我国转基因棉花应用进展及安全管理策略

我国转基因棉花应用进展及安全管理策略

棉花产业在世界和我国国民经济中占据着重要地位，转基因抗虫棉为棉花主要害虫棉铃虫等的控制提供了新的技术手段，可有效地控制棉铃虫等的为害。本文综述了目前我国转基因棉花的应用进展和安全管理策略。

转基因棉花；应用；安全管理

棉花是世界上最主要的经济作物之一，也是纺织工业和精细化工的主导原料，又是重要的油料作物，是我国农业的支柱性产业，在世界及我国国民经济中占重要地位。棉花害虫是影响棉花产量和品质的重要因素，鳞翅目害虫如棉铃虫、红铃虫和玉米螟等是危害棉花的主要害虫，这些害虫大发生时，广大棉农只能依靠大量多次的使用农药控制棉铃虫等害虫，长期大量的使用化学农药，不但造成了害虫抗药性的产生，对生态环境和人民健康也存在着很大的威胁作用。

利用基因工程技术把Bt的抗虫基因转入棉花植株中，再通过遗传育种技术手段获得的转Bt基因抗虫棉花，为棉花主要害虫棉铃虫、红铃虫和玉米螟等的控制提供了新的手段。转基因棉花有效地控制了棉铃虫等的为害，大大减少了化学农药的使用［1］。本文综述了我国转基因棉花的应用进展和安全管理策略。

1　转基因棉花在我国的应用进展

1997年，我国开始商业化种植Bt抗虫棉，首先在河北省推广种植美国孟山都公司的Bt抗虫棉33B（cry1Ac）。1994年中国成功研制出第一代单价抗虫棉（GK），成为继美国之后在世界上第二个研制出转基因抗虫棉的国家［2］，到1999年，GK系列抗虫棉在我国不同植棉区推广总面积达18万公顷以上。1999年，我国又成功研制出双抗抗虫转基因棉GK系列，并在安徽、山东、山西和湖北4个省开展商业化种植［3-4］。2012年，我国Bt抗虫棉的种植面积达359万公顷，占棉花种植总面积的80%［5］。2015年，中国转基因棉花的种植面积为370多万公顷，转基因抗虫棉在中国已推广应用了近20年的时间。

Bt基因是应用最广泛、对鳞翅目害虫效果显著的一类基因，对棉铃虫、红铃虫、玉米螟等靶标害虫有较高的杀虫活性，同时对天敌没有杀伤作用，保证了人畜的安全［6～7］。当前，我国大规模生产应用的转基因抗虫棉主要为单价抗虫棉和双价抗虫棉［8］。通过转基因进行棉花重要性状的遗传改良还涉及到抗逆、抗除草剂、抗旱耐盐碱、抗病、纤维品质改良和早衰及耐涝等。不同类型转基因棉花的研究，可以极大地丰富我国棉花种质资源，促进我国棉花的育种研究。目前我国商业化生产的转基因棉花仅限于转基因抗虫棉，并且是我国唯一大规模应用的转基因农作物。

2　转基因作物安全性评价和管理策略

2.1我国转基因作物安全性评价。转基因农产品有3个生产阶段：一是实验室阶段，目前大多数转基因作物均处于这一阶段；二是中间实验和环境释放阶段；三是商业化生产的大田农产品［8］。具有优良性状的商业化的转基因作物新品种（如转基因棉花、转基因大豆和转基因玉米等）在许多国家的大面积推广，在带来直接经济效益的同时，也为解决未来世界粮食问题、能源问题等提供了新的途径，但由于转基因作物是通过打破物种间的生物隔离而产生的，可能会将对人类和生态不利的有害基因转入自然生物中，从而引发潜在的风险，因此，必须对转基因产物和产品进行安全性评价和管理。

转基因作物的安全问题已经在全世界范围内引起了广泛关注，并且已经有大量深入而广泛的研究，但其潜在的安全性问题至今尚无定论［9］。目前对转基因及其产品的安全性评价主要包括环境安全性和食品安全性。

转基因生物环境安全性评价过程包括5个阶段：实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和生物安全证书申请。评价项目主要包括三个方面：一是受体生物的安全等级评价，包括其对人类健康和生态环境的影响、演化成有害生物的可能性和后期在自然环境中存活的可能性；二是基因操作对安全等级的影响评价，涉及遗传工程体及其产品对人类健康和生态环境产生的直接影响和间接影响和通过与其它生物发生遗传信息交换可能产生的影响；三是转基因生物安全等级评价，农业转基因生物安全性分为以下4个等级：尚不存在危险、具有低度危险、具有中度危险和具有高度危险。评价内容主要包含外源基因漂移风险评价；转基因作物的生存竞争能力；基因漂移的环境影响；转基因作物的功能效率评价；转基因抗虫作物对非靶标生物的影响；对作物生态系统群落结构和生物多样性的影响等。

食品安全性评价主要包括：新表达蛋白的毒理学评价；新表达蛋白的致敏性评价；转基因植物及其产品关键成分分析；转基因植物食品安全性评价；营养学评价；转基因食品加工方式和加工条件对关键营养素利用率的改变和涉及到食品安全的某些成分的影响；按个案分析原则需要进行的其他食品安全性评价。目前针对环境安全评价尤其是生态安全的文献较多，对食品安全性评价研究还较少。

2.2我国的转基因作物管理策略。对于转基因产品的开发和应用，世界各国与相关国际组织建立了一套科学的评价指导原则，制定了严格的法律法规，用于从转基因开发到形成产品的整个过程进行严格的监控。

我国政府一直非常重视转基因生物安全性的管理，针对这些安全性问题，我国已经制定一系列安全性评价法规并组建了转基因棉花环境安全风险分析与管理技术体系，形成了安全评价技术规范。1993年，国家科委颁布 《基因工程安全管理办法》，初步建立了转基因生物安全管理框架；1996年农业部颁布 《农业生物基因工程安全管理实施办法》；1997年农业部发布 《关于贯彻执行 〈农业生物基因工程安全管理的实施办法〉的通知》，同时成立“农业生物基因工程安全委员会”和“农业生物基因工程安全管理办公室”；2001年国务院颁布《农业转基因生物安全管理条例》；2002年7月农业部颁布实施了 《农业转基因生物安全评价管理办法》、 《农业转基因生物进口安全管理办法》、 《农业转基因生物标识管理办法》三个配套规章。2012年2月出台 《粮食法（征求意见稿）》也明确规定，“任何单位和个人不得擅自在主要粮食品种上应用转基因技术”。

从1995年美国保铃棉进入中国以来，抗虫棉在中国推广应用了近20年的时间，中国在全国范围内开展了针对农业生物技术产品的环境安全性监管工作，目前已经形成了一套全面的转基因作物及相关附属产品环境安全性的监管制度。

［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，倪万潮，徐琼芳.编码杀虫蛋白质融合基因和表达载体及其应用：中国.95119563.8，［P］.1995-12-28.

［3］郭三堆，崔洪志，夏兰芹，等.双价抗虫转基因棉花研究.中国农业科学，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］吴孔明.中国转基因作物的环境安全评介与风险管理 ［J］.华中农业大学学报，2014，3（6）：112～114.

［6］马惠，夏晓明，周玉，等.转Bt基因抗虫棉对非靶标昆虫的影响 ［J］.中国农学通报，2009，25（7）：214～218.

［7］苏宏华，范娜，李达，等.转Bt基因面对甜菜夜蛾的影响 ［J］.植物保护，2010，36（5）：1～5.

［8］郭三堆，王远，孙国清，等.中国转基因棉花研发应用二十年 ［J］.中国农业科学，2015，48（17）：3372～3387.

［9］吴孔明.我国Bt棉花商业化的环境影响与风险管理策略 ［J］.农业生物技术学报，2007，15（1）：1～4.

071000河北省农林科学院植物保护研究所

杜立新曹伟平郭庆港宋健