宋新元，張欣芳，于 壯，李新海，張 明吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，吉林長(zhǎng)春304;中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京0008

20世紀(jì)80年代以來(lái)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)飛速發(fā)展，因其能夠克服常規(guī)育種手段的一些局限，在農(nóng)業(yè)生物新品種培育領(lǐng)域備受青睞。如今，科學(xué)家已培育出一系列具有優(yōu)良性狀(如抗蟲(chóng)、抗除草劑等)的轉(zhuǎn)基因作物新品種，并進(jìn)行了大面積的推廣種植。這些轉(zhuǎn)基因作物，在帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益的同時(shí)，也為解決未來(lái)世界糧食、能源危機(jī)提供了新的途徑。但同時(shí)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)，轉(zhuǎn)基因生物安全問(wèn)題在全世界范圍內(nèi)引起了廣泛關(guān)注，尤其關(guān)于“轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全性”問(wèn)題更成為爭(zhēng)論的焦點(diǎn)(Andow＆Zwahlen，2006)。我國(guó)在“轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)方法與技術(shù)”相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，在轉(zhuǎn)基因作物的生存競(jìng)爭(zhēng)能力、外源基因漂移規(guī)律及其對(duì)環(huán)境的影響、轉(zhuǎn)基因作物對(duì)非靶標(biāo)生物的影響、靶標(biāo)害蟲(chóng)抗性演化及抗性治理策略等環(huán)境安全評(píng)價(jià)技術(shù)和程序等方面取得了較大進(jìn)展。本文擬對(duì)轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)發(fā)展歷程、趨勢(shì)、思路、內(nèi)容及評(píng)價(jià)策略進(jìn)行概述，旨在為完善轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)技術(shù)體系及轉(zhuǎn)基因生物研發(fā)和安全管理提供借鑒。

1 轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)歷程與展望

1.1 特點(diǎn)

轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)具有特異性、交融性和長(zhǎng)期性等特點(diǎn)。具體表現(xiàn):(1)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可打破物種界限，擴(kuò)大基因的使用范圍，應(yīng)用程度超越了作物自然進(jìn)化與常規(guī)育種，因此需要特異性評(píng)價(jià)外源基因進(jìn)入新的遺傳背景所引發(fā)的效應(yīng);(2)轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)是宏觀與微觀交融的學(xué)科，涉及分子生物學(xué)、生物化學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物保護(hù)學(xué)、生物信息學(xué)等諸多領(lǐng)域;(3)轉(zhuǎn)基因植物的許多生態(tài)效應(yīng)需要長(zhǎng)期監(jiān)管，轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)應(yīng)力爭(zhēng)在產(chǎn)業(yè)化之前，利用短期、小規(guī)模的試驗(yàn)積累評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，以避免環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 簡(jiǎn)要發(fā)展歷程

1975年，在美國(guó)加利福尼亞州舉行的Asilomar會(huì)議，標(biāo)志著人類(lèi)首次開(kāi)始關(guān)注轉(zhuǎn)基因技術(shù)安全性問(wèn)題(Berg et al.，1975)。20世紀(jì)80年代以來(lái)，轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全被高度重視，通過(guò)研討達(dá)成了一定共識(shí):(1)存在轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);(2)環(huán)境安全評(píng)價(jià)應(yīng)以個(gè)案分析(case-by-case)為基礎(chǔ);(3)評(píng)價(jià)內(nèi)容應(yīng)考慮目標(biāo)基因來(lái)源、釋放環(huán)境、基因受體的生物學(xué)與生態(tài)學(xué)特性、釋放的規(guī)模與頻率等因素(Andow et al.，1987)。20世紀(jì)90年代提出:(1)轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的類(lèi)型主要包括3個(gè)方面，即對(duì)非靶標(biāo)生物和生物多樣性的影響、基因漂移及引發(fā)的效應(yīng)、靶標(biāo)生物抗性進(jìn)化(Snow＆Mora'n-Palma，1997;Wolfenbarger ＆ Phifer，2000;Snow et al.，2005);(2)環(huán)境安全評(píng)價(jià)應(yīng)采取逐層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式(tiered risk assessment);(3)轉(zhuǎn)基因植物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論與技術(shù)框架仍需要不斷完善與發(fā)展(Andow＆Zwahlen，2006)。

1.3 新的挑戰(zhàn)與展望

21世紀(jì)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)與產(chǎn)業(yè)空前發(fā)展，新基因、新性狀、新用途的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品大量涌現(xiàn)。按基因與性狀，轉(zhuǎn)基因品種發(fā)展大致可分為3代。第一代為抗除草劑與農(nóng)業(yè)有害生物的轉(zhuǎn)基因植物;第二代為改良植物農(nóng)藝性狀與改善產(chǎn)品品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物，如提高非生物逆境(旱、鹽、熱)耐受能力、增加油分、改善加工特性等;第三代為表達(dá)特殊用途蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物，如藥用蛋白、酶制劑、工業(yè)原料等(陳潔君等，2007)。同時(shí)，復(fù)合2種或多種性狀的轉(zhuǎn)基因植物也得到蓬勃發(fā)展。

現(xiàn)有的轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)技術(shù)體系主要針對(duì)第一代轉(zhuǎn)基因植物所建立，各種新型性狀對(duì)環(huán)境安全評(píng)價(jià)工作提出了更高的要求。如今，根據(jù)外源基因作用機(jī)理、按產(chǎn)業(yè)鏈條全程安全評(píng)價(jià)的觀點(diǎn)已基本成為共識(shí)。今后，轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)的趨勢(shì):微觀上向基因型、蛋白譜和代謝物組分變化等方面發(fā)展;宏觀上向生物進(jìn)化、多樣性和群落演變等方面發(fā)展。完善外源基因、載體及其表達(dá)蛋白的安全預(yù)測(cè)技術(shù)體系，優(yōu)化轉(zhuǎn)化事件篩選技術(shù)體系，新型性狀轉(zhuǎn)化體安全評(píng)價(jià)技術(shù)體系以及產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)基因作物安全監(jiān)測(cè)技術(shù)體系將是今后研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

2 轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)策略

2.1 評(píng)價(jià)步驟

科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)是轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)原則。轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)大體可分為3個(gè)步驟，即潛在風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)驗(yàn)證和風(fēng)險(xiǎn)特征描述(圖1)。

圖1 轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)步驟Fig.1 Environmental bio-safety assessment steps of transgenic plants

潛在風(fēng)險(xiǎn)分析主要包括2個(gè)過(guò)程。(1)查閱文獻(xiàn)資料，對(duì)轉(zhuǎn)基因植物本身與釋放環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行全面的了解與分析。應(yīng)掌握的轉(zhuǎn)基因植物相關(guān)信息包括分子特征、蛋白表達(dá)、作用機(jī)理、靶標(biāo)效應(yīng)、作用范圍、可能產(chǎn)生的非靶標(biāo)效應(yīng)、已有的安全評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、類(lèi)似作用機(jī)理的轉(zhuǎn)基因植物安全評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)等;釋放環(huán)境的相關(guān)信息包括釋放目的、釋放規(guī)模、其中植物的種植模式、其生態(tài)學(xué)特點(diǎn)等。(2)確定具有科學(xué)意義的評(píng)價(jià)內(nèi)容，并設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)試驗(yàn)方案。即根據(jù)所掌握的轉(zhuǎn)基因植物與釋放環(huán)境的信息，進(jìn)行科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)，確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)內(nèi)容，如對(duì)非靶標(biāo)重要植食性害蟲(chóng)、有益生物群體、土壤生態(tài)功能、瀕臨滅絕物種的影響等;然后根據(jù)評(píng)價(jià)所需的內(nèi)容設(shè)計(jì)科學(xué)的、操作性強(qiáng)的、能確定危害發(fā)生可能性與危害程度的評(píng)價(jià)試驗(yàn)方案。

風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)驗(yàn)證是在實(shí)驗(yàn)室或田間自然條件下實(shí)施潛在風(fēng)險(xiǎn)分析中確立的試驗(yàn)方案，并得到科學(xué)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)分析中確定的風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。如果在驗(yàn)證時(shí)發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，應(yīng)返回潛在風(fēng)險(xiǎn)分析步驟，重新進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，設(shè)計(jì)試驗(yàn)，進(jìn)行再驗(yàn)證。

風(fēng)險(xiǎn)特征描述是對(duì)轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全性進(jìn)行綜合的描述。如通過(guò)潛在風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)驗(yàn)證2個(gè)步驟后，認(rèn)為以上科學(xué)分析與驗(yàn)證可以全面地說(shuō)明轉(zhuǎn)基因植物潛在的環(huán)境安全問(wèn)題，即對(duì)安全性進(jìn)行全面的描述。

2.2 逐層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式

科學(xué)合理的評(píng)價(jià)模式是進(jìn)行轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)的保障。20世紀(jì)90年代，逐層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式被眾多學(xué)者所認(rèn)可，但如何構(gòu)建、設(shè)計(jì)逐層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的具體模式與內(nèi)容，不同學(xué)者存在不同的觀點(diǎn)(Strandberg et al.，1998;Kjaer et al.，1999;Poppy，2000;Schuler et al.，2001;Cowgill ＆ Atkinson，2003;Dutton et al.，2003a、b;Hill ＆ Sendashonga，2003;Romeis et al.，2006;Wolt et al.，2010;Romeis et al.，2010)。總體來(lái)看，逐層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式為先根據(jù)個(gè)案收集相關(guān)信息與數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)的可行性分析。如果認(rèn)為已掌握的資料不能滿足評(píng)價(jià)的需要，則進(jìn)入下一層，補(bǔ)充必要的信息再進(jìn)行評(píng)價(jià)可行性分析;如果認(rèn)為已掌握的資料可以滿足評(píng)價(jià)的需要，即進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。若在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，則再進(jìn)入下一層，繼續(xù)補(bǔ)充必要的信息后再進(jìn)行評(píng)價(jià)?？梢?jiàn)，所掌握信息量的多少和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)者的決策是逐層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。Andow＆Zwahlen在2006年結(jié)合以往的研究建立了逐層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的單層結(jié)構(gòu)圖(圖2)。

圖2 逐層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的單層結(jié)構(gòu)圖(Andow＆Zwahlen，2006)Fig.2 Framework for tiered risk assessment showing the structure of a single tier(Andow ＆ Zwahlen，2006)

2.3 評(píng)價(jià)內(nèi)容

為保障轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)業(yè)化，安全評(píng)價(jià)應(yīng)貫穿新品種研發(fā)與推廣的全過(guò)程。根據(jù)國(guó)際慣例與我國(guó)相關(guān)政策，轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)可分為4個(gè)環(huán)節(jié)，即應(yīng)用前預(yù)測(cè)、研發(fā)中篩選、推廣前評(píng)價(jià)和推廣后監(jiān)測(cè)(圖3)。

2.3.1 應(yīng)用前預(yù)測(cè) 在研發(fā)之初，應(yīng)先根據(jù)生物信息學(xué)資料對(duì)目的基因、載體及外源表達(dá)蛋白的安全性進(jìn)行分析。即從基因的來(lái)源(供體生物特性)、結(jié)構(gòu)(包括DNA序列、推導(dǎo)的氨基酸序列、基因中的酶切位點(diǎn)等)、功能、作用方式、安全使用歷史(已有的相關(guān)安全性試驗(yàn)數(shù)據(jù))等方面評(píng)價(jià)目的基因的安全性;從啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因、報(bào)告基因以及其他表達(dá)調(diào)控元件的來(lái)源、大小、DNA序列、功能及安全應(yīng)用記錄等方面評(píng)價(jià)載體的安全性;從外源基因表達(dá)蛋白的分子特征、生化特征、功能與作用方式等方面，與已知致敏原、毒蛋白、抗?fàn)I養(yǎng)因子(如蛋白酶抑制劑、植物凝集素等)的氨基酸序列進(jìn)行相似性比較，系統(tǒng)分析目的基因與載體表達(dá)蛋白的安全性。值得注意的是，轉(zhuǎn)基因技術(shù)正向高效、安全的方向發(fā)展，選擇型啟動(dòng)子、無(wú)標(biāo)記或中性標(biāo)記技術(shù)、基因限制技術(shù)等已被廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因新品種研發(fā)中。

2.3.2 研發(fā)中篩選 轉(zhuǎn)基因新品種研制的根本途徑是先獲得大群體的轉(zhuǎn)化事件，再通過(guò)淘汰獲得具有產(chǎn)業(yè)化前景的轉(zhuǎn)化體。因此，在轉(zhuǎn)化事件選優(yōu)過(guò)程中應(yīng)充分考慮環(huán)境安全性，主要包括6個(gè)方面。

躺在床上，他痛苦地閉上了眼睛。大腦飛轉(zhuǎn)，思緒回到了2 0年前的大學(xué)校園，和妻子在樹(shù)叢里熱吻；妻子流著淚，對(duì)著電話和父母說(shuō)著絕情的話……思緒翻轉(zhuǎn)另一個(gè)側(cè)面。父母臨終前充滿遺憾的目光，楚楚可憐的揚(yáng)揚(yáng)和微微隆起的肚子。接著又切換一個(gè)畫(huà)面，兩個(gè)人夾起他，那副錚亮的手銬刺得他睜不開(kāi)眼。淚水不知不覺(jué)間流了滿臉，他抹了抹，又用力地甩了甩，變得剛毅起來(lái)。

圖3 轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)流程Fig.3 The procedure of environmental bio-safety assessment for transgenic plants

(1)基因重組情況。應(yīng)考核外源基因重組后的完整性、插入的拷貝數(shù)、邊界序列等。一個(gè)優(yōu)良的轉(zhuǎn)化事件，其外源基因應(yīng)保持完整，插入為單拷貝，插入的位點(diǎn)不降低受體植物的安全性，不影響受體重要的生物功能。

(2)外源蛋白表達(dá)情況。應(yīng)考核目的蛋白在轉(zhuǎn)基因植物重要生長(zhǎng)期、重要器官中的表達(dá)水平，且載體中基因表達(dá)的蛋白應(yīng)不降低受體的安全性。

(3)目標(biāo)性狀有效性。根據(jù)個(gè)案采用不同方法考核目標(biāo)性狀的有效性。如轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)植物需重點(diǎn)考核其對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)的殺蟲(chóng)效果。

(4)遺傳穩(wěn)定性。應(yīng)考核轉(zhuǎn)基因植物代際間目的基因的整合與表達(dá)情況，包括目的基因整合的穩(wěn)定性、目的基因表達(dá)的穩(wěn)定性、目標(biāo)性狀表現(xiàn)的穩(wěn)定性，至少應(yīng)進(jìn)行3代遺傳穩(wěn)定性分析。

(5)轉(zhuǎn)基因植物主要農(nóng)藝性狀。應(yīng)考核外源基因插入對(duì)植物目標(biāo)性狀外的其他重要農(nóng)藝性狀產(chǎn)生的影響。農(nóng)藝性狀決定一個(gè)品種的優(yōu)劣，是篩選優(yōu)良轉(zhuǎn)化體過(guò)程中的一項(xiàng)重要依據(jù)。對(duì)于外源基因作用原理與農(nóng)藝性狀相關(guān)的轉(zhuǎn)基因植物，重要農(nóng)藝性狀的評(píng)價(jià)更為重要。農(nóng)藝性狀(不包含目標(biāo)性狀)評(píng)價(jià)方法與常規(guī)非轉(zhuǎn)基因植物相同。以轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)玉米為例，在鑒定抗蟲(chóng)性的同時(shí)，還要考察種子的發(fā)芽率、休眠性、植株散粉期、吐絲期、株高、穗位、倒伏率、產(chǎn)量以及對(duì)非靶標(biāo)蟲(chóng)害、病害、逆境的抗性等重要農(nóng)藝性狀。

(6)釋放到環(huán)境中可能引發(fā)的效應(yīng)。在室內(nèi)或嚴(yán)格控制的小規(guī)模自然條件下，評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因植物與環(huán)境中其他生物的異交能力、對(duì)重要非靶標(biāo)生物的影響、對(duì)群落多樣性的影響、目的蛋白在土壤中的降解規(guī)律、對(duì)土壤生態(tài)功能的影響等。如果轉(zhuǎn)基因植物為抗病蟲(chóng)害性狀，還需根據(jù)外源基因作用的機(jī)制和特點(diǎn)，評(píng)價(jià)靶標(biāo)生物抗性進(jìn)化風(fēng)險(xiǎn)，并提出抗性監(jiān)測(cè)方案和治理措施。

2.3.3 推廣前評(píng)價(jià) 根據(jù)我國(guó)頒布的法規(guī)——《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(píng)價(jià)管理辦法》，農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品應(yīng)依次經(jīng)過(guò)中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗(yàn)等步驟，方可申請(qǐng)安全證書(shū)，進(jìn)入品種審定程序。其目的主要是審查和驗(yàn)證研發(fā)者所提供的安全評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，以及發(fā)現(xiàn)在特定環(huán)境中釋放轉(zhuǎn)基因植物，尤其是較大規(guī)模釋放轉(zhuǎn)基因植物所產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)。主要評(píng)價(jià)內(nèi)容包括5個(gè)方面。

(2)目標(biāo)性狀有效性評(píng)價(jià)。高效表達(dá)目標(biāo)性狀是轉(zhuǎn)基因操作的根本所在，因此，目標(biāo)性狀有效性是一個(gè)基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。以轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)植物為例，需在室內(nèi)進(jìn)行生測(cè)試驗(yàn)，在田間自然條件下進(jìn)行接蟲(chóng)試驗(yàn)，調(diào)查靶標(biāo)害蟲(chóng)在轉(zhuǎn)基因植物及受體品種田的危害情況與種群動(dòng)態(tài)，綜合評(píng)價(jià)目標(biāo)性狀有效性。

(3)生存競(jìng)爭(zhēng)能力評(píng)價(jià)。一般分為栽培地試驗(yàn)與荒地試驗(yàn)，主要評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因植物與受體的種子活力、種子休眠特性、越冬越夏能力、抗病蟲(chóng)能力、生長(zhǎng)勢(shì)、生育期、產(chǎn)量、落粒性等的適合度變化及雜草化風(fēng)險(xiǎn)。若受體植物為多年生草類(lèi)(飼草、制種用的草坪草)或目標(biāo)性狀能增強(qiáng)生存競(jìng)爭(zhēng)力(如抗旱、耐鹽等)，應(yīng)根據(jù)個(gè)案提出有針對(duì)性的補(bǔ)充資料。

(4)基因漂移及其環(huán)境影響評(píng)價(jià)。轉(zhuǎn)基因植物外源基因漂移的風(fēng)險(xiǎn)主要有2個(gè)方面:①產(chǎn)生難治理的雜草;②降低野生近緣種的遺傳多樣性。應(yīng)整理分析野生近緣種的分布與生物學(xué)特性，并設(shè)計(jì)試驗(yàn)評(píng)價(jià)外源基因漂移頻率、外源基因在野生近緣種中的表達(dá)情況、目的基因是否改變野生近緣種的生態(tài)適合度等。如我國(guó)的水稻和大豆都存在野生近緣種，應(yīng)重視對(duì)其外源基因漂移及其環(huán)境影響的研究。而玉米在我國(guó)不存在野生近緣種，因此，大部分學(xué)者認(rèn)為，基因漂移不應(yīng)成為轉(zhuǎn)基因玉米研究的重點(diǎn)。

(5)對(duì)非靶標(biāo)生物及生物多樣性的影響。由于生態(tài)系統(tǒng)中各元素的關(guān)聯(lián)性，應(yīng)根據(jù)外源基因表達(dá)蛋白特點(diǎn)和作用機(jī)制，科學(xué)地確定具有研究意義的非靶標(biāo)生物，一般包括評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因植物對(duì)群落中的非靶標(biāo)重要植食性害蟲(chóng)、害蟲(chóng)天敵、資源昆蟲(chóng)及其他受關(guān)注與保護(hù)的物種可能產(chǎn)生的影響。同時(shí)，有選擇地評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因植物對(duì)相關(guān)動(dòng)物群落、植物群落和微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的影響，以及對(duì)病蟲(chóng)害等有害生物演化的影響。

2.3.4 推廣后監(jiān)測(cè) 目前，轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)是利用短期、逐步擴(kuò)大規(guī)模的試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，在商業(yè)化種植后，對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，這對(duì)于積累生態(tài)效應(yīng)數(shù)據(jù)尤為重要。監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括重要轉(zhuǎn)基因作物外源基因成分的流散、靶標(biāo)生物對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的抗性、轉(zhuǎn)基因作物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性和生態(tài)功能的影響、轉(zhuǎn)基因作物對(duì)重要節(jié)肢動(dòng)物群落演替的影響等。隨著轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化的不斷深入與發(fā)展，推廣后監(jiān)測(cè)將面臨更大的挑戰(zhàn)。國(guó)際通用做法是遵循“誰(shuí)研發(fā)誰(shuí)負(fù)責(zé)”的原則，由研發(fā)單位監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化后引發(fā)的效應(yīng)，再定期向國(guó)家相關(guān)管理部門(mén)匯報(bào)。如我國(guó)已商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)棉，對(duì)其生態(tài)效應(yīng)的監(jiān)測(cè)與研究主要由國(guó)家資助科研部門(mén)負(fù)責(zé)，并已取得重要的進(jìn)展(Wu et al.，2008;Lu et al.，2010)。今后在我國(guó)如何落實(shí)監(jiān)測(cè)責(zé)任與監(jiān)督監(jiān)測(cè)工作，還有待深入探討。

3 新型性狀轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)策略

3.1 復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)策略

復(fù)合性狀已成為轉(zhuǎn)基因植物發(fā)展的重要趨勢(shì)。2008年，全球種植的復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因作物達(dá)2690萬(wàn)hm2，與2007年(2180萬(wàn) hm2)相比，增長(zhǎng)率為23%，已成為發(fā)展最快的性狀組群(James，2009)。2009年，全球復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因作物面積又創(chuàng)新高，達(dá)到2870萬(wàn)hm2(James，2010)。隨著更多轉(zhuǎn)化體的出現(xiàn)及潛在組合的增加，復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物安全評(píng)價(jià)技術(shù)將成為爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。評(píng)價(jià)復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物應(yīng)根據(jù)獲得途徑區(qū)分對(duì)待。目前，獲得復(fù)合性狀轉(zhuǎn)化體的途徑通常有3種:(1)基因轉(zhuǎn)化，即將已獲得批準(zhǔn)種植的某一轉(zhuǎn)化品系作為受體，再轉(zhuǎn)入新性狀基因;(2)基因操作技術(shù)，將含有2個(gè)或多個(gè)性狀的基因同時(shí)轉(zhuǎn)入1個(gè)受體中;(3)常規(guī)育種，對(duì)2個(gè)或多個(gè)已批準(zhǔn)種植的轉(zhuǎn)化品系進(jìn)行復(fù)合。通過(guò)基因轉(zhuǎn)化或分子技術(shù)手段而產(chǎn)生的復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物應(yīng)被認(rèn)為是新的轉(zhuǎn)化體，需要進(jìn)行完整的安全評(píng)價(jià);通過(guò)常規(guī)育種手段獲得的復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物應(yīng)根據(jù)個(gè)案進(jìn)行分析，確定評(píng)價(jià)策略。通常是從基因整合、蛋白表達(dá)、溫室及田間自然狀態(tài)下的靶標(biāo)效應(yīng)鑒定等方面評(píng)估復(fù)合的基因間是否存在互作。如果基因間不存在互作，則認(rèn)為復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物與父母本相比不存在更多的風(fēng)險(xiǎn);如果基因間發(fā)生了互作，則應(yīng)根據(jù)個(gè)案，補(bǔ)充數(shù)據(jù)，再進(jìn)行評(píng)價(jià)(Duesing，2009;Layton，2009)。

孟山都、杜邦、先正達(dá)等生物種業(yè)公司認(rèn)為，“大組合包容小組合原則”適用于評(píng)價(jià)復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物的安全性。即如果已證明A×B×C組合安全，則可認(rèn)為A×B、B×C與A×C等3個(gè)組合均安全(Layton，2009)。但業(yè)內(nèi)人士并未對(duì)這一觀點(diǎn)取得共識(shí)。同時(shí)，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的通用性問(wèn)題，即復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物在一個(gè)地區(qū)所復(fù)合的基因間的互作關(guān)系是否適用于其他國(guó)家和地區(qū)，也被高度關(guān)注。如果僅從植物本身考慮，基因是否互作的數(shù)據(jù)應(yīng)具有通用性，但在特定的生態(tài)環(huán)境中，是否可能引發(fā)新的風(fēng)險(xiǎn)仍無(wú)定論。因此，關(guān)于復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物安全性的評(píng)價(jià)策略尚存在一定的爭(zhēng)議，有待于深入研究及更多科學(xué)數(shù)據(jù)的證明。

3.2 養(yǎng)分高效與非生物脅迫抗性轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全評(píng)價(jià)策略

近年來(lái)，養(yǎng)分高效與非生物脅迫抗性轉(zhuǎn)基因植物發(fā)展較快，并成為轉(zhuǎn)基因新品種研發(fā)的重要方向之一，其環(huán)境安全評(píng)價(jià)策略正處于廣泛探討中。根據(jù)個(gè)案原則，以外源基因的作用機(jī)制為基礎(chǔ)，科學(xué)假設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，再利用科學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證，從而完善安全評(píng)價(jià)技術(shù)成為評(píng)價(jià)新型性狀轉(zhuǎn)基因植物的共識(shí)。有人認(rèn)為，未來(lái)的養(yǎng)分高效與非生物脅迫抗性轉(zhuǎn)基因植物將傾向于以植物基因來(lái)源為主，較之以微生物基因來(lái)源為主的抗蟲(chóng)、抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物更具安全性，可適當(dāng)減少安全評(píng)價(jià)程序與內(nèi)容，但此觀點(diǎn)尚未取得大家的共識(shí)。筆者認(rèn)為，應(yīng)建立科學(xué)、統(tǒng)一的養(yǎng)分高效、非生物脅迫抗性轉(zhuǎn)基因植物目標(biāo)性狀有效性的鑒定標(biāo)準(zhǔn);重點(diǎn)評(píng)價(jià)養(yǎng)分高效轉(zhuǎn)基因植物對(duì)釋放環(huán)境中其他植物、節(jié)肢動(dòng)物及土壤生態(tài)功能的影響;重點(diǎn)評(píng)價(jià)非生物脅迫抗性轉(zhuǎn)基因植物基因漂移及其生態(tài)效應(yīng)、生存競(jìng)爭(zhēng)力及雜草化等風(fēng)險(xiǎn)。

陳潔君，王勁，宛煜嵩，金蕪軍.2007.轉(zhuǎn)基因作物安全性評(píng)價(jià)與商品化前景分析.中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，9(3):38－43.

Andow D A and Zwahlen C.2006.Assessing environmental risks of transgenic plants.Ecology Letters，9:196 －214.

Andow D A，Levin S A and Harwell M A.1987.Evaluating environmental risks from biotechnology:contributions of ecology∥Fowle I I I，John R.Application of Biotechnology:Environmental and Policy Issues.Boulder:Westview Press，125－144.

Berg P，Baltimore D，Brenner S，Roblin R O I and Singer M F.1975.Asilomar conference on recombinant DNA molecules.Science，188:991 －994.

Cowgill S E and Atkinson H J.2003.A sequential approach to risk assessment of transgenic plants expressing protease inhibitors:effects on nontarget herbivorous insects.Transgenic Research，12:439 －449.

Dutton A，Romeis J and Bigler F.2003a.Test procedure to evaluate the risk that insect-resistant transgenic plants pose to entomophagous arthropods∥International Symposium on Biological Control of Arthropods.Morgantown，WV:Forest Health Technology Enterprise Team，466 －472.

Dutton A，Romeis J and Bigler F.2003b.Assessing the risks of insect resistant transgenic plants on entomophagous arthropods:Bt-maize expressing Cry1Ab as a case example.Bio-Control，48:611 －636.

Duesing J.2009.Overview on Combined Events.Beijing:USTDA and MOA Agricultural Biotechnology Technical Exchange Meet.

Hill R A and Sendashonga C.2003.General principles for risk assessment of living modified organisms:lessons from chemical risk assessment.Environmental Biosafety Research，2:81 －88.

James C.2009.2008年全球生物技術(shù)/轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢(shì).中國(guó)生物工程雜志，29(2):1－10.

James C.2010.2009年全球生物技術(shù)/轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢(shì).中國(guó)生物工程雜志，30(2):1－22.

Kjaer C，Damgaard C，Kjellson G，Strandberg B and Strandberg M.1999.Ecological risk assessment of genetically modified higher plants—identification of data needs∥NERI Technical Report No.303.Copenhagen，Denmark:Ministry of Environment and Energy，National Environmental Research Institute.

Layton R.2009.Approaches to Conduct Environmental Risk Assessment of Combined Events.Beijing:USTDA and MOA Agricultural Biotechnology Technical Exchange Meet.

Lu Y H，Wu K M，Jiang Y Y，Xia B，F(xiàn)eng H Q，Kris A G Wyckhuys and Guo Y Y.2010.Mirid bug outbreaks in multiple crops correlated with wide-scale adoption of Bt cotton in China.Science，328:1151 －1154.

Poppy G.2000.GM crops:environmental risks and non-target effects.Trends in Plant Science，5:4 －6.

Romeis J，Meissle M and Bigler F.2006.Transgenic crops expressing Bacillus thuringgiensis toxins and biological control.Nature Biotechnology，24:63 －71.

Romeis J，Hellmich R L，Candolfi M P，Carstens K，Schrijver A D，Gatehouse A M R，Herman R A，Huesing J E，Mclean A M，Raybould A，Shelton A M and Waggoner A.2011.Recommendations for the design of laboratory studies on non-target arthropods for risk assessment of genetically engineered plants.Transgenic Research，20(1):1 －22.

Snow A A，Andow D A，Gepts P，Hallerman E M，Power A and Tiedje J M.2005.Genetically modified organisms and the environment:current status and recommendations.Ecological Applications，15:377 －404.

Snow A A and Mora'n-Palma P.1997.Commercialization of transgenic plants:potential ecological risks.BioScience，47:86 －96.

Strandberg B，Kjellsson G and Lokke H.1998.Hierarchical risk assessment of transgenic plants:proposal for an integrated system.Biosafety Journal，4:2.

Schuler T H，Denholm I，Jouanin L，Clark S J，Clark A J and Poppy M.2001.Population-scale laboratory studies of the effect of transgenic plants on nontarget insects.Molecular E-cology，10:1845 －1853.

Wolt J D，Keese P，Raybould A，F(xiàn)itzpatrick J W，Burachik M，Gray A，Olin S S，Schiemann J，Sears M and Wu F.2010.Problem formulation in the environmental risk assessment for genetically modified plants.Transgenic Research，19:425 －436.

Wolfenbarger L L and Phifer P R.2000.The ecological risks and benefits of genetically modified plants.Science，290:2088－2093.

Wu K M，Lu Y H，F(xiàn)eng H Q，Jiang Y Y and Zhao J Z.2008.Suppression of cotton bollworm in multiple crops in China in areas with Bt toxin-containing cotton.Science，321:1676 －1678.