淺談bt轉(zhuǎn)基因水稻技術(shù)及其安全

農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法基因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法

花粉管通道法

水稻是最重要的糧食作物之一,為世界上近一半的人口提供了主食。蟲害一直是水稻減產(chǎn)減收的主要原因之一。中國水稻蟲害種類繁多,每年因蟲害造成的產(chǎn)量損失占水稻總產(chǎn)的5%以上,給糧食生產(chǎn)帶來了極大危害。目前,控制水稻蟲害最主要的方法是使用化學(xué)殺蟲劑,但化學(xué)防治帶來的環(huán)境很大，而且不利人們的健康.

目前，螟蟲和稻縱卷葉螟等鱗翅目害蟲是水稻生產(chǎn)上的主要害蟲，是導(dǎo)致水稻減產(chǎn)的主要原因之一。大量使用化學(xué)殺蟲劑，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和生物多樣性，增加了生產(chǎn)成本和勞動強(qiáng)度，加大人體中毒幾率。大規(guī)模的水稻種質(zhì)資源篩選尚未發(fā)現(xiàn)有效抗水稻鱗翅目害蟲的基因資源。

轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻可高效專一控制水稻鱗翅目害蟲，是防治水稻鱗翅目蟲害的新途徑.大規(guī)模的水稻種質(zhì)資源篩選尚未發(fā)現(xiàn)有效的抗水稻鱗翅目害蟲的基因資源，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻可高效專一控制二化螟、三化螟和稻縱卷葉螟等害蟲，是防治水稻鱗翅目蟲害的新途徑。Insect-resisitantGMriceinfarmers'fields-AssessingproductivityandhealtheffectsinChina

據(jù)悉，他們深入分析了正處于生產(chǎn)性試驗(yàn)的轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻品種——轉(zhuǎn)基因汕優(yōu)63和II-優(yōu)明86。這兩個品種分別轉(zhuǎn)入了Bt基因和CpTI基因，用以抗鉆莖蟲和磷翅目螟蟲等害蟲。他們的隨機(jī)樣本來自三類農(nóng)戶：完全采納戶（僅種轉(zhuǎn)基因水稻）、部分采納戶（既種轉(zhuǎn)基因水稻又種非轉(zhuǎn)基因水稻）和未采納戶（僅種非轉(zhuǎn)基因水稻）。

他們的研究表明，轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻比非

轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)量高出6%-9%，農(nóng)藥施用量減少80%，同時還降低了其對農(nóng)民健康的不良影響。他們的論文提出：“如此高的潛在效益顯示出中國轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品可能是增加國際競爭力和農(nóng)民收入的有效方式。如果考慮對健康的影響，收益還將擴(kuò)大。轉(zhuǎn)基因水稻商業(yè)化的實(shí)施給中國帶來的影響可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對生產(chǎn)者自身的生產(chǎn)力和健康影響。”以轉(zhuǎn)基因水稻“Bt汕優(yōu)63”為研究對象,利用普通PCR、長鏈PCR、反轉(zhuǎn)錄PCR和熒光定量PCR等方法，從其DNA水平、RNA水平進(jìn)行研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)果有以下四個方面:

1.驗(yàn)證了基因槍轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)cry1Ab/c融合基因水稻品系“Bt汕優(yōu)63”的外源插入DNA的結(jié)構(gòu)，證明其確實(shí)有部分標(biāo)記基因片段存在。驗(yàn)證了其轉(zhuǎn)化事件定性檢測體系。并檢測了其自交產(chǎn)生的下一代植株的外源插入結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)標(biāo)記基因部分片段依然存在，外源基因的分離比符合單位點(diǎn)的孟德爾遺傳。

2.根據(jù)側(cè)翼序列優(yōu)化設(shè)計(jì)特異性引物，以轉(zhuǎn)基因水稻種屬特異性基因作為PCR擴(kuò)增的內(nèi)源參照，建立轉(zhuǎn)化事件特異性定量檢測體系。結(jié)果表明，定量體系具有較好的重復(fù)性，用標(biāo)準(zhǔn)分子確定的轉(zhuǎn)基因水稻“Bt汕優(yōu)63”的檢測極限為100個拷貝數(shù)。

3.利用RT-PCR的方法檢測了轉(zhuǎn)基因水稻“Bt汕優(yōu)63”整個生育期外源標(biāo)記基因、目的基因在mRNA水平上的表達(dá)情況，檢測結(jié)果顯示，外源標(biāo)記基因在整個生育期沒有表達(dá)，目的基因穩(wěn)定表達(dá)。在此基礎(chǔ)上，建立目的基因在mRNA水平上表達(dá)的定量檢測體系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，定量體系重復(fù)性較好，苗期目的基因表達(dá)的量較少，其他生育期目的基因穩(wěn)定表達(dá)。第一，主要作物的病蟲危害逐年加重，每年噴施的大量農(nóng)藥既加重了農(nóng)民負(fù)擔(dān)，使農(nóng)民增產(chǎn)不增收，又嚴(yán)重破壞了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，還造成了食物中的大量農(nóng)藥殘留，危害人類健康。因此，增加品種的抗蟲性，減少農(nóng)藥的施用量是一個十分緊迫的問題。我國水稻種植的現(xiàn)狀第二，高產(chǎn)品種需肥量大。目前我國大部分地區(qū)作物生產(chǎn)的施肥量已經(jīng)超過了土地的承受能力，大量施肥除加重農(nóng)民負(fù)擔(dān)外，土壤退化、江河湖海的富營養(yǎng)化正成為農(nóng)業(yè)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重障礙。培育肥料高效利用的品種，在保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時降低肥料用量也已迫在眉睫。

第三，水資源日趨短缺。除西北長期缺水、華北旱災(zāi)頻繁外，旱災(zāi)在長江流域發(fā)生的頻率近年也有很大提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國農(nóng)業(yè)耗水約占全國總耗水量的70％，而水稻的用水幾乎占整個農(nóng)業(yè)耗水的70％，在水資源日益短缺的今天，培育耐旱品種，降低水稻的用水對國民經(jīng)濟(jì)乃至人類社會的生存和發(fā)展均有著十分重要的意義第四，我國北方的鹽堿地面積很大，南方熱帶、亞熱帶土壤普遍為酸性，鋁離子的毒害是一個嚴(yán)重問題。這些不良環(huán)境對作物的種植和產(chǎn)量潛力的發(fā)揮均有限制作用。試驗(yàn)證明轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)省投入成本，減少勞動強(qiáng)度，避免由此造成的人體中毒、中暑風(fēng)險；（2）種植轉(zhuǎn)基因抗蟲雜交稻可以大幅減少殺蟲劑的用量，降低農(nóng)藥對田間益蟲的影響，維持稻田生物種群動態(tài)平衡；（3）減少農(nóng)藥對自然生態(tài)環(huán)境的污染。張啟發(fā)在示范吃轉(zhuǎn)基因大米制成的醬油飯，人們更關(guān)心轉(zhuǎn)基因大米是不是他和他家人的日常食物轉(zhuǎn)基因水稻之父被稱為“轉(zhuǎn)基因水稻之父”的中國科學(xué)院院士張啟發(fā)，在中國，張啟發(fā)是轉(zhuǎn)基因水稻最堅(jiān)定的旗手。

1999年，年僅46歲的張啟發(fā)當(dāng)選為中國科學(xué)院院士，是當(dāng)時最年輕的科學(xué)院院士；

2007年，張啟發(fā)被選為美國國家科學(xué)院外籍院士，與他同年入選的還有“雜交水稻之父”袁隆平。張啟發(fā)研制的是將特定的BT基因轉(zhuǎn)入到普通的水稻中去，從而產(chǎn)生抗蟲、增產(chǎn)的效果。他曾經(jīng)多次回應(yīng)媒體稱，“轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在全球大面積種植已有14年，食用轉(zhuǎn)基因食品的人群超過數(shù)十億，至今還沒有關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品不安全的任何證據(jù)?！睘榱俗C明安全性，張啟發(fā)及其同事還親自食用轉(zhuǎn)基因水稻多年。但仍有不少人擔(dān)心，轉(zhuǎn)入BT毒蛋白基因的水稻連蟲子都不敢吃，人類能吃嗎？對于轉(zhuǎn)基因水稻的安全性，“雜交水稻之父”袁隆平曾表示，轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻“實(shí)驗(yàn)室里非常成熟，對人類可能造成的影響，或許要在未來幾代人后才會顯現(xiàn)”。

“轉(zhuǎn)基因水稻最遲5年上中國人的餐桌?！眮碜浴掇r(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》實(shí)驗(yàn)研究環(huán)境釋放中間試驗(yàn)生產(chǎn)性試驗(yàn)申請領(lǐng)取安全證書

轉(zhuǎn)基因水稻“華恢1號”和“Bt汕優(yōu)63”正是依據(jù)《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》、《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價管理辦法》、《轉(zhuǎn)基因植物安全評價指南》，經(jīng)過相關(guān)食品安全檢測機(jī)構(gòu)多年科學(xué)、規(guī)范的安全檢測，以及通過中國疾病預(yù)防控制中心和農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（北京）的檢測驗(yàn)證，科學(xué)地證明了轉(zhuǎn)基因水稻“華恢1號”和“Bt汕優(yōu)63”與非轉(zhuǎn)基因水稻同樣安全，消費(fèi)者可以放心食用。

評價指標(biāo)全面規(guī)范。評價過程科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。

評價數(shù)據(jù)真實(shí)全面。2009年8月，農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻“華恢1號”和“Bt汕優(yōu)63”的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書；

2008年10月，“華恢1號”和“Bt汕優(yōu)63”出現(xiàn)在中國生物安全網(wǎng)公布的《2009年第二批農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書批準(zhǔn)清單》中，引來專業(yè)人士及民間組織的激烈爭辯。什么叫做食品安全？？？“經(jīng)合發(fā)展組織”1991年將“安全”的食物定義為：“如果能合理地肯定，在預(yù)期的條件下消費(fèi)某食品不會有害，則該食品就被認(rèn)為是安全的”。在如何對轉(zhuǎn)基因生物作安全性評價，國際上有一個廣泛接受和采用的“實(shí)質(zhì)等同”（Substantialequivalence）原則。這一原則強(qiáng)調(diào)，評價轉(zhuǎn)基因食品安全性的目的，不是要了解該食品的絕對安全性，而是評價它與非轉(zhuǎn)基因的同類食品比較的相對安全性。在評價時注重“個案分析”，即對轉(zhuǎn)基因食品的安全性不一概而論。CompanyLogo黔之驢與Ｂｔ轉(zhuǎn)基因水稻

抗蟲轉(zhuǎn)基因植物能毒殺昆蟲，對人是有毒

吃了轉(zhuǎn)基因食物，外源基因進(jìn)入人體后會遺傳給后代

自然食品是安全的，轉(zhuǎn)基因食品來自人

工修飾過的作物，是不安全的。

轉(zhuǎn)基因作物是否會演化為“超級雜草”

轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)環(huán)境是否安全

長期食用轉(zhuǎn)基因稻米的安全性

轉(zhuǎn)基因作物是否會影響生物多樣性CompanyLogo，“小鼠灌胃實(shí)驗(yàn)”的結(jié)論可供參考討論:該實(shí)驗(yàn)按照大鼠體重，每千克用5克抗蟲BT蛋白每天兩次灌食。8天后，各組動物體重和臟器重量無生物學(xué)意義上的差異?！叭A恢1號”稻米中抗蟲蛋白含量≤2.5微克/克，要達(dá)到5克/千克(抗蟲蛋白與體重的比率)的接受試驗(yàn)的劑量，體重60公斤的人需要吃120噸稻米。按照這個實(shí)驗(yàn)結(jié)果推理，如果按照每天吃500克稻米計(jì)算，一個成年人即使吃“華恢1號”轉(zhuǎn)基因稻米657年也應(yīng)該是安全的。CompanyLogo黔之驢與Ｂｔ轉(zhuǎn)基因水稻

抗蟲轉(zhuǎn)基因植物能毒殺昆蟲，對人是有毒

吃了轉(zhuǎn)基因食物，外源基因進(jìn)入人體后會遺傳給后代

自然食品是安全的，轉(zhuǎn)基因食品來自人

工修飾過的作物，是不安全的。

轉(zhuǎn)基因作物是否會演化為“超級雜草”

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轉(zhuǎn)基因作物是否會影響生物多樣性CompanyLogoCompanyLogo黔之驢與Ｂｔ轉(zhuǎn)基因水稻

抗蟲轉(zhuǎn)基因植物能毒殺昆蟲，對人是有毒

吃了轉(zhuǎn)基因食物，外源基因進(jìn)入人體后會遺傳給后代

自然食品是安全的，轉(zhuǎn)基因食品來自人

工修飾過的作物，是不安全的。

轉(zhuǎn)基因作物是否會演化為“超級雜草”

轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)環(huán)境是否安全

長期食用轉(zhuǎn)基因稻米的安全性

轉(zhuǎn)基因作物是否會影響生物多樣性CompanyLogo每個生物細(xì)胞中都有幾千至幾萬個基因，我們每吃一口食物都要吃進(jìn)數(shù)億個基因。人類社會生存、繁衍了數(shù)百萬年，從來沒有人擔(dān)心食物中的動物、植物、微生物基因會影響人的遺傳。還有一個需要知道的事實(shí)是，近幾年的大規(guī)模基因組測序發(fā)現(xiàn)，在動物、植物、微生物的基因組間，大量的基因存在同源性。換句話說，我們平常所說的動物、植物、微生物是指生物的整體而言，在基因的水平上看，很多基因都不是動物或植物所特有的。CompanyLogo黔之驢與Ｂｔ轉(zhuǎn)基因水稻

抗蟲轉(zhuǎn)基因植物能毒殺昆蟲，對人是有毒

吃了轉(zhuǎn)基因食物，外源基因進(jìn)入人體后會遺傳給后代

自然食品是安全的，轉(zhuǎn)基因食品來自人

工修飾過的作物，是不安全的。

轉(zhuǎn)基因作物是否會演化為“超級雜草”

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長期食用轉(zhuǎn)基因稻米的安全性

轉(zhuǎn)基因作物是否會影響生物多樣性CompanyLogo這里有個嚴(yán)重的誤解。首先，遺傳修飾并非自轉(zhuǎn)基因開始，媒體普遍將轉(zhuǎn)基因作物稱為GMO而不將傳統(tǒng)作物品種稱為GMO，本身就是一個概念錯誤，而且容易引起誤會。作為我們食物的主要農(nóng)作物，都經(jīng)過了近萬年的人工遺傳修飾，修飾的基因數(shù)以千計(jì)，在人類的食物中很少還有“自然”食品。其次，自然的不一定是安全的。自然界的大多數(shù)植物都不同程度的產(chǎn)生毒素，作為在進(jìn)化過程中形成的一種防衛(wèi)機(jī)制，來抵御那些危害它們的動物和昆蟲。人類對動植物的幾千年的改良巳經(jīng)大大減少了食物中的毒素水平，但眾所周知很多食品仍對人體有著不同程度的不良影響，人類的很多疾病都與食品有關(guān)。此外，安全性只是相對的，對于一部分人群安全的食品，對另外一部分人不一定安全，如蝦、蟹等海鮮食品是大多數(shù)人的美味佳肴，但對少數(shù)人則產(chǎn)生過敏反應(yīng)。CompanyLogo黔之驢與Ｂｔ轉(zhuǎn)基因水稻

抗蟲轉(zhuǎn)基因植物能毒殺昆蟲，對人是有毒

吃了轉(zhuǎn)基因食物，外源基因進(jìn)入人體后會遺傳給后代

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工修飾過的作物，是不安全的。

轉(zhuǎn)基因作物是否會演化為“超級雜草”

轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)環(huán)境是否安全

長期食用轉(zhuǎn)基因稻米的安全性

轉(zhuǎn)基因作物是否會影響生物多樣性CompanyLogo

人類歷史上幾千年的作物改良，所產(chǎn)生的一個總體效應(yīng)是：作物遺傳改良的程度越高，對人類創(chuàng)造的環(huán)境的依賴性就越大，在自然條件下越難生存。現(xiàn)代的作物與其野生親緣相比在很多性狀上都發(fā)生了改變，這種改變涉及到大量基因。農(nóng)作物尤其是優(yōu)良的農(nóng)作物品種不可能因?yàn)閷?dǎo)入一個或幾個與雜草無關(guān)的基因而變成雜草。但值得注意的是，有證據(jù)表明農(nóng)作物的基因向雜草轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象是存在的，因此應(yīng)該防止轉(zhuǎn)基因向雜草的轉(zhuǎn)移。對轉(zhuǎn)抗除草劑基因的作物，尤其應(yīng)該防止抗除草劑基因向雜草的轉(zhuǎn)移而使得雜草無法控制（即成為所謂的超級雜草）。在有作物野生親緣群落和作物近緣雜草的地區(qū)應(yīng)注意監(jiān)測基因的轉(zhuǎn)移，采取相應(yīng)的防范措施。CompanyLogo黔之驢與Ｂｔ轉(zhuǎn)基因水稻

抗蟲轉(zhuǎn)基因植物能毒殺昆蟲，對人是有毒

吃了轉(zhuǎn)基因食物，外源基因進(jìn)入人體后會遺傳給后代

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工修飾過的作物，是不安全的。

轉(zhuǎn)基因作物是否會演化為“超級雜草”

轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)環(huán)境是否安全

長期食用轉(zhuǎn)基因稻米的安全性

轉(zhuǎn)基因作物是否會影響生物多樣性CompanyLogo按國家法規(guī)規(guī)定的程序批準(zhǔn)商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因作物，不會比非轉(zhuǎn)基因的農(nóng)作物對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生更大的不良效應(yīng)。例如前述的耐儲存番茄，以及一些類似的品質(zhì)改良的轉(zhuǎn)基因作物，與其原來的品種比，沒有任何添加成分，對環(huán)境中性。而另外一些轉(zhuǎn)基因作物則對生態(tài)環(huán)境有益，如抗蟲作物。對我國抗蟲棉田間調(diào)查數(shù)據(jù)表明，由于對棉鈴蟲不打或少打藥，害蟲天敵大量增加，對蚜蟲類的害蟲也得到了有效控制，因此對蚜蟲也可不打或少打藥。預(yù)期其它抗蟲轉(zhuǎn)基因作物的推廣也會得到類似的效果。如果在主要作物和蔬菜的生產(chǎn)中能顯著減少農(nóng)藥用量，我國的生態(tài)環(huán)境將會得到極大的改善。CompanyLogo黔之驢與Ｂｔ轉(zhuǎn)基因水稻

抗蟲轉(zhuǎn)基因植物能毒殺昆蟲，對人是有毒

吃了轉(zhuǎn)基因食物，外源基因進(jìn)入人體后會遺傳給后代

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長期食用轉(zhuǎn)基因稻米的安全性

轉(zhuǎn)基因作物是否會影響生物多樣性CompanyLogoCompanyLogo為什么那么多反對轉(zhuǎn)基因爭論大眾的抵觸情緒tPusztai事件帝王蝶事件爭議背后的復(fù)雜背景先玉335非轉(zhuǎn)基因玉米英國蘇格蘭Rowett研究所的研究人員ArpadPusztai1998年秋在電視臺宣稱，他用轉(zhuǎn)雪花蓮凝集素基因的馬鈴薯飼喂大鼠，“導(dǎo)致大鼠體重及器官重量嚴(yán)重減輕，免疫系統(tǒng)被損壞”。此事引起轟動，從此引發(fā)了國際上對轉(zhuǎn)基因作物安全性的爭論。英國皇家學(xué)會對此十分重視，組織了專門的同行評議，并于1999年5月公布報(bào)告，指出Pusztai的研究從試驗(yàn)設(shè)計(jì)、方法，到研究結(jié)果及數(shù)據(jù)分析都有嚴(yán)重缺陷。Pusztai本人也因此而被勸提前退休。Pusztai事件1999年美國康奈爾大學(xué)Losey等報(bào)道在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以拌有轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲玉米花粉的馬利筋草喂養(yǎng)帝王蝶幼蟲可導(dǎo)致死亡，這一結(jié)果被解釋為轉(zhuǎn)基因威脅非目標(biāo)昆蟲?！碍h(huán)境主義”組織據(jù)此提出應(yīng)限制轉(zhuǎn)基因玉米的生產(chǎn)與銷售。

當(dāng)年夏天，美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）組織昆蟲專家們對帝王蝶問題進(jìn)行了專題研究。結(jié)論是，抗蟲玉米花粉在田間對帝王蝶并無威脅，其原因是：（1）玉米花粉大而重，擴(kuò)散不遠(yuǎn)，在田間所有花粉只落在1