主要农作物转基因飘流频率和距离的数据调研与分析Ⅱ.水稻

水稻是重要的粮食作物,转基因抗虫水稻在我国已经获得安全证书,且其他性状的转基因水稻也进入田间试验和环境释放阶段,因此,水稻的基因漂流备受关注。归纳和分析了近10年来国内外水稻基因飘流的数据和信息,分别包括向栽培稻品种、不育系和普通野生稻的基因飘流,明确了转基因向不育系的飘流频率最大,其次是普通野生稻,向栽培稻品种的飘流频率最小,并提出了向这三种类型水稻基因飘流的0.1%阈值距离。     

主要农作物转基因飘流频率和距离的数据调研与分析Ⅳ.玉米

近20年来,转基因玉米的研发迅猛发展,已成为第二大商业化种植的转基因作物,与此同时,玉米基因飘流和异交率的研究也得到相应发展。归纳目前国际上积累的数据,由于玉米花粉粒较大较重,84%~92%的花粉沉积在5 m以内。基因飘流率小于0.1%的阈值距离为100~119 m。在大面积转基因玉米与非转基因玉米共存情况下,0.1%的阈值距离为80 m。     

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。     

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。     

基于GIS的转基因水稻基因飘流风险评估系统

应用地理信息系统(GIS)技术,利用ArcEngine和Delphi等建立了转基因水稻基因飘流风险评估系统,系统采用C/S模式逻辑结构,在花粉扩散、基因飘流模型支持下,通过属性数据和空间数据的关联,对我国南方稻区转基因水稻基因飘流风险进行了分析和评估。研究表明,将GIS技术运用到转基因水稻基因飘流风险评估中,便于数据的输入、管理、查询和分析,能动态直观地反映评估结果的时空分布规律,为决策部门做出快速、有效的判断提供强有力的工具。     

主要农作物转基因飘流频率和距离的数据调研与分析Ⅲ.小麦

小麦是一种自花授粉作物,异交率较低。由于国际上尚无转基因小麦的大量应用,目前还缺乏转基因飘流研究的详尽数据。根据国际上以往用常规形态标记所获得的异交率数据,异交率小于或等于0.1%的阈值距离为小于30 m。     

籼、粳型转基因水稻花粉源基因飘流差异研究

[目的]在同等条件下研究比较籼、粳型转基因水稻花粉源基因飘流差异,为控制转基因水稻基因飘流提供参考.[方法]以籼型转基因水稻Bar9311和粳型转基因水稻B2为花粉供体材料,常规籼稻特籼占25和籼型不育系博A为受体材料,在自然条件下研究籼、粳型转基因水稻向不育系和常规稻的基因飘流频率.[结果]当受体为不育系时,无论花粉源是籼型还是粳型转基因水稻,在不同距离点的基因飘流频率均为粳型>籼型.10m试验区内籼型转基因水稻向不育系各点平均基因飘流频率为1.325%~23.948%,粳型为3.906%~45.934%;而当受体为常规稻时,籼型转基因水稻向常规稻各点平均基因飘流频率为0.015%~1.189%,粳型为0.041%~0.435%.此外,随着距离的变化,在6m内的基因飘流频率是粳型<籼型,之后两者出现交互现象.无论籼型还是粳型转基因水稻,向不育系基因飘流的频率远高于向常规稻的飘流频率,且基因飘流频率均随与花粉源距离的递增而递减.[结论]不同类型的花粉供体或受体,都会对基因飘流频率产生影响.     

Comparison of gene flow from transgenic Indica and Japonica rice pollen donor

[目的]在同等条件下研究比较籼、粳型转基因水稻花粉源基因飘流差异,为控制转基因水稻基因飘流提供参考.[方法]以籼型转基因水稻Bar9311和粳型转基因水稻B2为花粉供体材料,常规籼稻特籼占25和籼型不育系博A为受体材料,在自然条件下研究籼、粳型转基因水稻向不育系和常规稻的基因飘流频率.[结果]当受体为不育系时,无论花粉源是籼型还是粳型转基因水稻,在不同距离点的基因飘流频率均为粳型＞籼型.10m试验区内籼型转基因水稻向不育系各点平均基因飘流频率为1.325％～23.948％,粳型为3.906％～45.934％;而当受体为常规稻时,籼型转基因水稻向常规稻各点平均基因飘流频率为0.015％～1.189％,粳型为0.041％～0.435％.此外,随着距离的变化,在6m内的基因飘流频率是粳型＜籼型,之后两者出现交互现象.无论籼型还是粳型转基因水稻,向不育系基因飘流的频率远高于向常规稻的飘流频率,且基因飘流频率均随与花粉源距离的递增而递减.[结论]不同类型的花粉供体或受体,都会对基因飘流频率产生影响.     

限控基因飘流的生物学措施研究进展

转基因作物种植面积逐年增加,到2011年全球转基因作物的种植面积达到1.6亿hm2,较1996年增长了近94倍。随着转基因作物的大面积商业化种植,由此带来的生物安全问题越来越受到人们的关注,其中花粉介导的基因飘流是人们关注的焦点问题之一。探索限控转基因飘流的生物学措施是当前国际上关于生物安全研究的热点和焦点。因此,就目前研究较多的生物学措施如叶绿体转化技术、基因剔除技术、转基因弱化技术、雄性不育技术、种子不育技术、闭花受精和无融合生殖技术、基因拆分技术、可控转基因技术等进行了综述,并对将来的研究方向进行了展望。     

天津公众对转基因食品的认知情况调研与思考

本文基于2016年天津市滨海新区的调查数据,分析公众对转基因食品的认知情况。结果表明,受访人群中有48.39%的人对转基因食品不是很了解,42.47%的人了解转基因食品,公众对于转基因食品的认识主要来源于互联网。面对价格同等的转基因与非转基因食品时,65.05%的人会选择非转基因食品。通过调研数据发现,天津公众对转基因食品的认知度有待提高,国家应该加大对转基因食品的普及力度,引导公众对转基因食品的理性认知。     

基因工程作物的安全评估与监管:历史回顾与改革思考

基因工程(genetically engineered,GE)作物育种或精准育种(precise breeding)可按人类的意愿做到基因序列、蛋白序列、功能和插入位点四精准。2016年,GE作物的全球种植面积达1.851×10~9 hm~2,30年增加了近100倍,成为农业史上发展最快的技术,产生了巨大的经济、社会和环境效益。GE作物的安全性评估和监管,30年来已积累了海量的科学数据和丰富经验,存在的问题需要认真思考,特别是近年基因组编辑技术的飞速发展,又提出了如何安评监管的新课题。GE育种技术只是一种工具或手段,本身并无固有的特殊风险,与常规育种技术相比,并不增加新的风险。从科学角度看,过去30年中普遍存在监管失当或过度监管问题,没有真正做到以风险为基础的分类监管,欧盟"以技术过程为基础"的监管应当摒弃,即使美国"以产品为基础"的监管也存在需要改进的空间。安评监管必须以科学为基础,如何创新、改革已成为国际发展的共同趋势。本文对GE作物环境和食品安全性评估中的一些科学问题进行了分析讨论,包括评价对象,对靶生物和非靶生物的影响,转基因飘流,毒性、过敏性、营养成分及非预期效应,GE作物中的标记基因及植物病原DNA序列等。根据现有科学知识,讨论了安评监管的重点。文章最后建议按物种、基因、环境三位一体,构建"以风险为基础"的分类管理框架,列出了属于低、中、高风险类别的可能产品。按物种分,重点考察基因供体或受体物种是否有长期安全食用的历史,是否含有已知的毒性物质、过敏原或抗营养因子等。按基因来源分,可分为种内转基因(intragenesis)、近缘转基因(cisgenesis)和远缘转基因(transgenesis)。种内转基因是指同种植物内的基因修饰和转移,如大多数基因组编辑技术改良的作物,将种内的某个或某些基因沉默、敲除或插入、修饰,风险极低。近缘转基因是在有性可交配物种之间转基因,风险类别低。远缘转基因则是转入有性不可交配物种的基因,风险类别中或高。按环境分类,重点考察GE作物释放环境中是否存在有性可交配的近缘野生种或杂草,是否会引起基因渐渗,导致杂种有生存竞争选择优势,以及释放环境是否为该物种的起源中心等。以上应作为GE作物风险评估和监管的重点。     

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。     

转基因昆虫的生物安全性

随着转基因昆虫的广泛应用,其带来的风险也日益受到人们的关注。本文从抗生素抗性基因的转移、载体基因转移和转座子的不稳定性、目的基因的水平转移、转基因昆虫增加基因水平转移的风险及转基因昆虫对生态系统的破坏5个方面阐述了转基因昆虫的生物安全性。     

转基因昆虫的生物安全性

随着转基因昆虫的广泛应用，其带来的风险也日益受到人们的关注。本文从抗生素抗性基因的转移、载体基因转移和转座子的不稳定性、目的基因的水平转移、转基因昆虫增加基因水平转移的风险及转基因昆虫对生态系统的破坏5个方面阐述了转基因昆虫的生物安全性。     

提高转基因植物标记基因安全性策略的研究进展

目前,广泛使用的转基因植物抗性标记基因对环境和食品存在潜在风险。提高转基因植物标记基因安全性策略有3种:利用无争议的生物安全标记基因;剔除转基因植物中选择标记基因;利用无选择标记基因的转化系统。本文综述了这3种策略的作用原理、种类和存在的问题,并对提高转基因标记基因安全性技术途径的前景和研究方向进行了分析。     

控制措施下的转基因水稻基因飘流规律及气象因素影响

利用海南陵水实验所获得的T1-T5的实验数据,获知在隔离措施下,转基因水稻花粉的传播可以的得到一定有效的控制。对常规稻品种特籼占25来说,10.00 m玉米隔离带的效果甚至比布障分割隔离更好,隔离带后1.00～150.00 m内的基因飘流率均可控制在0.00～0.01%,即达到1/10000以下的水平说明高杆作物的隔离有很好的效果。对BOA不孕系来说,布障内部分割与不分割相比,对降低基因飘流率有明显的优越性。     

转基因食品标识的问题与困惑

随着转基因技术的发展与推广,转基因作物及其制成品渐渐进入人们的生活,转基因食品安全的监管显得日益重要。2001年我国出台的《农业转基因生物安全管理条例》中要求对所有的转基因食品(Genetically modified organism food,GMO food)进行标识,但没有明确需要标识的阈值。本研究介绍转基因食品标识制度,并对不同国家制度进行比较分析;从阈值计算方法和转基因成分检测技术两方面介绍阈值设计的技术基础;对阈值管理进行成本效益分析的结果表明,阈值管理会提升运行和管理成本,但不会提高消费者的支付意愿,原因主要在于消费者对转基因食品本身安全性的担忧。建议我国应加强转基因技术的研究,设置合理标识阈值,加强我国转基因食品安全管理。     

无标记基因抗虫水稻外源基因向常规栽培水稻漂移研究(英文)

[目的]该试验旨在研究外源基因向非转基因常规栽培稻漂移频率,评估无标记基因抗虫水稻对农业生态环境的潜在风险。[方法]该试验以抗虫转基因水稻华恢1号为研究对象,将几种非转基因常规栽培水稻种植在其周围,按不同距离收集F1代非转基因水稻种子。采用PCR技术对各点收集的水稻种子进行转基因杂种鉴定,统计并分析抗虫转基因水稻中外源基因向非转基因常规栽培水稻漂移的频率。[结果]外源Bt基因向P13381和春江063水稻平均漂移频率皆为0。而抗虫转基因水稻华恢1号与非转基因水稻合系22-2、天香、明恢63和P1157几个品种不同程度地发生了转基因漂移,平均漂移频率最高为0.875%,并且漂移频率随着距离加大而逐渐降低,而在7m以外的所有采样点平均转基因漂移频率为0。[结论]该研究表明抗虫水稻华恢1号外源基因的基因漂移频率非常低,其对生态环境的在风险很小,通过田间合理布局进行物理隔离,保持合适距离,以及科学安排农时,错开花期等方式,能有效控制转基因水稻外源基因漂移和降低因转基因逃逸带来生态风险。     

林木遗传转化及其潜在生态风险研究进展

林木遗传转化技术近些年来得到了较大的发展,集中表现在转基因技术和目的基因两个方面。前者主要表现为多种措施联合使用,提高了遗传转化率;后者主要表现为应用于林木遗传转化的目的基因数量逐年增多,从原来的抗虫基因发展到现在的多个目的基因:木质素改良基因、花发育相关基因、生长相关基因及抗污染基因等;这些基因在不同的树种均有遗传转化成功的例子。转基因林木潜在生态风险研究主要集中在:基因的水平转移、基因的垂直流动及转基因对昆虫的影响等方面。初步的试验结果和理论分析认为,转基因林木的大田释放具有一定的生态潜在风险,需要对这种风险进行更深入、精确的评估。林木遗传工程及其生态安全性的研究需进一步努力解决的问题包括:1)林木遗传转化效率相对较低,特别是针叶树种,建立转基因体系还比较困难;2)林木树体高大,生长周期很长,外源基因在转基因植株中的时空表达特性还有待继续深入研究;3)比较系统的转基因林木田间释放和生态安全性试验数量还很少。     

Bt转基因抗虫水稻的研究进展及其对家蚕的风险评估

Bt基因是目前农业上使用最广泛的抗虫基因。近年来,Bt基因已广泛用于转基因抗虫水稻的研究,进展极为迅速。我国在Bt转基因抗虫水稻的培育方面处于世界领先水平,且有可能成为世界上率先商品化种植Bt转基因抗虫水稻的国家之一。为此,概述了Bt基因的发展状况、国内外Bt转基因抗虫水稻的研究进展及其对非靶标经济昆虫家蚕的生态风险,以期为Bt转基因抗虫水稻的商品化种植和重要经济昆虫的合理保护提供科学依据和理论参考。