第一章叠加转基因棉花环境安全评价程序和方法
　　第一章叠加转基因棉花环境安全
　　评价程序和方法
　　第一节概述
　　转基因作物自1996年开始商业化种植以来，得到了迅猛的推广和应用。随着转基因植物商业化种植范围扩大、单性状产品的逐渐丰富和研发单位的相互授权，复合性状已成为转基因植物发展的一个重要趋势。根据ISAAA的统计，2011年，全球转基因作物种植面积达16亿hm2，而其中基因叠加转基因作物已占到全球转基因作物种植面积的1/4，达到4 220万hm2。到2013年，有13个转基因作物种植国种植了两个或以上性状的转基因作物，复合性状转基因作物种植面积为4 700万hm2，占全球的27％，比2012年4 370万hm2有所增加。在某些领域，基因叠加转基因植物已经占据了市场的主导地位。例如，2011年澳大利亚境内种植的棉花中95%都具有耐除草剂和抗虫特性，抗虫基因也全部是转入的双价Bt基因（Cry1Ac和Cry2Ab）；以美国为例，2012年转基因玉米占全部种植面积的88%，基因叠加转基因玉米占52%。
　　根据研发状况，主要包括3种类型：一是转化现有的转基因作物，如将Cry2Ab基因导入转基因抗虫棉DP50B获得的Ⅱ代“保铃棉”15985；二是将两个或两个以上的目的基因一次转化到作物中，如将抗虫基因Cry1A和抗除草剂基因pat同时转化到玉米中，得到抗虫耐除草剂玉米TC1507；三是利用已有的转化体通过常规方法选育，如抗虫玉米MON810和抗除草剂玉米NK603杂交得到的抗虫耐除草剂玉米MON810×NK603。目前,生产应用的基因叠加转基因作物绝大部分是第三种类型（表1-1）。
　　表1-1世界各国通过常规杂交得到的基因叠加转基因作物商业化情况
　　序号转基因生物研发单位国家批准时间和用途
　　1玉米
　　GA21×MON810孟山都公司日本2005年食品、饲料
　　菲律宾2004年食品、饲料
　　韩国2004年食品
　　南非2004年食品、饲料
　　欧盟2005年食品、饲料
　　2玉米
　　MON863×MON810×NK603孟山都公司日本2004年食品、饲料
　　菲律宾2005年食品、饲料
　　韩国2005年食品
　　3玉米
　　MON863×MON810孟山都公司日本2004年食品、饲料
　　菲律宾2004年食品、饲料
　　欧盟2005年饲料
　　韩国2004年食品
　　4玉米
　　MON863×NK603孟山都公司日本2004年食品、饲料
　　墨西哥2004年食品
　　欧盟2005年食品、饲料
　　韩国2004年食品
　　菲律宾2004年食品、饲料
　　5玉米
　　NK603×MON810孟山都公司日本2004年食品、饲料
　　韩国2004年食品
　　南非2004年食品、饲料
　　墨西哥2004年食品
　　欧盟2005年食品、饲料
　　菲律宾2004年食品、饲料，2005年种植
　　6玉米
　　TC1507×NK603陶氏益农公司日本2005年食品、饲料
　　韩国2006年食品
　　菲律宾2006年食品、饲料
　　墨西哥2004年食品
　　7玉米
　　MON88017×MON810孟山都公司日本2006年食品、饲料
　　菲律宾2006年食品、饲料
　　8玉米
　　TC 1507×59122陶氏益农公司日本2006年食品、饲料
　　韩国2006年食品
　　9玉米
　　59122×TC 1507×NK603陶氏益农公司日本2006年食品、饲料
　　韩国2006年食品
　　10玉米
　　59122×NK603陶氏益农公司韩国2006年食品
　　日本2006年食品、饲料
　　菲律宾2006年食品、饲料
　　11玉米
　　LY038×MON810孟山都公司菲律宾2006年食品、饲料
　　12玉米
　　Bt11×GA21先正达公司韩国2006年食品
　　13玉米
　　T25×MON810拜耳作物科学
　　公司日本2003年食品、饲料
　　14棉花
　　DAS242365×DAS210235陶氏益农公司澳大利亚2005年食品
　　日本2006年食品、饲料
　　墨西哥2004年食品
　　韩国2005年食品
　　美国2004年种植、食品、饲料
　　15棉花
　　MON531×MON1445孟山都公司澳大利亚2003年种植
　　欧盟2005年食品、饲料
　　日本2004年食品、饲料
　　墨西哥2002年食品
　　韩国2004年食品
　　菲律宾2004年食品、饲料
　　16棉花
　　MON15985×MON1445孟山都公司日本2005年食品、饲料
　　欧盟2005年食品、饲料
　　韩国2004年食品
　　澳大利亚2003年种植
　　菲律宾2004年食品、饲料
　　17棉花
　　DAS242365×DAS
　　210235×MON1445陶氏益农公司墨西哥2005年食品
　　日本2006年食品、饲料
　　18棉花
　　DAS242365×DAS
　　210235×MON88913陶氏益农公司日本2006年食品、饲料
　　19棉花
　　LLCOTTON25×15985拜耳作物科学
　　公司日本2006年食品
　　20棉花
　　MON88913×15985孟山都公司菲律宾2006年食品、饲料
　　日本2006年食品、饲料
　　澳大利亚2006年种植
　　资料来源：wwwagbioscom
　　第二节基因叠加转基因作物的生物学
　　特性与潜在风险
　　一、基因叠加转基因作物的环境安全特性
　　传统育种其实是已知或未知基因的聚合过程。植物育种大约起始于1 万年前，最早的植物育种是人们保留表现好的植物种子，并在下一生长季进行种植。随着1900 年孟德尔遗传规律的发现，人们开始通过杂交育种、基因渐渗、突变、双倍体等传统育种技术来培育产量、营养和农艺性状等优良的新品种。在此过程中，通过基因渐渗和基因聚合将抗病、高产、耐胁迫和品质改良等许多优异性状从野生种中转入栽培种。20 年内，19 种作物中有111 个基因从野生种转入了栽培种，其中，80%与抗病的有关。在品种选育过程中，育种家利用杂种优势、基因及其产品间的非叠加效应来培育性状优良的作物新品种。近年来，研究者们分析了一些可能与杂种优势有关的分子参数，结果表明：杂交育种过程中发生了成千的基因间的非叠加效应，甚至有时基因间的互作会导致基因沉默，只不过这些材料会在育种过程中被淘汰。
　　基因叠加转基因作物的生物学特点主要表现在两个方面，首先基因叠加转基因作物是转基因生物，在获得亲本遗传性状和生物学性状的同时，遗传了亲本的转基因生物特性；其次基因叠加转基因作物是通过常规育种复合的，其育种路线和传统育种完全相同，只是亲本为转基因生物，目标性状为转基因性状。育种复合转基因植物的培育实质上是常规杂交育种过程，通过在不同环境下的多代筛选而获得目标性状稳定遗传的品种。在选育过程中，育种者通过分析植物的表型特征来推测其可能产生的一些非预期效应，并帮助其选择食用/饲用产品的安全性和品质不会发生变化的后代进行培育。
　　传统育种培育的新品种不需要进行安全评价而被认为是安全的，其安全性是基于原有的作物品种具有长期安全食用/饲用的历史。转基因植物育种复合所用单性状亲本已经过全面的安全评价，与其受体品种一样安全，而复合过程等同于杂交育种，在食用和饲用安全性方面不会比常规育种产生更多的风险。因此，基因叠加转基因生物应进行安全评价，但在安全评价过程中应充分考虑其复合过程，需要在常规育种过程中考察转基因性状的安全性。脱离基因叠加作物的转基因特点考虑安全性，就会导致只考虑研发环节不考虑整体，根据亲本和常规育种过程的安全性直接推导基因叠加的安全性；脱离常规复合过程考虑基因叠加作物的安全性，就会导致只考虑整体结果不考虑环节，把基因叠加作为新的转化事件，导致安全评价复杂化，浪费人力、物力。
　　二、基因叠加转基因作物的风险
　　根据基因叠加转基因作物的生物学特点，基因叠加风险分析的关键在于常规杂交过程对转基因性状安全性的影响。从生物学特点来看，基因叠加转基因作物同时具有单性状转基因作物和基因叠加传统作物的特点，并具有其特有的个性（表1-2）。与基因叠加传统作物相同，基因叠加转基因作物可能存在多种形式的目标基因互作、目标蛋白互作；与单性状转基因作物相同，基因叠加转基因作物可能存在目标基因重组和自身代谢途径的改变；与两者皆不同，基因叠加转基因作物可能存在代谢水平的互作，即当一个转基因性状改变代谢途径时，另一转基因性状和代谢途径的互作；或者当两个转基因性状都改变代谢途径时，代谢途径的相互影响。在基因叠加转基因作物中，目标基因及其表达蛋白都是外源的，其互作可能引发潜在风险。因此，基因叠加转基因作物安全评价应着眼于转基因性状间的关联或互作。
　　表1-2基因叠加转基因作物生物学特性
　　……

第一章叠加转基因棉花环境安全评价程序和方法（）
第一节概述（）
第二节基因叠加转基因作物的生物学特性与潜在风险（）
一、基因叠加转基因作物的环境安全特性（）
二、基因叠加转基因作物的风险（）
第三节世界各国对基因叠加转基因作物的安全评价现状（）
一、美国/加拿大模式（）
二、澳大利亚/新西兰模式（）
三、日本/韩国模式（）
四、欧盟模式（）
五、印度/俄罗斯模式（）
第四节我国基因叠加转基因作物安全评价（）
一、我国基因叠加转基因作物研发现状（）
二、基因叠加转基因作物安全评价策略（）
第二章转CBF1基因抗旱棉花（）
第一节田间抗旱性评价（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论与讨论（）
第二节室内抗旱性评价（）
一、材料和方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第三节对棉田节肢动物的影响（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第四节荒地生存竞争能力（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
参考文献（）
第三章转双价基因抗病棉花（）
第一节对病原菌的抗性及农艺性状（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第二节对微生物群落多样性的影响（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第三节对长江流域棉田节肢动物群落的影响（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第四节在长江流域的荒地生存竞争能力（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第五节在黄河流域的荒地生存竞争能力（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第六节在黄河流域栽培地的生存竞争能力（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
参考文献（）
第四章转RRM2基因高产棉花（）
第一节在黄河流域的农艺性状（）
一、材料和方法（）
二、结果（）
三、结论（）
第二节在西北内陆的农艺性状（）
一、材料与方法（）
二、结果（）
三、结论（）
第三节黄河流域棉田节肢动物群落（）
一、材料和方法（）
二、结果（）
三、讨论（）
第四节西北内陆棉田节肢动物群落（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第五节长江流域棉田节肢动物群落（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第六节对土壤动物蚯蚓的影响（）
一、材料与方法（）
二、试验结果（）
第七节对土壤结构与酶活性的影响（）
一、材料与方法（）
二、结果分析（）
三、讨论（）
第八节在黄河流域的荒地生存竞争能力（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第九节在长江流域的荒地生存竞争能力（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论（）
第十节在西北内陆的荒地生存竞争能力（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论（）
参考文献（）
第五章转ACO2基因优质棉花（）
第一节在长江流域的农艺性状（）
一、材料和方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第二节在黄河流域的农艺性状（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
第三节黄河流域棉田节肢动物群落生物多样性（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论与结论（）
第四节长江流域棉田节肢动物群落生物多样性（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论（）
第五节土壤微生物群落（）
一、材料和方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第六节在长江流域的荒地生存竞争能力（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、小结与讨论（）
第七节在长江流域的栽培地生存竞争能力（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论（）
参考文献（）
第六章转基因抗草铵膦棉花（）
第一节对草铵膦的耐受性（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论（）
第二节对靶标害虫的影响（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论（）
第三节喷施草铵膦对花粉可育性的影响（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第四节喷施草铵膦对农艺性状及抗虫性的影响（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、讨论（）
第五节抗虫稳定性及非靶标昆虫种群数量（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论（）
参考文献（）
第七章对非靶标生物的影响（）
第一节转基因棉花粉对龟纹瓢虫、意大利蜜蜂和家蚕
的影响（）