我國轉基因棉花應用進展及安全管理策略

我國轉基因棉花應用進展及安全管理策略

棉花產業在世界和我國國民經濟中占據著重要地位，轉基因抗蟲棉為棉花主要害蟲棉鈴蟲等的控制提供了新的技術手段，可有效地控制棉鈴蟲等的為害。本文綜述了目前我國轉基因棉花的應用進展和安全管理策略。

轉基因棉花；應用；安全管理

棉花是世界上最主要的經濟作物之一，也是紡織工業和精細化工的主導原料，又是重要的油料作物，是我國農業的支柱性產業，在世界及我國國民經濟中占重要地位。棉花害蟲是影響棉花產量和品質的重要因素，鱗翅目害蟲如棉鈴蟲、紅鈴蟲和玉米螟等是危害棉花的主要害蟲，這些害蟲大發生時，廣大棉農只能依靠大量多次的使用農藥控制棉鈴蟲等害蟲，長期大量的使用化學農藥，不但造成了害蟲抗藥性的產生，對生態環境和人民健康也存在著很大的威脅作用。

利用基因工程技術把Bt的抗蟲基因轉入棉花植株中，再通過遺傳育種技術手段獲得的轉Bt基因抗蟲棉花，為棉花主要害蟲棉鈴蟲、紅鈴蟲和玉米螟等的控制提供了新的手段。轉基因棉花有效地控制了棉鈴蟲等的為害，大大減少了化學農藥的使用［1］。本文綜述了我國轉基因棉花的應用進展和安全管理策略。

1　轉基因棉花在我國的應用進展

1997年，我國開始商業化種植Bt抗蟲棉，首先在河北省推廣種植美國孟山都公司的Bt抗蟲棉33B（cry1Ac）。1994年中國成功研制出第一代單價抗蟲棉（GK），成為繼美國之后在世界上第二個研制出轉基因抗蟲棉的國家［2］，到1999年，GK系列抗蟲棉在我國不同植棉區推廣總面積達18萬公頃以上。1999年，我國又成功研制出雙抗抗蟲轉基因棉GK系列，并在安徽、山東、山西和湖北4個省開展商業化種植［3-4］。2012年，我國Bt抗蟲棉的種植面積達359萬公頃，占棉花種植總面積的80%［5］。2015年，中國轉基因棉花的種植面積為370多萬公頃，轉基因抗蟲棉在中國已推廣應用了近20年的時間。

Bt基因是應用最廣泛、對鱗翅目害蟲效果顯著的一類基因，對棉鈴蟲、紅鈴蟲、玉米螟等靶標害蟲有較高的殺蟲活性，同時對天敵沒有殺傷作用，保證了人畜的安全［6～7］。當前，我國大規模生產應用的轉基因抗蟲棉主要為單價抗蟲棉和雙價抗蟲棉［8］。通過轉基因進行棉花重要性狀的遺傳改良還涉及到抗逆、抗除草劑、抗旱耐鹽堿、抗病、纖維品質改良和早衰及耐澇等。不同類型轉基因棉花的研究，可以極大地豐富我國棉花種質資源，促進我國棉花的育種研究。目前我國商業化生產的轉基因棉花僅限于轉基因抗蟲棉，并且是我國唯一大規模應用的轉基因農作物。

2　轉基因作物安全性評價和管理策略

2.1我國轉基因作物安全性評價。轉基因農產品有3個生產階段：一是實驗室階段，目前大多數轉基因作物均處于這一階段；二是中間實驗和環境釋放階段；三是商業化生產的大田農產品［8］。具有優良性狀的商業化的轉基因作物新品種（如轉基因棉花、轉基因大豆和轉基因玉米等）在許多國家的大面積推廣，在帶來直接經濟效益的同時，也為解決未來世界糧食問題、能源問題等提供了新的途徑，但由于轉基因作物是通過打破物種間的生物隔離而產生的，可能會將對人類和生態不利的有害基因轉入自然生物中，從而引發潛在的風險，因此，必須對轉基因產物和產品進行安全性評價和管理。

轉基因作物的安全問題已經在全世界范圍內引起了廣泛關注，并且已經有大量深入而廣泛的研究，但其潛在的安全性問題至今尚無定論［9］。目前對轉基因及其產品的安全性評價主要包括環境安全性和食品安全性。

轉基因生物環境安全性評價過程包括5個階段：實驗研究、中間試驗、環境釋放、生產性試驗和生物安全證書申請。評價項目主要包括三個方面：一是受體生物的安全等級評價，包括其對人類健康和生態環境的影響、演化成有害生物的可能性和后期在自然環境中存活的可能性；二是基因操作對安全等級的影響評價，涉及遺傳工程體及其產品對人類健康和生態環境產生的直接影響和間接影響和通過與其它生物發生遺傳信息交換可能產生的影響；三是轉基因生物安全等級評價，農業轉基因生物安全性分為以下4個等級：尚不存在危險、具有低度危險、具有中度危險和具有高度危險。評價內容主要包含外源基因漂移風險評價；轉基因作物的生存競爭能力；基因漂移的環境影響；轉基因作物的功能效率評價；轉基因抗蟲作物對非靶標生物的影響；對作物生態系統群落結構和生物多樣性的影響等。

食品安全性評價主要包括：新表達蛋白的毒理學評價；新表達蛋白的致敏性評價；轉基因植物及其產品關鍵成分分析；轉基因植物食品安全性評價；營養學評價；轉基因食品加工方式和加工條件對關鍵營養素利用率的改變和涉及到食品安全的某些成分的影響；按個案分析原則需要進行的其他食品安全性評價。目前針對環境安全評價尤其是生態安全的文獻較多，對食品安全性評價研究還較少。

2.2我國的轉基因作物管理策略。對于轉基因產品的開發和應用，世界各國與相關國際組織建立了一套科學的評價指導原則，制定了嚴格的法律法規，用于從轉基因開發到形成產品的整個過程進行嚴格的監控。

我國政府一直非常重視轉基因生物安全性的管理，針對這些安全性問題，我國已經制定一系列安全性評價法規并組建了轉基因棉花環境安全風險分析與管理技術體系，形成了安全評價技術規范。1993年，國家科委頒布 《基因工程安全管理辦法》，初步建立了轉基因生物安全管理框架；1996年農業部頒布 《農業生物基因工程安全管理實施辦法》；1997年農業部發布 《關于貫徹執行 〈農業生物基因工程安全管理的實施辦法〉的通知》，同時成立“農業生物基因工程安全委員會”和“農業生物基因工程安全管理辦公室”；2001年國務院頒布《農業轉基因生物安全管理條例》；2002年7月農業部頒布實施了 《農業轉基因生物安全評價管理辦法》、 《農業轉基因生物進口安全管理辦法》、 《農業轉基因生物標識管理辦法》三個配套規章。2012年2月出臺 《糧食法（征求意見稿）》也明確規定，“任何單位和個人不得擅自在主要糧食品種上應用轉基因技術”。

從1995年美國保鈴棉進入中國以來，抗蟲棉在中國推廣應用了近20年的時間，中國在全國范圍內開展了針對農業生物技術產品的環境安全性監管工作，目前已經形成了一套全面的轉基因作物及相關附屬產品環境安全性的監管制度。

［1］Wu K，Lu Y，Feng H，et al.Suppression of cotton bollworm in multiple crops in China in areas with Bt toxin-containing cotton［J］.Science，2008（321）：1676～1678.

［2］郭三堆，倪萬潮，徐瓊芳.編碼殺蟲蛋白質融合基因和表達載體及其應用：中國.95119563.8，［P］.1995-12-28.

［3］郭三堆，崔洪志，夏蘭芹，等.雙價抗蟲轉基因棉花研究.中國農業科學，1999，32（3）：1～7.

［4］Wu K.Guo Y.The evolution of cotton pest management practices inChina［J］.Annual Review of Entomology，2005（50）：31～52.

［5］吳孔明.中國轉基因作物的環境安全評介與風險管理 ［J］.華中農業大學學報，2014，3（6）：112～114.

［6］馬惠，夏曉明，周玉，等.轉Bt基因抗蟲棉對非靶標昆蟲的影響 ［J］.中國農學通報，2009，25（7）：214～218.

［7］蘇宏華，范娜，李達，等.轉Bt基因面對甜菜夜蛾的影響 ［J］.植物保護，2010，36（5）：1～5.

［8］郭三堆，王遠，孫國清，等.中國轉基因棉花研發應用二十年 ［J］.中國農業科學，2015，48（17）：3372～3387.

［9］吳孔明.我國Bt棉花商業化的環境影響與風險管理策略 ［J］.農業生物技術學報，2007，15（1）：1～4.

071000河北省農林科學院植物保護研究所

杜立新曹偉平郭慶港宋健