抗除草剂油菜生态风险的研究进展

抗除草剂油菜的商业化应用是油菜除草技术的革命性突破,然而油菜与部分近缘种杂草的高亲合性为抗除草剂基因飘逸提供了途径,因此油菜抗除草剂基因商业化伴随的潜在生态风险一直被关注。本文基于当前商业化抗除草剂油菜类型及其抗性机制,从两个方面分析油菜抗除草剂基因飘逸的可能性:一是影响油菜与近缘种杂交从而导致抗性基因的转移的遗传和非遗传因素;二是从远缘杂交后代的适合度上分析抗性基因在近缘种中持续存在的可能性。进一步从亚基因组水平比较了油菜不同亚基因组上抗性基因飘逸的风险差异,总结了抗性杂草的综合防控技术,并结合我国油菜生产实际提出了今后抗除草剂油菜安全商业化应用的建议以及在抗除草剂油菜生态风险领域亟待研究的问题。

转基因水稻基因飘流研究十年回顾

中国是世界最大的水稻生产国和亚洲栽培稻的起源中心之一。随着中国转基因水稻研发的快速发展,需要研究水稻转基因飘流可能对环境和食品安全带来的潜在风险。基因飘流及其数据是对转基因水稻进行科学评估和监管的重要参数。为此,从2002年开始组建了研究团队,对转基因水稻的基因飘流进行了为期10年的系统研究。取得的结果主要包括:(1)阐明了水稻基因飘流的基本规律,揭示了影响水稻基因飘流的生物学和气象学主控因子。沿水稻开花期的主流风向,采用长方形田间试验设计,分别在三亚、广州和杭州3个点2-3个生长季,研究了纯合转bar基因花粉供体L201或B2(姐妹系,抗除草剂Basta)向19个非转基因受体(包括不育系、常规稻品种、杂交稻F1和普通野生稻)在不同距离上的基因飘流率,明确了转基因向不育系的飘流率最高,向普通栽培稻品种的基因飘流率最低(相邻种植时小于1%或0.1%),向普通野生稻的基因飘流率介于不育系和常规稻之间,向不育系的最大基因飘流率比向普通野生稻和栽培稻要大1-3个数量级;基因飘流率随距离增加呈负指数曲线衰减,且存在急剧降低的"拐点","拐点"的距离与试验点水稻开花期的风速密切相关,广州和杭州为1-2 m,三亚约为5 m;采用圆形、以花粉供体为中心的田间试验设计,以异交结实率很高的不育系博A作受体,清晰地解析了风向与基因飘流率的数值关系,主流和次主流风向下游4个扇区的基因飘流事件累计达90%-96%,而逆风向和侧逆风向4个扇区仅为4%-10%。综上所述,水稻转基因飘流率与常规育成品种间的异交率(一般在1%以下)基本相同,在数量级上转基因并未增加新的风险。(2)建立了以气象资料为参数的水稻花粉扩散和基因飘流普适模型,计算和预测了中国南方稻区17省、市的最大基因飘流阈值距离(maximum threshold distances,MTDs)。受东南季风和地形地貌的影响,中国南方稻区MTDs的空间分布特征为:东西之间有自东向西逐渐减小的趋势,南北之间首先在南方丘陵地区逐渐减小、越过南岭后再向东南沿海地区逐渐增大。(3)利用人工构建的普通野生稻与基因(Bt或bar)飘流后代栽/野F1杂种混栽群体,经多年多代跟踪观察,分析了转基因飘流至普通野生稻后的命运,发现栽/野F1杂种在3-5年后完全消失,混栽群体中检测不到外源的Bt和bar,有理由推测普通野生稻具有自我保护的机制。(4)研究了小规模田间试验中采用花期隔离和布帐隔离措施降低水稻基因飘流率的效果;调查了海南、广东、广西普通野生稻原生境居群与相邻种植的栽培稻花期相遇情况,建立了相应的数据库;研究了基因拆分技术作为生物学限控措施从根本上限控基因飘流的效果;以本研究的结果及对国际上主要农作物基因飘流的调研数据为基础,提出了在水稻基因飘流风险评估和监管中采用分类管理和阈值管理的原则。在10年回顾和科学分析的基础上,对未来研究的重点也进行了展望。

转基因棉花的Bt基因流

通过两年实验检测转基因陆地棉品种间和海岛棉与陆地棉种间的Ｂｔ基因流。将转基因陆地棉国抗１２号种植在１２ｍ×１２ｍ的样方内，周围分别种植非转基因陆地棉品种中棉所１２号和海岛棉品种新海１３号，在离转基因棉花不同距离选取样点，采集非转基因棉花种子，利用标记选择基因、Ｄｏｔ－ＥＬＩＳＡ和ＰＣＲ扩增检测Ｂｔ基因流。结果表明：在０～６ｍ内陆地棉品种间显示较高频率的基因流，随着距离的增加Ｂｔ基因流降低，最大可达３６ｍ；提高样方内转基因棉花纯度，仅增加０～３ｍ内基因流，对较远距离基因流无影响。海陆种间Ｂｔ基因流在０～６ｍ内比陆地棉品种间低，但Ｂｔ基因流随距离增加下降幅度小，最远达７２ｍ。因此，在小规模转基因棉花环境释放实验，可选用同种不同品种棉花作为缓冲隔离带，并讨论了棉花转基因逃离至我国棉属种类的可能性。

转基因植物的基因漂流风险

讨论了近 10年有关转基因植物基因漂流方面的 5个主要研究领域 :转基因进入相关植物野生种或近缘种中的实证性研究、以花粉为媒体的基因漂流特性研究、基因漂流实验和风险评价方法研究、基因漂流风险安全性评价标准的争论和基因漂流的长期生态效应研究 ,提出了目前应进一步开展的研究课题 .

转基因油菜的基因流及生态风险

综合评述了转基因油菜的基因流及其生态风险.油菜作为最早的转基因作物之一目前已在加拿大和澳大利亚大面积商业化应用.(常)异花授粉作物油菜的天然异交率可达30%左右,也易与其它芸苔属作物杂交,因此转基因油菜的生态风险已引起各国科学家的高度重视.转基因油菜主要通过与其野生近缘种的花粉交换和与非转基因油菜的花粉交换两种方式进行花粉的输出.基因可能逃逸到相关野生近缘种,但在大田环境下能够得到杂种的可能性很小;由于基因的漂流在油菜田块间确实存在,因此在种植转基因油菜的过程中必须考虑其间隔距离.

转基因甘蓝型油菜向其近缘种的基因漂移之研究进展

从甘蓝型油菜的生活周期出发,概述了甘蓝型油菜及其近缘种的开花习性、甘蓝型油菜与其近缘种的杂交亲和性、杂种及其回交后代的育性和适应性,评价了在中国环境条件下甘蓝型油菜中的外源基因向其近缘种漂移而导致生态风险的可能性。认为在中国环境条件下,转基因甘蓝型油菜向其野生杂草近缘种的基因漂移风险较小,而如何防止转基因向白菜型油菜(Brassica rapa)和芥菜型油菜(B.juncea)转移应作为中国转基因甘蓝型油菜基因基因漂移风险控制的关键。

转基因植物的生态影响

自从1983年转基因植物诞生以来,至今各种类型的转基因植物进入大田实验已不计其数,很多产物已商品化。作为生物界的新品种,转基因植物在带来巨大的经济效益和社会效益的同时,也带来了潜在的风险。从生态学角度论述了转基因植物所带来的影响及采取相应的措施来加以调控和管理。

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。

抗除草剂转基因水稻花粉漂移距离及生态风险分析

以抗除草剂转基因水稻Bar68-1及其杂种香125S/Bar68-1为花粉源,探讨了转基因水稻的花粉漂移距离和漂移频率,结果表明:在花粉源大(667m2)、花粉受体为可育植株时转基因水稻的最大花粉漂移距离<30m,最大漂移频率0.295%;当花粉源小(4m2)、花粉受体为部分可育的两系不育系时,最大花粉漂移距离<9m,最大漂移频率4.518%。因此,通常情况下,转基因水稻向正常可育的栽培稻转移基因的可能性小。另据分析,普通野生稻向栽培稻转移基因的可能性极低;湖南和江西栽培稻向普通野生稻转移基因的可能性小,两广和海南地区需要采取距离和障碍隔离防止栽培稻向普通野生稻转移基因。

我国转基因水稻商品化应用的潜在环境生物安全问题

转基因水稻的研发和商品化应用将为提高我国水稻的生产力提供新的机遇,并缓解我国的粮食安全问题。转基因水稻的大规模环境释放和商品化生产可能会带来一定的环境生物安全问题,处理不好会影响转基因水稻的进一步研究和发展。通常所指的环境生物安全问题主要包括以下几个方面:(1)抗生物胁迫转基因对非靶标生物的影响及效应;(2)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;(3)转基因作物对农业生态系统、土壤微生物以及生物多样性的潜在影响;(4)抗生物胁迫转基因的长期使用导致靶标生物对转基因产生抗性等。为了安全有效和持续利用转基因生物技术及其产品,有必要对转基因水稻的环境生物安全性进行科学评价。基于风险评价的原则,本文对转基因水稻在我国商品化生产和大规模种植可能带来的环境生物安全问题进行了理性分析,希望为我国转基因水稻商品化应用的决策和生物安全评价提供科学依据。

转基因小麦外源基因向近缘野生植物漂移的风险评估-以转TaDREB4小麦为例

国际上转基因作物种植面积不断增加,外源基因漂移的生态风险越来越受到人们的关注。花粉传播的方式是小麦与其近缘野生植物间发生基因漂移的主要途径。调查发现,我国小麦与近缘野生植物空间分布重叠,黄淮海麦区一些近缘野生植物与小麦花期相遇。采集这些近缘野生植物的种子并通过人工杂交获得其与转基因小麦的杂交后代,人工杂交成功率为2.18%~68.61%。但由于出苗率低(0~2.86%)或花粉败育等原因,杂交种无法自然繁殖。通过用小麦或小麦近缘野生植物亲本进行回交,结果发现,只有小亚山羊草×小麦的杂交种与转基因小麦回交成功,回交成功率为0.24%。这些杂交后代种子种植于田间后全部死亡。完全自然状态下,连续监测5年,在近缘野生植物中也没有检测到任何基因漂移事件的发生。说明转基因小麦外源基因向近缘野生植物漂移的风险极低。

印度转基因抗虫棉的商业种植现状及其潜在的生态风险

印度转基因抗虫棉的研究始于1996年,2002年开始进行商业种植。为了推动中国种业的发展,现通过研究印度转基因抗虫棉研究的历史及现状,总结出转基因抗虫棉生产的优点,并提出其潜在的生态风险。截止到2010年,印度农业部门审定可以商业种植的转基因抗虫棉品种总计350个,转基因抗虫棉种植面积达到1 000万hm2,种植率达95%。转基因抗虫棉比非转基因抗虫棉增产86%,杀虫剂使用量减少56%,净收益提高2.5倍。印度棉花产量和出口量位于世界第二位(中国、印度和美国),原棉出口值为22亿美元。然而,转基因抗虫棉不是对所有的害虫都具有作用,同时,其花粉携带的转基因漂移以及残枝对其它生物产生的影响有待更深入的研究。

转基因食品安全性分析

转基因食品发展非常迅速,分析了转基因食品对人类和生态环境已经产生的或潜在的危害,提出应建立科学的转基因食品开发体系,做好安全性评价和风险性评估。

转基因作物的基因漂流及风险研究进展

转基因技术大范围商业应用导致作物产生基因漂流,转基因作物向其他品系的基因漂流是转基因作物广泛种植面临的主要问题之一。对转基因作物来说,量化基因漂流并建立控制机制十分重要。为转基因作物基因漂流及风险的深入研究提供参考,阐述了转基因作物的基因漂流,转基因作物向非转基因作物基因漂流的风险,以及生物技术防治转基因作物基因漂流的控制手段。

转基因植物的生态安全性风险

转基因植物的应用在对农业生产带来重大变革的同时,其安全性风险备受关注。本文重点论述了转基因植物的生态安全性风险,即转基因植物的使用带来的直接或间接的生态影响,包括:目标害虫对转基因植物的抗性,转基因植物对非目标害虫的毒性及其对寄主嗜好性、有益生物及天敌的安全性、生物多样性及生态系统结构的影响;基因漂移及杂草化问题及应用转基因作物后植保费用的变更等。针对这些关键问题,定量风险评估和制定风险预防与治理策略具有重要意义。

青海省26622名临床就诊妇女宫颈人乳头瘤病毒感染情况及亚型分布

目的:分析青海省妇女宫颈人乳头瘤病毒(HPV)感染情况及亚型分布。方法:采用医用核酸分子快速导流杂交基因芯片技术,对青海省26 622名临床就诊妇女宫颈脱落细胞标本进行HPV基因分型检测。结果:26 622名妇女共检出HPV阳性4 451名,感染率为16.72%;21种HPV亚型均被检出,其中排名前5位的亚型为HPV16、58、52、53、18。高危型HPV感染率为14.78%(3 935/26 622),其中单一高危型、单一低危型和复合感染率分别为13.56%(3 611/26 622)、1.22%(324/26 622)、1.94%(516/26 622)。感染者年龄存在两个高峰,第一个高峰在<25岁组,第二个高峰在≥55岁组。结论:青海省妇女宫颈以高危型HPV感染为主,最常见亚型是HPV16,其次为HPV的58、52、53、18型,低危和复合感染率低,低危型主要是HPVcp8304。

转基因耐除草剂作物的环境风险及管理

自1996年第1例转基因作物在美国商业化种植,其在全球的种植面积一直处于持续、快速增长的趋势。2010年,全球转基因作物种植总面积达1.48×108hm2,所种植的转基因作物主要是耐除草剂和抗虫作物,其中耐除草剂作物占种植总面积的81%。耐除草剂作物的种植为杂草的高效控制提供了新的手段,但其可能带来的生态环境风险也引起了全世界各国的广泛关注和争议。该文在总结归纳前人研究的基础上,针对耐除草剂作物的基因漂移、杂草化及对生物多样性的影响等当前人们普遍关注的环境风险问题,系统讨论了相关的风险评价程序和方法,概括和分析了当前耐除草剂作物的环境风险研究进展和管理措施,以期为我国转基因耐除草剂作物的开发、风险评价及管理提供依据。

转基因植物的环境生物安全：转基因逃逸及其潜在生态风险的研究和评价

转基因作物的商品化生产和大规模环境释放在带来巨大利益的同时,也引起了全球对其生物安全问题的广泛关注和争议,其中转基因通过花粉介导的基因漂移逃逸到非转基因作物及其野生近缘种,进而导致的潜在环境和生态风险就是备受争议的生物安全问题之一。转基因植物的环境生物安全涉及两方面关键问题:如何科学评价转基因植物商品化种植以后带来的环境和生态影响;如何利用环境生物安全的研究成果来制定科学有效的风险监测和管理措施。对转基因逃逸及其潜在生态风险的科学评价应包括三个重要环节:(1)检测转基因的逃逸的频率;(2)检测转基因逃逸后的表达和遗传规律;(3)确定逃逸后的转基因对野生近缘种群体适合度的影响及其进化潜力。本文将围绕对转基因逃逸及其潜在环境风险的科学评价,以转基因水稻为案例来对转基因逃逸带来生态影响的研究好评价的进展进行简要介绍,并对目前依据风险评价研究成果制定的各种管理策略进行了讨论。只有提高对转基因生物环境安全研究和评价的水平,并制定有效的风险监测和管理措施,才能为我国转基因技术的发展和转基因产品的商品化应用保驾护航。

转基因作物对生态环境的潜在风险

转基因作物在全球范围内的广泛应用在带给人类巨大利益的同时,也可能产生一系列风险。该文概述了转基因作物对生态环境的潜在风险,针对转基因作物的杂草化问题,分析了产生杂草化的遗传和环境因素,同时阐述了转基因作物的释放对生物多样性及生态系统的影响。

转基因大豆外源基因的漂移风险

转基因作物外源基因的漂移已为国内外学者所证实。我国每年进口转基因大豆的数量巨大,转基因大豆外源基因的漂移对我国传统的大豆作物和生态环境是一个潜在威胁。本文论述了转基因大豆的概况和外源基因漂移的风险,并对进境转基因大豆的检测监管进行了思考。