转基因作物的生物安全评价方法研究进展４９转基因作物的生物安全评价方法研究进展（１．湖南农业大学生物安全学院，湖南长沙４１０１２８；２．中国农业科学院植物保护研究所，植物病虫害生物学国家重点实验室，北京１０００９４）摘要：本文阐述了转基因作物生物安全性评价的主要内容和原则，并对其方法的研究进展进行论述。关键词：转基因作物；生物安全评价；方法ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓＢｉｏｓａｆｔｙＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄｏｆＴｒａｎｓｇｅｎｉｃＣｒｏｐｓＤＥＮＧＸｉｎｌＧＡＯＢｉ．ｄａ‘ＺＨＡＯＴｉｎｇ－ｃｈａｎｇｚＳＵＮＦｕ—ｚａｉ２（１．ＣｏＨｅｇｅＢｉｏ－ｓａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕｎａｎＡ鲥ｃｕｌｍａｍｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２８，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙＢｉｏｌｏｇｙｏｆＰｌａｎｔＤｉｓｅａｓｅａｎｄＩｎｓｅｃｔＰｅｓｔ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｌａｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｏＵＳ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｏｕｎｄｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｂｉｏｓａｆｅｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｃｒｏｐｓ，ａｎｄｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｍｅｔｈｏｄｉｓａｌｓｏｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｃｒｏｐｓ；ｂｉｏｓａｆｅｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｍｅｔｈｏｌｄ转基因植物（ＧｅｎｅｔｉｃａｌｌｙＭｏｄｉｆｉｅｄＰｌａｎｔｓ，ＧＭＰ）是指运用重组ＤＮＡ技术将外源基因整合于受体植物基因组、改变其遗传组成后产生的植物及其后代。
其中以转基因作物（Ｇｅｎｅｔｉｃａｌ．１ｙＭｏｄｉｆｉｅｄＣｒｏｐｓ，ＧＭＣ）发展最快。自１９９６年转基因作物商业化种植以来，其普及速度超过１０％的年增长幅度，到２００４年，转基因作物的全球种植面积达到８１００万ｈｍ２，全球有１７个国家的８２５万农民以种植转基因作物为生…。转基因作物可能同时具有高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等优点，从而通过降低生产成本，带来巨大的社会效益和经济效益。然而，转基因作物的育成不同于传统的常规育种，常规有性杂交仅限于种内或近缘种间，转基因作物则通常至少含有一种非近源物种或种的遗传基因，比如其他植物种、病毒、细菌、动物甚至人的基因，因而其出现的新组合、新性状将可能影响人类健康和生态环境。随着种类繁多、功能各异的转基因作物日趋广泛地大规模地释放到环境，其产品也以各种渠道正进行跨国转移，使得转基因的生物安全问题日趋严重，成为国际社会强烈关注的焦点。本文根据近年来国内外的研究资料，综述转基因作物生物安全性评价的主要内容、原则和研究方法。１转基因作物生物安全的主要内容目前，对转基因作物的生物安全性评价侧重于两方面，一是转基因作物环境释放的安全性，二是转基因产品的安全性，包括转基因作物加工成的食品及饲料。
１．１转基因作物环境释放的安全性大量研究表明，转基因作物环境安全性评价的核心问题：一是转基因作物本身带来的潜＊通讯作者。农业生物灾害预防与控制研究在风险；二是转基因作物通过转基因的逃逸对其他物种带来影响，从而给整个生态系统带来危害［２～４ｌ。转基因的逃逸，也称基因漂移，是指由遗传工程的方法转移到某一生物有机体的遗传信息（目标基因）在生物的个体、种群甚至是物种之间自发移动的过程。它包括了目标基因在转基因作物同一品种的个体之间的移动，在该作物种类的不同品种之间以及在该作物和野生近缘种（包括其杂草类型）之间的移动。前者在同一转基因品种内的个体之间产生基因漂移不会带来生物安全问题，但是后两种情况，即转基因流向非转基因品种或是其野生近缘种会带来一系列的生物安全问题Ｊ。在植物中，基因漂移可以通过两种方式实现：一是通过种子传播，通常通过种子传播导致基因漂移的距离较近；二是通过花粉流，通常通过花粉传播导致的基因漂移可以是远距离的，特别是虫媒传粉植物的花粉传播距离可以在数公里以上［６ｆ。人们担心转基因作物种到田间后，通过花粉传播会将所转基因转移到野生植物中，从而破坏自然生态环境，打破原有生物种群的动态平衡。
１．２转基因作物作为食品和饲料的安全性关于食品的安全性，则主要考虑：毒性，基因插入可能使原本无毒的成分变为有毒，如产生天然有毒物：茄碱、葫芦素、ａ．番茄素等【７１；过敏性，转基因食品中包含的新蛋白可能成为新的食物过敏源，如大豆中的致敏性蛋白和巴西坚果中的２ｓ清蛋白［副；抗营养因子，如蛋白酶抑制剂、脂肪氧化酶的产生或含量的变化［９１；营养成分的改变及利用率归ｏ；抗生素抗性；标记基因和报告基因是否会在肠道中水平转移至微生物，从而影响抗生素治疗的有效习性１３１；其他非预期效应，如随着基因改造的抗除草剂农作物的推广，可能导致除草剂的用量增加，从而导致除草剂在环境中残留量加大，最后污染饲料和食品Ｅ１４］。２转基因作物生物安全评价的原则就转基因作物研究、开发与应用、消费的操作与发展过程来看，其安全性评价的原则应着重＝ｙ＝Ｅ１５～１８］：２．１实质等同性原则（Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ）世界各国对于转基因产品对人体健康和食品安全性的评价都是以１９９３年经合组织（ＯＥＣＤ）提出的“实质等同性”原则为基础。这一原则已得到联合国粮农组织／世界卫生组织专家咨询会议（ＦＡＯ／ＷＨＯ）的肯定。
所谓实质等同性，是指如果一种新食品或食品成分与已存在的食品或食品成分实质等同，就安全性而言，它们可以等同对待。它将转基因食品与传统的同类食品相比较，比较所得差异的性质及其研究程度决定了下一步实验所应采取的方式、所应进行的程度。实质等同性原则同样适用于转基因作物对生态环境安全性的评价，基因操作对受体生物本身固有的一些特性和形状可能产生一些难以精确预测的影响（即非预期效应），其中哪些因素可能真正造成生物危害是一个迫切需要研究解决的基础性科学问题。２．２预先性原则（Ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ）即在特定转基因作物进行环境释放之前应该就其有关安全性问题进行较系统的评价。２．３个案评估原则（Ｃａｓｅ－ｂｙ．鼹）由于转基因作物及其产品中导人基因来源、功能各不相同，受体生物及基因操作也可能不同，因此应对特定的转基因作物大田应用和特定的专题开展评价。２．４分步实施原则（ｓｔｅｐ．ｂｙ－ｓｔｅｐ）转基因作物及其产品的开发过程需要经过实验室研究、中间试验、环境释放和商业化生转基因作物的生物安全评价方法研究进展５１产等几个环节。要求依次在每个环节上对其进行风险评估，并以前步实验积累的相关数据和经验作为评估基础，确定是否进入下一开发阶段。
一般分为４个阶段进行：限制性研究（实验室和温室中进行）；限制性试验（小规模）；无限制性试验（大规模）；商业化释放。２．５跟踪评价原则（撇ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ）转基因作物对生态系统的影响更需要长期的监测才能得出有意义的结论，评价的时间尺度应该适合特定的转基因作物。 ２．６风险效益平衡原则（Ｂａｌａｎｃｅ ｏｆｂｅｎｅｆｉｔｓａｎｄ ｒｉｓｋｓ） 在生物安全性评价中，需对转基因作物及其产品的效益和它可能给环境和人类健康带来 的风险进行权衡，从而确定是否继续开发相关产品。 ２．７公众评价原则（Ｐｕｂｌｉｃｅｖａｈｍｔｉｏｎ） 即对转基因作物的社会／经济／生态效益与风险的综合评估，这不光是一个技术或科学问 题，也涉及社会经济学、生态经济学的研究，需要有关专业人员、政府主管部门、政策及经 济方面的专家和民众的参与。 ３转基因作物生物安全评价的方法 ３．１转基因作物环境释放效应分析方法 以往的转基因作物生态风险评估，大多在物种水平上，但随着人们对转基因作物生态安 全认识的深入和研究技术的创新，科学家也进行了大量种群和生态系统水平上的研究，不断 完善着安全性评价的评估内容和方法，表Ｉ列出了不同水平的效应分析内容和方法。
３．２转基因作物产品的检测方法 目前国内外对转基因作物的产品（包括食品和饲料）中的转基因成分的检测方法主要包 括核酸检测法和蛋白质检测法： ３．２．１核酸检测法 ３．２．１．１对转基因产品进行ＤＮＡ检测 （１）定性ＰＣＲ方法：定性ＰＣＲ方法是最常用、最经典的检测ＤＮＡ的方法，它通过所设 计的引物，在最佳条件下将目的ＤＮＡ片段按照２“扩增，从而大大提高了ＤＮＡ的浓度。但是 由于该方法本身可能存在的假阳性现象，使得有其局限性。用该方法所得的结果往往需要用 另一方法进行验证旧ｊ。 （２）定量ＰＣＲ方法：定量ＰＣＲ检测转基因方法是适应欧盟所提出的对转基因作物或转 基因食品的允许量在０．９％以下而建立的方法。定量ＰＣＲ方法因为是在定性ＰＣＲ方法的基础 上加入了一条或多条探针，从而降低了假阳性的概率，增强结果的可靠性；更重要的是通过 所加入的探针，在反应时其基团发出的荧光可以对转基因的含量进行定量【２３］。 （３）荧光ＰＣＲ（ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＰＣＲ，ＦＰＣＲ）：荧光ＰＣＲ技术集ＰＣＲ和探针杂交技术的优点 为一体，直接探测ＰＣＲ过程中的荧光变化，可获得ＤＮＡ模板的准确定量结果，是目前较先 进的ＰＣＲ技术，将ＦＰＣＲ技术用于转基因产品的检测， 无疑会有很高的研究和实用价值［２３］。
（４）多重ＰＣＲ（ＭｕｈｉｐｌｅａＰｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ，ＭＰＣＲ）：也称复合ＰＣＲ，是一种特殊 的ＰＣＲ技术，比单一ＰＣＲ反应更快捷，更经济，只需１次ＰＣＲ反应，就能同时检测多个靶 基因。多重ＰＣＲ技术在动物病毒性传染病检测中应用较多，而在转基因成分定性与定量检 测中的应用报道还不多［２２“川。 ５２ 农业生物灾害预防与控制研究 一一一——————————————————————————————————————————一表１不同层次上对转基因作物效应分析的测试项目及实验方法‘１９。 Ｔａｂｌｅ１ Ｉｔｅｍｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｍｅａｓｕｒ咄臼跚嘲吣ｐａａｎｔｓ ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ 层次 测试项目 实验方法 Ｌｅｖｅｌ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｉｔｅｍｓ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ 基因和基因组染色体结构的改变 基因图构成 Ｇｅｎｅ 核型分析：染色体数、大小和形式插入检测，遗传标记（标记基因） 个体异花授粉，白花授粉 Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ 种群 Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ 交配系统，不亲和性 传粉者活性 植物竞争 种群动态，补充 （Ｒｅｃｒｕｉｔｍｅｎｔ） 花粉传播父系（来源）分析 基因流，杂交，渐渗 遗传稳定性，遗传多样性， 遗传漂变，非亲缘交配 生态系统 入侵，入侵能力 Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ 生物多样性， 群落结构 在柱头上的花粉：花粉数和捻性 种子发育分析 空间自相关分析 （Ｄｉａｌｌｅｌ杂交）双列杂交 实验授粉 花粉萌发试验 传粉者吸引力：化学提示，直观提示 传粉者觅食行为 叶面积相对生长速度 ２个物种混合物 萌发试验 半存留期 ｌｅｓｌｉｅ矩阵模型 种子埋藏处理 有效种群．大小Ｎｅ 花粉计数 花粉收集 花粉生活力试验 扩增片段长度多型性（ＡｎＰ） ＤＮＡ测序 Ｆ－统计 单模标本统计 减数分裂分析：染色体配对和重组 形态特性分析 蛋白质电泳：同功酶分析 随机扩增多型性ＤＮＡ（ＲＡＰＤ） 限制性片段长度多态性（ＲＦｌＰ） 适合性测量 遗传距离 遗传邻域．大小（Ｇｅｎｅｔｉｃ ｎｅｉｇｈｂｏｕｒｈｏｏｄ－ｓｉｚｅ） 自交和非亲缘交配率 生物地理测定和监测 地区适应分析 外来植物的繁殖 移植实验 多样性指标 取样程序；植被分析 空间格局分析 转基因作物的生物安全评价方法研究进展 ５３ （５）实时荧光定量ＰＣＲ（Ｒｅａｌ．ｔｉｍｅＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ＰＣＲ）：是在普通聚合酶链式反应系统中 加入一个与靶基因序列特异互补的双荧光标记探针，５’端标记荧光发射基团，３’端标记荧光
