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转基因稻:生态风险多大?

     关于粮食有很多谚语,其中一句说“人是铁,饭是钢,一顿不吃饿得慌”。这里的“饭”,一般人都理解为米饭。   
   
    重视饭,当然就不能不重视水稻。在转基因食品散布全球的今天,转基因水稻是否有害的问题,为国人所普遍关注。   
   
    转基因水稻,是否真的存在生态风险?   
   
    就此,记者采访了复旦大学生物多样性科学研究所的卢宝荣教授。   
   
    记者:最近10年来,转基因技术迅速应用于农作物遗传改良,大批转基因产品陆续投入自然环境,进入商品市场。这场“基因革命”,是全球粮食安全新的机遇和保障,但也带来了一系列生物安全问题,并由此引发了一场世界性的激烈争论。 请问,转基因作物的生态风险在学术上如何定义?   
   
    卢宝荣:生物安全是指现代转基因生物技术及其产品在其研究、开发、应用及产业化过程中,在造福人类的同时,对人类健康、社会经济、生物多样性及生态环境可能带来不利影响的问题。 其中,转基因向环境中逃逸,并在环境中保留和扩散,可能导致生态风险,即对个体、种群、群落、生态系统以及整体环境可能因此产生的不利生态后果,是生物安全的一个主要问题。根据2002年英国《自然》杂志的报道,在加拿大已有三种转基因油菜的抗除草剂基因分别逃逸到了同一种杂草型的油菜中,提高了杂草的控制难度。这种转基因逃逸导致基因累加于同一杂草上的现象,引起了全球的广泛关注。   
    因此,只有全面掌握转基因逃逸的规律和途径,才能制定有效的对策来避免转基因的逃逸及其可能带来的生态风险,从而更安全地利用转基因农作物。   
   
    记者:提到生态风险,专家们谈论最多的是“基因逃逸”。这是否表示基因逃逸是生态风险产生的主要途径?   
   
    卢宝荣:“外源转基因逃逸”的确是转基因作物导致的一种生态风险。所谓外源转基因逃逸,指的是用遗传工程方法转移到作物品种中的单个或多个外源基因,通过基因漂移而转移到非转基因品种或其野生近缘种。通常,通过“窜粉”导致异交是造成外源基因逃逸的主要途径,也是可能导致生态风险的前提。   
    外源转基因一旦逃逸到非转基因品种中,并通过有性繁殖使其传递下去或扩散开来,就会影响到非转基因种的纯度,改变两类品种的合理布局;情况恶劣时,甚至造成濒危野生种群的灭绝。逃逸到环境中的不同基因的类型引起的生态后果并不一样,如果这些基因不影响野生种的生态适合度,一般不会导致生态风险;但抗病虫、抗旱、抗盐碱等外源转基因,有可能在某一方面完全改变农作物的天然习性,它们在野生近缘种群体中的累积和扩散,就可能提高其抵抗自然和人为干扰的能力,形成难以控制的杂草,破坏局部生态平衡。   
    转基因作物出现转基因逃逸,通常必须满足三个条件:转基因作物和其非转基因种或野生近缘种在空间上分布重叠,相邻生长;转基因作物和其非转基因种或野生近缘种在时间上花期相遇;栽培作物与相关近缘野生种在生物学上有一定的杂交亲合性,并且杂种后代能够正常繁殖。研究作物和野生近缘种的上述规律对防止基因逃逸带来的生态风险有重要作用。   
   
    记者:水稻是全世界最重要粮食作物之一,它为全球将近一半人提供粮食。在亚洲的消费量、种植面积更是占到全球总量的90%。目前,已有高蛋白、抗病、抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐等多种基因被转移到不同水稻品种上。那么,对水稻来说,生态风险由何产生?   
   
    卢宝荣:水稻是最早应用转基因技术进行品种改良的作物之一。虽然全世界目前还没有转基因水稻品种大面积商品化种植的报道,但已有多种基因分别转移到不同的水稻品种中。   
    在我国,抗螟虫、抗稻飞虱、抗盐碱、抗除草剂、抗盐和抗稻白叶枯病等主要病虫害的转基因水稻品种已经成功培育出来,并且已进入环境试验。相信在不远的将来就有部分品种通过国家包括食品安全在内的生物安全试验,进入商品市场而大面积种植。   
    因此,为了积极推动我国转基因稻的发展并使其尽快进入商品化生产为人类造福,研究转基因稻可能带来的生态风险成为一个紧迫的课题,着手之处同样是“外源基因逃逸”。为此必须了解栽培稻及其野生稻的地理分布、开花习性、亲缘关系和基因漂流等资料,才有可能准确预测外源基因逃逸的可能性、合理评估其生态风险,进而通过人为活动控制降低或者消除这一风险。   
   
    记者:据了解,国际上研究转基因作物生态风险的科研机构和科学家很多。我国“863”、“973”计划都已专门立项研究转基因水稻的生态风险问题。通过研究,科学家目前对此给出了怎样的结论?   
   
    卢宝荣:我国对转基因作物的生物安全问题非常重视,也投入了大量的资金和研究力量,进行转基因稻的环境释放与生态风险的研究。“863”和“973”计划都已专门立项,组织科学家进行联合攻关。我们复旦大学生物多样性科学研究所,目前也正加大力度开展水稻转基因逃逸及其生态风险的各项相关研究。   
   
    转基因农作物一旦引起生态危害,多半带来较大损失并很难快速修复,而且这种危害很难在较短时期内表现出来并被监测到。值得庆幸的是,外源基因向环境的逃逸,主要通过异交来实现,有规律可寻,可以通过研究加以控制。   
   
    研究表明,在世界范围内,栽培稻和野生稻无论在空间分布、开花传粉时间上都有重叠可能,具有基因相互交流的时空条件。其中,大多数含AA基因组的稻属近缘种与栽培稻之间,都有较近的亲缘关系、较高的杂交亲合力。特别是栽培稻的祖先种普通野生稻和杂草稻,天然异交发生的可能性非常高,最高可达50%以上。如果种植距离较近,外源转基因逃逸就很可能会发生。但在我国,普通野生稻仅零星分布于南方几省如广东、广西、海南、云南等,如果能采取有效措施,控制转基因逃逸是可能做到的。   
   
    记者:这样看来,控制转基因水稻的转基因逃逸并非不能实现。要做到这一点,具体应该采取怎样的应对措施呢?   
   
    卢宝荣:由异交导致的转基因稻外源基因逃逸,主要通过花粉流来实现。因此,设立合理的空间隔离距离,是非常重要的生物安全措施。研究表明,在转基因稻和非转基因稻及其野生近缘种之间,采取大于110米的空间隔离,或利用其它高秆作物设立隔离带,便能有效避免外源基因逃逸。   
   
    尽管已有分析可以较好预测转基因逃逸的风险,仍有许多科学问题需要深入研究。例如,外源基因通过异交逃逸到野生近缘种,是否能在其杂种及其后代中正常表达?携带外源基因的野生稻杂种是否会成为外源基因向其它野生物种逃逸的桥梁?携带外源转基因的个体或种群将导致怎样的生态后果和带来什么样的风险?等等。   
   
    值得一提的是,并不是所有转基因逃逸都会带来生态风险。有些基因,如高蛋白质和高维生素A含量的基因,并不存在生态风险,应在研究中加以区别对待。
   

2003-6-25



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