转基因棉花在生产应用上的风险与安全控制.doc

转基因棉花在生产应用上的风险与安全控制 ?? ????植物转基因技术的诞生，对生物工程技术和世界农业都产生了巨大影响。棉花是纤维植物，由于遗传转化的限制，棉花的转基因研究起步较晚，但近几年进展迅速。一方面，随着转基因技术的发展，抗虫、抗病、抗除草剂基因等先后成功导入棉花载体中并应用于大田生产，使得转基因抗虫棉成为我国唯一大面积种植并实现产业化的转基因农作物。对缓解棉铃虫给棉花生产造成的为害、减少化学农药的使用量和保护生态环境起到了重要的作用；另一方面，随着转基因棉花的大面积应用，其安全性问题逐渐引起了人们的重视，转基因棉花的田间种植是否会引起外源基因向其他物种渗透，是否会对生态环境造成危害，这都是转基因植物进入商业化生产前都必须明确的问题¨1。但目前人们还很难准确预测外源基因导入一个新的遗传背景会产生什么样的后果心1。因此，必须采取措施预防转基因棉花在生产应用中可能存在的安全风险，作者以目前应用面积最大的转Bt基因抗虫棉为基础，进行转外源基因棉花在生产上应用对生态环境安全的影响分析，并提出转Bt基因抗虫棉在生产应用上的风险预防和安全控制措施。 1??转基因棉花在生产应用上的风险 1.1抗除草剂棉花有成为杂草的可能 ????杂草生长迅速并且具有强大生存竞争力，能够广泛传播，阻碍农作物的生长。所以，杂草常常给农业生产造成巨大损失。虽然转基因棉花在抗病虫性、抗逆性和生活力等方面比非转基因棉花强，但由于棉花不具有杂草特性，不会入侵其他植物栖息地，破坏自然种群平衡，一般情况下，转基因棉花不会出现杂草化问题。但近年来棉田除草普遍使用除草剂对棉花造成伤害，为了减少除草剂对棉花的伤害而开展的抗除草剂棉花选育。有使其成为杂草的可能，如果抗除草基因从棉花漂移到杂草上，也就有可能出现抗（耐）除草剂的“超级杂草”。1.2基因漂移威胁棉花近缘物种 ????基因漂移是指基因通过花粉授精杂交等途径在种群之间扩散的过程。棉花是常异花授粉作物，转基因棉花的外源基因花粉可以通过风力、昆虫等向近缘非转基因植物转移，不仅影响近缘物种的遗传纯度，使近缘物种有获得选择优势的潜在可能性，如果近缘物种获得抗病、抗虫或抗除草剂基因。也可能使其成为另一种“超级杂草”。这样会促使大量化学农药的应用，造成严重的环境危害。另外，随着转基因棉花的大面积推广应用，还可能向其他物种渗透，若大量外源基因漂移进入野生植物基因库并扩散开来，可能会影响基因库的遗传结 构，给生物多样性造成危害心1。 1.3转基因棉花的应用会加速害虫抗性进化 ????目前在转基因棉花上使用的Bt基因所表达的Bt毒蛋白具有与已经使用多年的R生物杀虫剂相似的活性。一方面。由于Bt基因在棉花体内的持续表达，使得害虫在整个生长周期都受到Bt杀虫蛋白的选择，高选择压力下可促使害虫以更快的速度进化，产生对抗虫基因的抗性；另一方面，Bt蛋白在棉花上的时空表达不稳定，外源基因在不同棉花品种和不同组织及部位有不同的表达量，并且在整个生长季节中，Bt蛋白的表达水平是不断变化的，这种Bt蛋白时空表达的不稳定性提高了害虫生存几率，因此提高了害虫的抗性进化风险。害虫对转Bt基因棉花抗性一旦产生和发展，不但能削弱转基因棉花本身对害虫的抑制作用，而且Bt杀虫剂也将失去杀虫作用，可能会导致杀虫剂的再次大量使用，而对环境产生负面影响。 1.4转基因棉花对非靶标有益生物的影响 ????由于不同类型Bt杀虫蛋白有不同的杀虫谱，因而转基因植物中不同Bt基因表达必然对许多非靶标昆虫产生影响。在棉田环境下有许多天敌昆虫，它们或以害虫为食，或以害虫为寄主。转基因棉花在对靶标和非靶标害虫直接作用的同时，也可能间接地影响到棉田天敌的生存和繁殖。因此，大规模种植转基因棉花有可能影响棉田生态系统中天敌生物的种类和种群数量。 1.5转基因棉花对土壤生态环境的影响 ????在土壤生态系统中，微生物是维持土壤生物活性的重要部分，不仅调节着土壤动植物残体、有机物质和其他有害化合物的分解，而且调节着生物化学循环和土壤结构的形成。转基因棉花根系分泌物和根系中的毒素，只有很少的自由态能够被微生物快速降解，大部分杀虫毒素主要通过根系分泌物和根系残体进入土壤，与土壤活性颗粒结合在一起。在土壤中大量集聚，而且毒素还可能通过花粉进入土壤，并可能在土壤中较长时间存在。土壤微生物能够吸收自由DNA片段而引发自然转化即土壤介导的基因转移，导致土壤微生物活性和群落结构的改变，最终影响到土壤质量和农产品的质量，而有可能危及人们的健康和食品安全。 2??转基因棉花在生产应用上的安全控制 ????由于转基因棉花在生产上大面积应用存在上述己知的或潜在的生态安全风险，因此，必须采取有效措施控制已知的、预防潜在的生态安全风险。 2.1??培育和种植转多种基因棉花 ????目前己发现的抗虫基因有多种，除常见的Bt