综合评述，指出基因表达产物的后效肯定是存在的且长远的，由其引发的土壤生物群落结构的变化是复杂的，因而有必要对不同类型的转基因作物释放后的生态效应做长期的跟踪研究。建议未来的研究工作应集中在以下3方面：（1）不同的转基因表达产物在环境中的迁移、结构变化、消长动态及其对生物保持毒杀性的时间；（2）不同类型转基因植物对土壤生物群落结构的影响趋势；（3）在实验室条件下，研究分离纯化的各种转基因表达产物对土壤各生物功能类群的影响。

Bt水稻对褐飞虱若虫肠道可培养细菌组成的影响

【目的】探究Bt水稻对褐飞虱若虫肠道可培养细菌组成结构的影响,为转基因水稻的安全性评价提供科学依据。【方法】利用传统微生物纯培养法分别从取食非转基因(CK)水稻和转crylAb抗虫(Bt)水稻的褐飞虱肠道内分离细菌,利用16s rDNA对分离菌株进行鉴定,比较分析转基因水稻对褐飞虱若虫肠道微生物群落结构的影响。【结果】研究结果显示在取食CK水稻和Bt水稻的褐飞虱肠道内各分离获得7株细菌。取食CK水稻的褐飞虱肠道细菌分别属于3个门5个属;而取食Bt水稻的褐飞虱肠道细菌分别属于2个门4个属;分离获得频率最高的是变形菌门细菌Proteobateria,其中取食两种水稻均能分离获得变形菌门的泛菌属Pantoea,以及厚壁菌门Firmicutes的葡萄球菌属Staphylococcus等2个属的细菌。取食CK水稻的褐飞虱肠道内分离获得变形菌门的草螺菌属Herbaspirillum和不动杆菌属Acinetobacter,以及放线菌门的微杆菌属Microbacterium等3个特异性细菌属;取食Bt水稻的褐飞虱肠道内分离得到变形菌门的肠杆菌属Enterobacter和伯克氏菌属Burkholderia等2个特异性细菌属。【结论】取食非转基因水稻和转基因水稻的褐飞虱肠道可培养细菌组成存在一定的差异。本研究为后续深入研究褐飞虱肠道共生细菌的功能,以及转基因水稻对非靶标生物肠道细菌的影响提供了材料和基础。

两种赤眼蜂对捕食性天敌昆虫卵选择性观察

在室内采用非选择性和选择性方法,研究了松毛虫赤眼蜂和螟黄赤眼蜂对5种捕食性天敌昆虫卵的选择性。结果表明,两种赤眼蜂均可寄生日本通草蛉和大草蛉卵,并成功在卵内完成发育;但均不寄生龟纹瓢虫、异色瓢虫和七星瓢虫卵。同时面临防治靶标和草蛉卵时,两种赤眼蜂均选择寄生草蛉卵,但嗜好程度存在明显差异。松毛虫赤眼蜂对日本通草蛉卵的接触次数和寄生粒数比对亚洲玉米螟卵的显著要多;螟黄赤眼蜂对日本通草蛉卵的接触次数和寄生粒数比对棉铃虫卵的要多,但未达显著水平。在子代性比、每寄主出蜂数和寄生雌蜂率几项指标上,两种赤眼蜂在各自靶标和日本通草蛉之间均差异不显著。

外来入侵杂草传统生物防治的生态风险及其防范对策

长期大量实践说明,引进天敌防治外来入侵杂草的传统生物防治方法是治理外来入侵杂草的一条切实可行的有效途径,但对其潜在的生态风险——对本土生物的直接或间接不良影响不容忽视。利用传统评价方法预测候选天敌的生态风险存在缺陷,主要表现在:(1)寄主专一性测定过分依赖室内进行的生理寄主范围测定结果,对生态寄主范围(实际寄主范围)问题重视不够,后者指在新环境中的一系列物理和生物条件下的寄主利用预测;(2)在生理寄主范围测定中,过分依赖完成生长发育的可能性,对行为、遗传性状以及系统发育关系重视不够;(3)在风险评估中,过多强调对经济作物的风险,而对自然生态系统的风险重视不够。对此,建议:(1)鼓励对已释放的天敌进行回顾性跟踪研究,从而为杂草生物防治实践提供生态学理论支撑;(2)在运用生物防治手段对付外来入侵杂草实践中,建议采用"有害推论"的预防性原则,以避免在面临入侵生物重大威胁时草率做出释放天敌的决策;(3)在评估候选天敌风险中重视生态效应的风险评估。

九种除草剂对蔬菜菌核病菌的毒力

采用菌丝生长速率法测定9种除草剂对蔬菜菌核病菌[核盘菌,Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary]菌丝生长的影响。结果表明,9种除草剂对菌核病菌菌丝生长均有抑制作用,随浓度增加抑制作用加大,但对菌核病菌的毒力不同。丁草胺对菌核病菌的毒力最强,EC50为12.69μg/mL,氨磺乐灵毒力最差,EC50为184.98μg/mL。毒力从大到小依次为丁草胺、异丙甲草胺、氟乐灵、精恶唑禾草灵、乙草胺、地乐胺、精喹禾灵、氰氟草酯、氨磺乐灵。

转基因抗虫作物对寄生性天敌的影响综述

种植转基因抗虫作物是控制害虫危害的重要途径之一,但其对非靶标生物的潜在不良影响不容忽视。本文针对转基因抗虫作物对寄生性天敌的潜在影响,对近年来相关研究作一综述,为转基因抗虫作物的风险评估提供参考。

感染水稻瘤矮病毒的转cry1Ab水稻对电光叶蝉种群的影响

以亲本闽恢3301(MH3301)为对照,利用年龄-龄期两性生命表研究转cry1Ab水稻(MF86)在感染水稻瘤矮病毒情况下对电光叶蝉种群的影响.结果表明:与取食未感病MH3301相比,取食未感病MF86的电光叶蝉1、5龄若虫期及总寿长显著延长;与取食感病MH3301相比,取食感病MF86的电光叶蝉若虫期显著缩短,内禀增长率和净增殖率均显著升高;无论水稻感病与否,取食MF86的电光叶蝉繁殖率和存活率均比取食MH3301的种群较高.种群预测结果表明,在相同的感病状态下,取食MF86的电光叶蝉较取食MH3301的种群增长更快.

中药毒性认知创新与安全精准用药

中医药在中华民族防病治病及繁衍生息进程中做出了卓越贡献,目前,中医药传承创新发展已经上升为国家战略。然而,近年来中药不良反应/事件频发,尤其针对新发现“有毒”中药的安全性问题,往往难以做出科学的回答并制定有效解决方案,面对国际舆论和社会公众质疑时,常陷入“被动应对”的窘迫局面。破解中药安全性难题亟需在中药毒性认知及安全风险防控方面实现突破。该文基于笔者团队既往在新发现“有毒”中药安全性评价及风险防控方面取得的原创性成果,提出并创新了中药毒性认知理论和方法,开辟了中药特异质毒性和间接毒性研究新领域,创建了病证结合的中药安全性评价模式和方法——病证毒理学,基于病证毒理学研究揭示了何首乌等中药致肝损伤的客观性及特异质属性,系统阐释了其诱发免疫特异质肝损伤的成因机制,提出并证实了中药免疫特异质肝损伤“三因致毒”机制假说;发现了多种中药诱发特异质或间接毒性的物质往往为非直接毒性物质,由此提出了“中药毒性相关物质”的概念;结合中药毒性现代科学认知提出基于成分效应靶标互作的中药配伍减毒策略和方法,为全面揭示“有毒”中药毒副反应科学内涵并建立科学有效的风险防控对策提供了基础。基于中药毒性认知的创新发展,将为科学评价与精准防控“有毒”中药安全风险提供重要的理论指导和方法学支撑。

转cry1C基因抗虫稻谷对黄粉虫生长发育的影响

【目的】研究转cry1C基因抗虫水稻(T1C-19)稻谷对黄粉虫生长发育的影响,为转Bt基因水稻的推广和应用提供理论支持。【方法】在试验室条件下,分别用100%T1C-19稻谷、100%明恢63(MH63)稻谷、62%T1C-19稻谷、62%MH63稻谷和正常饲料饲喂黄粉虫幼虫直至其化蛹,比较各处理组体重、存活率、幼虫历期、化蛹率和羽化率等检测指标。【结果】正常饲料组、62%T1C-19稻谷组和62%MH63稻谷组的黄粉虫幼虫体重几乎都显著高于100%T1C-19稻谷组和100%MH63稻谷组,但T1C-19和MH63组间差异不显著;此外,5组间的存活率、幼虫历期、化蛹率及羽化率差异均不显著。【结论】黄粉虫可通过取食转cry1C基因稻谷暴露于Cry1C蛋白中,但黄粉虫的生长发育没有受到明显的负面影响;转cry1C基因稻谷可作为饲料原料用于黄粉虫养殖。