转基因作物安全评价的检测技术

转基因作物的生物安全问题已成为全球的关注焦点,世界各国和各国际组织相继制定了相关的法律法规来加强转基因作物的安全管理。转基因作物的安全问题需要对其进行转基因生物安全评价,而转基因作物的检测评价技术是判定转基因作物是否安全的关键。笔者综述了当前转基因作物的主要检测技术和安全评价技术,重点阐述了非目标的组学技术包括转录组学、蛋白质组学和代谢组学,在转基因作物的非预期影响的安全评价中的应用。     

中国转基因生物安全管理

正为什么要进行转基因生物安全管理?答:一是转基因技术和产业发展的需要。生物安全和生物技术相伴而生,生物技术的发展对安全管理提出更高要求,2013年中国转基因作物种植面积达1.75亿公顷,比1996年增长了102倍,一些新基因、新性状、新方法、新产品不断出现,例如耐寒与提高养分利用率转基因作物、复合性状转基因作物等;安全管理也是我国转基因生物新品种培育重大专项实施的保障。2008年,中央1号文件宣布     

主要农作物转基因飘流频率和距离的数据调研与分析Ⅰ.背景、调研目的及所考虑的问题

转基因飘流及其可能引起的环境和食品潜在风险是公众关注的热点之一.对2010年前主要农作物转基因飘流的数据和信息进行了调研与分析,特别是对一定允许阈值下的基因飘流距离进行了归纳.在分别报道各种作物的基因飘流数据前,对调研的背景、目的及所考虑的问题进行了讨论,基于科学分析,建议采用分类管理和阈值管理的原则来控制转基因飘流的...     

转基因作物快速检测技术的研究进展

近年来,转基因作物的种植面积以及相关国际贸易的不断增加,对于转基因生物安全管理提出了更高的要求,而发展转基因作物现场检测和快速筛查技术对于实现转基因的有效监管十分重要。本文通过对转基因作物外源蛋白和外源基因快速检测技术的研究进展进行综述,重点介绍了ELISA、免疫层析分析、生物传感器技术、基因组DNA快速提取技术以及核酸等温扩增技术等在转基因作物快速检测中的最新应用情况,并对不同技术的优缺点进行比较。同时对于转基因快速检测技术研究的发展趋势、发展方向以及目前亟待解决的重点问题做了分析。     

生物学措施限控基因漂流的研究进展

在科技界和公众关注的转基因作物(genetically modified crops,GMC)安全性问题中,转基因漂流（transgene flow）及其可能引起的环境后果 和对人类健康的潜在影响是问题的焦点之一。现有技术如距离和花期隔离、物理屏障等只能限制或减少基因漂流,并不能从根本上解决基因漂流 的问题。生物学限控措施（biological containment）是防止基因漂流的新一代技术,已成为国际研究的热点和前沿课题。目前提出的生物学限 控措施包括叶绿体转化、雄性不育、种子不育、闭花受精、无融合生殖、转基因弱化、基因拆分和基因删除等。     

转基因作物中选择标记基因的消除研究进展

随着转基因作物的逐渐商品化，转基因作物的安全性问题日益成为人们关注的焦点。文章对转基因体系中的选择标记基因在多重转化体系中的应用及安全性问题和消除选择标记基因的策略进行了初步探讨。     

主要农作物转基因飘流频率和距离的数据调研与分析Ⅵ. 棉花

996年起,转基因棉花在国际上大面积种植,目前已有40个转化事件批准商业化种植,带来了巨大的社会、经济和环境效益。在我国,转基因棉花是第一个广泛种植的转基因作物。与此同时,中国、美国和澳大利亚等国家对转基因棉花的基因飘流进行了研究。根据10多年来积累的数据,0.1%下的阈值距离为70 m。     

不同转基因作物对土壤微生物的影响

转基因作物大面积种植在农业生产上取得了巨大的经济效益,然而,随之而来的环境释放风险问题也引起了人们的广泛关注。其中,种植转基因作物对土壤微生物的影响是人们关注的焦点之一。综述了近年来转基因棉花、玉米和水稻等大宗农作物的种植对土壤微生物数量、种类以及群落结构的影响,以期为转基因作物环境释放安全评估提供指导,同时使人们能正确认识转基因生物的安全问题。     

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。     

新绿色革命：转基因农作物

国际上大多数农业技术专家认为,农作物转基因技术将是第二次绿色革命的核心技术.转基因技术是指利用分子生物学技术,将某些生物的基因转移到农作物中,改造农作物的遗传物质从而改造的农作物的农艺性状、营养和消费品质等,使农作物的生产向人类需要的目标转变.从本质上说,转基因技术和传统的杂交育种技术都是利用优良基因改造农作物品种.目前农作物转基因的技术已是相当成熟,一个投资50万元的生物学实验室就可以利用公开的技术进行转基因农作物的研究并且获得转基因农作物.我国的高等农业学校、国家和省农业科学研究单位基本上都能够从事农作物转基因的研究和开发.世界上第一种转基因食品是1993年投放美国市场的转基因晚熟西红柿,而目前大规模种植的转基因农作物是抗虫和抗除草剂的玉米、棉花和大豆.从1996年到2007年,全球转基因农作物种植面积累计达到6.9亿公顷,12年间转基因农作物种植面积增长了67倍,推广应用速度之快出乎人们意料.目前全球基因作物种植面积的前四名分别是美国、阿根廷、加拿大和中国.这四个国家种植了全世界 99%的转基因作物.美国居于世界领跑地位,其已经普遍推广应用了转基因玉米、棉花和大豆.转基因抗虫抗除草剂农作物的应用大幅度降低了化学农药的使用量,降低了害虫防治的成本,减少了农药造成的污染.在中国的进口转基因作物中,大约每年有1 400万吨转基因大豆来自美国和阿根廷,总数量相当于中国全部的大豆产量.     

植物安全转基因技术研究现状与展望

转基因技术是进行基因功能研究和作物遗传改良的重要工具。根癌农杆菌介导转化法和基因枪轰击法是两种主要的遗传转化方法。从1996年首例转基因作物商业化种植以来,2012年全球有28个国家和地区种植转基因作物,种植面积已达1.7亿公顷。随着全球转基因作物的大面积商业化种植,转基因植物的安全性越来越多地受到公众关注。安全转基因技术的研发对于转基因植物的商业化生产具有重要意义。文章详细介绍了目前已报道的安全转基因技术原理及其应用现状。按其作用原理和目的将其分为4类:安全选择标记、标记基因删除及基因叠加、基因漂移防控法和基因定点编辑整合技术。其中,安全选择标记按其筛选原理分为糖代谢相关标记、氨基酸代谢相关标记、激素相关标记和抗逆相关标记。与抗生素和除草剂抗性标记相比,这类标记基因及其表达产物对人和其他生物更安全。标记基因删除及基因叠加技术包括共转化法、位点特异性重组法、转座子法、同源重组法以及基于位点特异性重组的基因叠加技术,其中共转化法又包括农杆菌介导的共转化法和基因枪介导的表达盒共转化法。基因叠加技术为复合性状转基因植物研发奠定了基础,有望成为未来多性状转基因植物研发的重要技术之一。基因漂流防控法包括叶绿体转化法和基因拆分法。基因定点编辑和整合技术包括锌指核酸酶、TALEN和CRISPR/Cas9系统介导的基因定点编辑和整合技术。其中,TALEN和CRISPR/Cas9技术,设计简单,成本低,易操作,靶点分布广泛,有望成为安全转基因研发和应用的重要技术。文章对这些技术原理及其应用现状进行了综述,讨论了其优缺点,并展望了安全转基因技术研发重点和发展趋势。     

对转基因作物应用的思考

转基因作物的培育成为目前农业提高作物产量,制约现有病虫害的主要手段。但是转基因作物在生物链中的表现引起一些科学家的重视,转基因作物对自然和人类的风险成为我们关注的热点。通过转基因作物在全球的发展与应用及转基因生物对自然进化的威胁,提示人们对转基因作物的应用要放慢脚步,谨慎对待。     

中国转基因作物产业化与绿色农业关系研究

为帮助公众识别和自觉抵制反转谣言，促进中国生物技术研究和转基因作物产业化的健康发展，本文对流传较广的反对转基因技术研究和产业化的谣言进行了剖析，并根据科学实验结果和真实情况对事实加以澄清。本文还进一步揭露了反转谣言的谬误和危害所在，证明转基因作物和转基因食品对人类和环境都是安全的。同时我们还通过分析我国农业发展现状以及全球转基因作物产业化的成就，进一步阐述了在中国实现转基因作物产业化具有历史必然性和广阔的前景，并指出转基因技术的广泛应用将会为我国绿色农业的发展增添新的动力。     

转基因作物饲用安全性评价研究进展

通过引入外源基因的途径对农作物进行遗传改良,转基因技术已经在作物的抗虫、抗除草剂、抗病、抗旱等方面显现出了巨大的潜力。2013年全球转基因作物种植面积已经比1996年首次种植面积增长了100多倍,达到1.75亿hm2,转基因作物及其副产品大部分则用于动物饲料原料,因此,转基因饲料中外源基因和外源蛋白在畜禽体内消解和转移规律以及转基因成分对畜禽营养、生长、健康等方面的影响是社会关注的焦点。笔者在提出转基因作物饲用安全性评价的紧迫性和必要性的基础上,特别指出转基因作物饲用安全性评价与食用安全性评价的特殊性;讨论和分析转基因作物评价所应该遵循的科学原则;概述抗虫作物、抗草甘膦作物和转植酸酶基因玉米中转基因成分的特性;侧重分析了饲料中转基因成分在畜禽体内的消解、转移,转基因饲料的营养价值和饲料养分效价评定,重点剖析转基因饲料对畜禽营养、免疫、繁殖和肠道微生态影响的研究进展。从短期、长期和多代效应综合分析转基因饲料的安全性,转基因饲料中外源基因和外源蛋白未发现从饲料中转移到畜禽组织、器官和血液中,仅少量残存于消化道前段的食糜中;转基因饲料也没有对畜禽营养、免疫、繁殖、肠道健康产生不利作用。但目前还需深入探讨试验材料的选择和相关信息的准确描述、转基因成分在畜禽体内的消解和转移的方法、转基因饲料对畜禽繁殖、免疫以及长期多代的作用研究,以期为建立和完善转基因饲用安全评价体系提供参考。     

转基因作物对畜禽肠道非预期效应的研究进展

随着基因工程技术的发展,全球转基因作物种植面积持续增加,转基因作物及其加工副产物75%以上用于动物饲料原料,因而,非常有必要开展转基因作物饲用安全性评价研究。肠道是机体最大的免疫器官,肠道健康对动物正常生理功能的维持具有重要作用,转基因作物对肠道的非预期效应研究是转基因作物饲用安全性评价的热点。介绍了转基因作物饲用安全性评价的特殊性与必要性,分析了饲料中转基因成分在体内的潜在消解和转移规律,综述了转基因作物对畜禽肠道形态结构和微生态平衡非预期效应的研究进展,旨在为转基因作物饲用安全性评价体系的建立与完善提供参考。     

Multiple aspects of unnaturalness: are cisgenic crops perceived as being more natural and more acceptable than transgenic crops?

In Europe the use of genetically modified (GM) crops in food production has so far failed to gain wide public approval. Ordinary people are concerned about issues not covered by the existing regulation, including usefulness and unnaturalness. In response, particularly to worries about unnaturalness, biotechnologists have suggested that inserted genes should derive only from the plant itself, or from close relatives. This paper examines public perceptions of these so-called ‘cisgenic crops’ and asks whether the public shares the idea that they are less unnatural and thus more acceptable than transgenic plants. Using five focus group interviews, we identified five lines of argument about naturalness with a bearing on the assessment of cisgenic crops as well as GM crops in general. The paper concludes that, depending on perceptions of naturalness, some people would agree that cisgenic crops are more acceptable than their transgenic counterparts. The finding that ordinary people value different aspects of naturalness may be relevant to a broader audience than just those interested in gene technology. It cautions against a simplistic interpretation of what counts as ‘natural’.     

转抗虫基因作物的安全性及其对策

转抗虫基因作物在基因工程育种中占有非常重要的地位。同时，其生物安全问题又是目前国际社会和公众广泛关注的焦点。文中在简要概述转抗虫基因研究与发展的基础上，综述了转抗虫基因作物与食品的安全性和转抗虫基因作物的生态风险。并提出了相应的对策。     

转Bt基因作物对土壤酶活性和土壤肥力影响的研究进展

随着转Bt基因作物种植面积的逐年增加,人们对转基因作物释放后潜在的安全性也越来越关注。转Bt基因作物可以通过根系分泌或植株残体的形式将Bt蛋白释放到土壤中,残留的Bt蛋白在富集的过程中有可能对土壤生态环境中的土壤酶活性及土壤肥力等造成影响,但这些影响作用因不同的Bt作物和不同的土壤环境而不尽相同。商业化转Bt基因作物的大规模环境释放对土壤酶活性和土壤肥力的可能影响仍需要在不同生态区开展长期定位检测和评价。本文对转Bt基因作物的发展及其种植和秸秆降解过程中对土壤酶活性和土壤肥力影响的研究进展进行述评,为转Bt基因作物对土壤环境的生态风险评价提供参考。     

转基因作物对于土壤微生物的影响

世界大环境下，随着转基因技术在农业上的不断发展，转基因作物的推广和应用取得了很大的进展，其风险评估也受到高度重视。转基因作物对土壤微生物的影响被认为是转基因作物对环境影响领域中不可缺少的一个方面，被纳入风险评估的范围。本文将以近十年国内外已经发表相关研究为理论依据，概述了转基因作物对于土壤微生物的影响，为系统评价转基因作物释放对于土壤微生物影响研究提供相关信息。