转基因水稻是用转基因技术把水稻中本来没有的基因转入到水稻中,使水稻具有新的性状,如抗虫、抗除草剂、抗病害。但转基因水稻技术非常粗糙,转入的基因影响水稻原有基因的表达,可能引起很多难以预期的后果。可以说,转基因技术把外来的抗除草剂、抗虫特性引入水稻的同时,也把对健康和环境的近忧远患转移到水稻体内。因此,包括中国在内的各国对转基因水稻都采取了谨慎态度和严格管理。

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    1研究进展

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    转基因水稻获得成功始于1986 年,Uchimiya等首先获得了卡那霉素抗性的转基因水稻愈伤组织。

    1988年,世界上就有3 个实验室分别获得了转基因水稻植株。纵观转基因水稻的发展历程,利用转基因技术开展水稻遗传改良主要集中在下列几个方面:

    抗虫性

    应用于水稻抗虫性改良的外源基因主要有3 种,一是从苏云金杆菌分离的苏云金杆菌杀虫结晶蛋白基因( Bt 基因) ,二是从植物中分离出的昆虫蛋白酶抑制剂( PI 基因) ,三是植物凝集素基因。科学家分别应用基因枪法、农杆菌介导法、电击法等成功地将cryIA ( b) 、cryIA ( c) 基因导入水稻中,获得了转基因植株,经抗虫性检测,转基因植株对二化螟、三化螟、大螟、稻纵卷叶螟等具有明显的致死效应。

    美国康奈尔大学1993 年将豇豆胰蛋白酶抑制剂基因CPT 导入水稻获得转基因植株,对二化螟、三化螟具有一定的抗性。Vain 等将半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因导入水稻所得的转基因植株使线虫的孵化率下降了55 %。浙江大学应用Bt 基因转化育成的“克螟稻”已通过了浙江省科技厅的鉴定,1999 年获准开展环境释放试验。美国是转基因农作物种植面积最大的国家,中国居第4位,但种植面积仅占全球总面积的1%。

    2018121日,华恢1号水稻研发团队成员华中农业大学生命科学技术学院教授林拥军称,“111日,我校张启发教授收到美国食品药品监督管理局(FDA)食品安全中心食品添加剂安全办公室主管Dennis M.Keefe博士的邮件。邮件告知,FDA认为华中农业大学已经就华恢1号水稻的食用及饲用安全得出结论,即相较于源自商业化稻米的人类食品和动物饲料,来源于华恢1号稻米的人类食品和动物饲料在营养成分、安全性和其他相关参数上与其无实质性差异。因此,华恢1号稻米上市前无需经FDA的审查和批准。

    抗病性

    日本国家农业环境所成功地将水稻条纹叶枯病毒外壳蛋白基因RS V CP 导入水稻获得转基因植株,接种后2~3 周发现转基因植株只有2 %~3 %发病,而对照则有95 %~100 %发病。

    Christou 等将Xa21 基因导入水稻后,显著提高了水稻对白叶枯病和稻瘟病的抗性。何迎春等将烟草几丁质酶基因导入水稻获得了高抗纹枯病和稻瘟病转基因植株。四川农业大学将抗病和抗虫基因导入杂交稻的恢复系中, 获得了转基因的双抗杂交稻等。

    抗除草剂

    20世纪80 年代,美国孟山都公司以其拥有广谱、高效除草剂农达(草甘膦)的优势,率先开展除草剂抗菌性基因的转移研究与抗性品种的开发。随后,美国艾格福公司(AgrEvo) 抗广谱除草剂草铵膦转基因水稻和美国氰胺公司的抗咪唑啉酮类除草剂转基因水稻相继问世。中国用于水稻抗除草剂的基因主要是PPT 乙酰转移酶基因,即抗Basta 基因(bar) ,也已获得抗Basta 水稻。

    抗逆性

    由于有关水稻抗逆基因的定位、克隆和分离工作难度较大,抗逆转基因水稻的研究报道还不多。已经导入水稻的抗逆基因主要有烟草中的CMO基因、甜菜碱生物合成酶基因codA 和水稻耐淹能力有关的基因( pdc , pdc , pdc) ,将其转入水稻中分别获得了具有抗旱、耐碱、耐盐和耐渍的转基因水稻植株。

    高产和优质性状

    产量和品质是由多基因控制的综合性状,个别外源基因的导入只能使其组成成分中单一因子的水平获得提高,而对其综合水平没有明显的影响。提高水稻产量的基因工程主要设想是将高光效C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC) 和二磷酸核酮糖羧化酶基因( RuB pC)导入水稻中,在水稻叶片的叶绿体中表达以提高水稻光合效率,达到增加产量的目的。虽然Ku 等将PEPC 基因导入水稻,获得了光合效率提高近50 %的转基因水稻,但离获得高产品种还相距甚远,只是为水稻大幅度增产带来了新的希望。在品质改良方面,富脯氨酸基因、富甲硫氨酸和赖氨酸基因、八氢番茄合成酶及其脱氢酶基因、大豆球蛋白基因和高赖氨酸基因等都已被成功地导入水稻并获得了转基因植株,对于开发特用稻米产品具有非常重要的意义。

    2优势特点

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    农药施用量少

    科学家通过试验对比,发现转基因水稻同非转基因水稻的一个显著差别是农药施用量的差别。研究结果表明,种植转基因抗虫水稻的农户每季施用农药少于一次(0.5次),种植非转基因水稻的农户每季施用农药3.7次。在种植转基因水稻的地块上,有62%没有施用农药,近90%的转基因水稻田上没有施用治螟虫的农药。同种植非转基因水稻相比,转基因抗虫水稻的采用使农户每公顷农田减少16.77千克的农药,相当于减少了80%的农药施用量。

    产量高

    两种水稻在产量上也有显著差异。转基因水稻的平均产量比对应的非转基因水稻产量高6%—9%。科学家发现这主要是由于转基因抗虫水稻在生产过程中更有效地防治了螟虫的危害。

    施用农药安全性提高

    转基因抗虫水稻减少了稻农因施用农药而过敏以至中毒的现象。以2002年和2003年为例,全部种植转基因水稻的农户没有一例报告因打农药而中毒;在转基因水稻和非转基因水稻都种植的农户中,两年分别有7.7%和10.9%的农户报告在施用农药时中过毒,在全部种植非转基因水稻的农户中,两年分别有8.3%和3%的农户因打农药而中毒。种植转基因抗虫水稻对水稻生产和农民健康产生着积极影响。研究结果表明:农业生物技术能够促进中国农业发展、增进食物安全、提高农民收入和改善农民健康。

    3安全证书

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    获得安全证书的转基因抗虫水稻一共有2种,分别为转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻“华恢1号”及杂交种“Bt汕优63”,均由华中农业大学所培育。农业部农业转基因生物安全管理办公室负责人介绍称,农业部于1999年受理了这两种转基因水稻的安全评价申请,经过11年的评价,于2009年8月17日颁发了安全证书。

    2014年8月17日,中国转基因水稻仅有的2张“安全证书”全部到期。如果续申请没有成功,则意味着中国将没有一种转基因主粮拥有安全证书,更不必说商业化许可。

    安全评价材料

    2014年7月18日,农业部网站发布转基因水稻的安全评价材料,这是其自5年前颁发转基因水稻安全证书以来的首次,公开的材料包括转基因水稻的毒性检测过程和检测报告。

    在中国,负责转基因生物安全评价工作的是国家农业转基因生物安全委员会。包括严格的实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请生产应用安全证书等多个阶段,最后的决定是委员会根据评价结果做出的。

    根据农业部披露的上述安全评价材料,转基因大米需要进行多项动物食用毒理学试验,结果显示,用转基因大米喂养大鼠90天后,与非转基因大米喂养的相比,“未发现转基因稻米对大鼠的体重、食物利用率、血液学和血生化指标、脏器系数、病理学变化等指标产生不利影响”。

    各方质疑

    由于关乎国民健康和粮食主权问题,“转基因”一直是舆论争论的焦点,然而,农业部为这两个转基因水稻品系颁发生产应用安全证书的过程,公众并不了解,因而对转基因粮食安全问题产生疑虑和不安。据中国青年报报道,对于安全证书的颁发过程,农业部只提供了一份简短的书面回复。根据这份回复,证书发放是“经过严格的实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请生产应用安全证书等5个阶段的多年安全评价,依据农业转基因生物安全委员会评价结果”作出的决定。

    中科院植物研究所首席研究员蒋高明、绿色和平食品与农业项目主任方立峰对此也提出一系列质疑,包括“何时获得批准”、“为何不公开转基因生物安全委员会专家名单”、“环境与食品安全方面的专家是否参与讨论”、“是否会咨询其他利益相关者”等。请求公开专家名单却无人理睬,这让很多人开始怀疑这一切“是暗箱操作”,与转基因相关的整个共同体的失声,成为人们质疑的重点。

    通过安检

    该实验室在回复给书面报告中表示,农业部向该校发放的转基因水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”的安全证书,签发日期为2009年8月17日,有效期5年,适用地为湖北。

    该品系的研发工作于1995年开始,1999年成果通过了农业部的成果鉴定,同年开始中间实验,2002年完成环境释放,2003年到2004年进行生产性试验。整个安全评价程序是根据国家《农业转基因生物安全管理条例》等有关法规的要求,参照国际食品法典委员会《转基因植物风险评估指南》等国际通用准则进行的。历时10年的安全评价,经过农业转基因生物安全委员会审定通过而最终获得了安全证书。

    此外,实验室表示,安全评价是由国家相关管理部门组织专家独立进行,参加、、、价的专家名单、专家的学科构成以及是否咨询过其他利益相关者,作为相关成果的研发单位,其并不掌握。

    该实验室称,人类认识Bt蛋白的来源生物苏云金芽孢杆菌已有100余年,安全使用Bt蛋白作为生物杀虫剂有70多年。

    该实验室承诺,转基因水稻一旦批准商业化种植,实验室研究者的米缸里肯定都是转基因大米。

    证书到期

    2014年8月17日,中国转基因水稻仅有的2张“安全证书”全部到期。如果续申请没有成功,则意味着中国将没有一种转基因主粮拥有安全证书,更不必说商业化许可。这是中国转基因产业化之路的一个重要时间节点。

    这两张安全证书所涉两种转基因水稻均由华中农业大学所培育,其研发团队成员、华中农业大学教授严建表示,安全证书是否续签成功“不方便透露”。

    4历史污点

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    “历史污点”是指转基因水稻获得安全证书是在2009年,而并没有得到商业化种植的许可就被多次发现流入市场。最近的一次是央视报道的武汉转基因大米风波。2014年4月,央视记者在武汉市一家超市随机购买了5种大米,其中有3种含有转基因成分Bt63。

    央视还报道称,中国出口欧盟的大米制品频繁被检出含有转基因成分,仅2013年出口欧盟的大米制品中,就有25次被查出含有转基因成分,大多是Bt63。

    5争议问题

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    转基因水稻会带来诸多生态环境和食品安全方面的风险。水稻是主粮,其安全性尤为重要,但转基因水稻的安全性没有经过长期评估,转基因水稻食用是否安全仍存在很大争议。

    环境安全

    在生态环境方面,转基因水稻会通过花粉将基因传播给近亲植物,这会令其它植物也出现转基因水稻(如抗除草剂)的特征,扰乱生态平衡规律。如果抗除草剂的基因传播到杂草,更会出现“超级杂草”,危害粮食生产。害虫长年累月地接触某种毒素,体内自然地会产生抗体,有可能变成不怕杀虫剂的“超级害虫”。

    强势的转基因生物可能致使自然界原有的品种绝种,破坏生物多样性。另外,转基因改造过的生物可能会为其它生物如蝴蝶、瓢虫等益虫带来危害。

    食品安全

    在绿色和平报告和那些“暂缓推广转基因主粮”的呼吁书之中,都能看到食用转基因大米不安全,或者是安全性“尚无定论”的观点。

    2010年2月22日,华中农业大学转基因水稻研究负责人张启发在回答有关领导人问题时曾表示,转基因抗虫水稻比符合国家安全标准的饮用水更加安全。中国的饮用水标准中,有毒的亚硝酸盐含量不能超过百万分之一,而转基因抗虫水稻中抗虫蛋白基因的含量为百万分之二点五,一个人每天可以饮水几公斤,却吃不了1公斤大米。不仅如此,Bt抗虫蛋白已经被证明对人体是完全无毒性的。

    不少转基因反对者指出,转基因食品作为一种新事物,应当做到“绝对安全、零风险”。各国政府部门在评价转基因食品的安全性时都遵循一个原则:实质等同(Substantial equivalence)。也就是说,将转基因食品与非转基因的同类食品进行比较。

    在农业部网站上,由中国疾病预防控制中心营养与食品安全研究所研究员杨晓光,以及中国农业大学食品科学与营养工程学院教授黄昆仑署名的文章表示,经过中国疾病预防控制中心和农业部农产品质量监督检验测试中心(北京)的检测验证,证明转基因水稻“华恢1号” 和“Bt汕优63”与非转基因水稻同样安全,消费者可以放心食用。

    非法种植

    转基因水稻在进行商业化生产之前必须先向农业部农业转基因生物安全管理办公室申请安全证明书,接着按照《种子法》和《主要农作物品种审定办法》的规定通过品种审定,然后才可以在市场上出售。农业部转基因办至今仍然没有对任何转基因水稻颁发安全证明书。

    2005年,绿色和平揭发中国尚未通过安全测试的转基因大米已经在湖北地区种植了至少两年,且污染了湖北和其它省市的大米。

    2007年,绿色和平揭露:转基因水稻被非法冒充为常规杂交水稻在湖南省进行田间试验并已申请品种审定,试图获取商业化种植资格。

    绿色和平在湖北与湖南发现的这些转基因污染案例表明,政府在转基因生物安全管理体制上仍有漏洞,绿色和平呼吁政府加强转基因生物监管力度,谨慎对待转基因水稻商业化种植,强制标识转基因食品,以保障广大消费者的权益。

    6经济影响

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    世界上没有任何一个国家批准转基因水稻的商业化种植。而转基因污染造成的社会经济损失却广泛而深远。2007年《国内消费者与海外市场,转基因水稻面临双重压力》报告显示:中国米制品行业因为转基因水稻在未经批准的情况下“早产”而提前遭遇了海外市场的暗礁。从2006年9月起,中国米制品因为含有转基因水稻成分而频频碰响欧盟及日本市场的警报。

    根据欧盟食品与饲料快速警报系统的规则,各成员国对其所通报的产品都将采取撤架、召回或禁止入境的措施,由此给国内大米生产者带来以下影响:

    直接经济损失

    海外市场的监管部门启动控制措施后,其最直接的影响就是相关产品的撤架、召回乃至销毁。对于生产企业来说,这意味着正在销售的产品由于上述措施而造成货款无法回收,或者尚未开始销售的产品遭遇客户退货的情况。

    长远经济影响

    由于转基因问题所特有的不确定性,企业产品出现此类问题后所带来的往往是海外客户的丧失,即失去了海外的销售渠道,继而影响了企业的整个营销体系。

    额外监控成本

    为了应对海外市场对于转基因产品的重重壁垒,国内的企业在应付产品因转基因问题而遭遇的种种问题之余,还要投入额外的成本对产品进行检测、对原料供应商进行鉴别乃至对整条供应链进行监控。

    7相关事件

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    中国转基因抗虫水稻获美国食用许可

    2018121日,华恢1号水稻研发团队成员华中农业大学生命科学技术学院教授林拥军称,“111日,我校张启发教授收到美国食品药品监督管理局(FDA)食品安全中心食品添加剂安全办公室主管Dennis M.Keefe博士的邮件。邮件告知,FDA认为华中农业大学已经就华恢1号水稻的食用及饲用安全得出结论,即相较于源自商业化稻米的人类食品和动物饲料,来源于华恢1号稻米的人类食品和动物饲料在营养成分、安全性和其他相关参数上与其无实质性差异。因此,华恢1号稻米上市前无需经FDA的审查和批准。

    据了解,本次审查的行政案卷已以文件形式存档,并保存于FDA食品安全和应用营养中心的食品添加剂安全办公室。

     

     

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    参考资料

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    [1].转基因水稻安全证书昨到期
    [2].我国2张转基因水稻安全证书到期 商业化种植前景渺茫

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    标签: 农业

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    • 更新时间:2018-01-22
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