全 文 ：第 猿远 卷第 怨 期
圆园员远年 缘月
生 态 学 报
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基金项目院国家自然科学基金项目渊猿员猿苑园缘源源冤曰 转基因生物新品种培育重大专项渊圆园员源在载园愿园员圆园园缘冤曰 环保公益性行业科研专项渊转基因蛋白的
环境代谢技术研究冤
收稿日期院圆园员源鄄员员鄄员圆曰 摇 摇 网络出版日期院圆园员缘鄄园愿鄄圆远
鄢通讯作者 悦燥则则藻泽责燥灶凿蚤灶早 葬怎贼澡燥则援耘鄄皂葬蚤造院 造蚤怎遭蚤葬燥岳 灶蚤藻泽援燥则早
阅韵陨院 员园援缘愿源远 辕 泽贼曾遭圆园员源员员员圆圆圆猿缘
刘标袁韩娟袁 薛堃援转基因植物环境监测进展援生态学报袁圆园员远袁猿远渊怨冤院圆源怨园鄄圆源怨远援
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转基因植物环境监测进展
刘摇 标员袁鄢袁韩摇 娟圆袁 薛摇 堃猿
员 环境保护部南京环境科学研究所袁南京摇 圆员园园源圆
圆 农业部食物与营养发展研究所袁北京摇 员园园园愿员
猿 中央民族大学生命与环境科学学院袁北京摇 员园园园愿员
摘要院近 圆园年来袁转基因植物的商业化应用规模越来越大袁而转基因生物安全问题依然是转基因植物产业进一步发展的最主要
制约因素遥 转基因植物在商业化应用之前虽然预先进行了风险评估袁但是袁包括环境监测在内的风险管理措施是确保转基因植
物安全应用的必要手段遥 在转基因作物大规模应用近 圆园年之后袁其在靶标生物抗性尧对生物多样性的影响尧基因漂移尧在生态
系统中的长期存留等方面产生的环境风险已经渐渐显现出来袁表明风险评估无法为转基因植物应用提供足够的安全保障袁还必
须通过开展系统而长期的环境监测袁明确转基因植物在生产应用后的实际环境影响遥 联合国环境规划署和欧盟等已经制定了
转基因植物环境监测的法规和技术指南袁一些国家实施了系统的转基因植物环境监测遥 对转基因植物所产生的环境风险以及
环境监测应包括的内容进行了综述遥
关键词院转基因植物曰风险评估曰环境监测曰风险管理
孕则燥早则藻泽泽 蚤灶 贼澡藻 藻灶增蚤则燥灶皂藻灶贼葬造 皂燥灶蚤贼燥则蚤灶早 燥枣 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 责造葬灶贼泽
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贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 责造葬灶贼泽援 栽澡蚤泽 葬则贼蚤糟造藻 泽怎皂皂葬则蚤扎藻泽 贼澡藻 藻灶增蚤则燥灶皂藻灶贼葬造 则蚤泽噪泽 燥枣 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 责造葬灶贼泽 葬灶凿 贼澡藻 糟燥灶贼藻灶贼泽 燥枣 藻灶增蚤则燥灶皂藻灶贼葬造
皂燥灶蚤贼燥则蚤灶早援
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
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转基因作物的全球商业化种植面积从 员怨怨远年的 员苑园万 澡皂圆 迅速增加到 圆园员猿年的 员援苑缘亿 澡皂圆袁产生了显
著的经济效益咱员暂 遥 中国的转基因作物研发也取得了很大进展袁转基因棉花尧杨树尧甜椒尧番木瓜等已经进行多
年的商业化环境释放袁而且转基因抗虫水稻尧转植酸酶基因玉米等作物也具备了商业化生产的技术能力遥 但
是袁自从转基因技术诞生之日起袁转基因生物的安全性问题一直伴随着转基因技术的每个发展阶段袁成为转基
因产业发展的最主要制约因素遥 转基因生物的安全性问题主要包括食品安全尧环境安全以及对社会经济尧伦
理尧法律渊如知识产权冤的影响遥 为了解决转基因生物的安全性问题袁国际组织如联合国环境规划署渊哉晕耘孕冤尧
联合国粮农组织渊云粤韵冤以及美国尧欧盟尧中国尧日本等国家都颁布了转基因生物安全管理的法律法规袁要求转
基因生物的研发必须预先进行食品安全和环境安全性的评价袁通过了安全性评价后虽可进行商业化生产和应
用袁还需要在生产和应用过程中采取包括环境监测在内的安全管理措施遥
员摇 转基因生物环境监测的必要性
转基因生物在获准商业化应用之前虽然已经根据转基因生物安全法规的要求进行了环境风险评估袁但
是袁这并不表明这些转基因生物就是没有环境风险和绝对安全的袁主要原因包括以下几个方面院
首先袁风险评估的结果一般都会指出转基因植物可能存在一定风险袁但是袁只要这些风险是可以控制的袁
在采取必要的风险管理措施之后袁其风险程度可以接受袁转基因植物仍然有可能获准进行生产和应用遥
其次袁风险评估一般是在人工的可控条件下开展的袁评估的内容尧规模和时间都比较有限袁其结果只能提
供最基本的安全信息袁并不能代表转基因植物在多环境因子交互影响的复杂自然条件下长时间尧大规模种植
后产生的实际影响袁如可控条件下的靶标生物抗性风险评价结果无法反映真实大田条件下多种作物尧众多环
境因子和生物因子相互作用时靶标害虫抗性的实际发生和发展情况咱圆暂 遥
第三袁如同双对氯苯基三氯乙烷渊阅阅栽冤的环境危害是在其大规模应用 源园多年后才显现并为人类所认识袁
转基因生物是人类历史上第一次出现的新型生物袁其应用至今仅仅不足 圆园年袁人类对转基因生物安全性的本
质尚没有足够的认识袁无法排除长期尧大规模应用转基因生物之后会出现人类目前所无法预知风险的可能性遥
第四袁目前的转基因生物安全评价仅仅是针对某个具有特定性状的转基因生物袁但是袁随着转基因技术的
快速发展袁具有越来越多新性状的不同种类转基因生物可能同时在某环境中出现并相互影响袁这些转基因生
物在环境中相互影响及其后的环境行为也是目前的安全性评估所没有的内容遥
因此袁为了既不因为安全性问题而影响尧阻碍转基因技术的发展袁又为转基因技术的发展提供必要的安全
保障袁在风险评估之后采取包括环境监测在内的环境安全管理措施已经成为国际社会的共识遥 叶卡塔赫纳生
物安全议定书曳渊以下简称叶议定书曳冤是转基因生物安全领域的国际法袁其第 员缘 条渊风险评估冤和第 员远条渊风
险管理冤的条款均含有通过环境监测来管理和控制转基因生物环境风险的规定袁为缔约国制定本国转基因生
物监测管理法规提供了依据咱猿暂 遥 欧盟制定并实施的一系列转基因生物安全法律中就转基因生物环境监测明
确规定院转基因生物在欧盟成员国范围内申请商业化生产尧应用时袁其申报书中必须包括监测渊包括环境监
测冤计划曰转基因生物或者其产品商业化生产之后袁申请人应确保遵照批准书的要求开展转基因生物的监测
渊包括环境影响的监测冤袁并定期提交监测报告咱源鄄缘暂 遥 国际生物技术公司孟山都尧巴斯夫分别在欧盟范围内种
植了其研发的转基因玉米和马铃薯袁都按照该法规的要求提交了这 圆种转基因作物的年度监测报告咱远暂 遥 我国
圆园园圆年颁布实施的叶农业转基因生物安全评价管理办法曳中也包括了农业转基因生物安全监管和监测的
规定遥
圆摇 转基因植物环境监测的案例
在大豆尧玉米尧棉花等转基因作物进行了近 圆园年的商业化种植之后袁其所产生的经济效益是显著的遥 但
员怨源圆摇 怨期 摇 摇 摇 刘标摇 等院转基因植物环境监测进展 摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
是袁越来越多的证据表明袁作为一种预防性管理措施袁转基因生物的环境风险评估无法充分反映其生产应用之
后产生的实际环境影响袁一些当初风险评估过程中被认为不可能发生的风险或者很小的风险袁已经通过后续
的环境监测被发现成为现实遥 下面简要综述公开报道中已经确认的转基因植物所产生的环境风险遥
圆援员摇 靶标生物对抗虫转基因作物和除草剂产生抗性
抗虫尧抗除草剂转基因作物的种植面积占目前全球转基因作物总种植面积的比例超过 怨缘豫袁靶标生物的
抗性对其可持续应用具有决定性的影响遥
中国转 月贼基因抗虫棉在经过多年的商业种植之后袁南京农业大学尧中国农业科学院植物保护研究所的多
年监测结果表明袁已经在大田水平上出现了某些靶标害虫 渊如棉铃虫 匀藻造蚤糟燥增藻则责葬 葬则皂蚤早藻则葬 和红铃虫
孕藻糟贼蚤灶燥责澡燥则葬 早燥泽泽赠责蚤藻造造葬冤对 悦则赠员粤糟蛋白的抗性显著上升咱苑鄄愿暂 遥 印度棉田也出现了抗 悦则赠员粤糟蛋白的红铃虫抗性
种群咱怨鄄员园暂 遥 在美国的波多黎各袁转 悦则赠员云基因玉米种植了 猿葬 之后袁草地贪夜蛾渊杂责燥凿燥责贼藻则葬 枣则怎早蚤责藻则凿葬冤就对其
产生了明显的抗性袁导致该转基因玉米于 圆园员员 年撤出当地市场咱员员暂 曰转 悦则赠猿月遭 基因玉米在经过 苑葬 大规模种
植后袁其鞘翅目靶标害虫玉米根萤叶甲渊阅蚤葬遭则燥贼蚤糟葬 增蚤则早蚤枣藻则葬 增蚤则早蚤枣藻则葬冤已经在大田水平上产生了显著抗性袁造成
玉米产量显著下降咱员圆鄄员猿暂 遥 转 悦则赠员粤遭 基因玉米在南非连续 愿葬 种植已经导致靶标害虫玉米茎蛀褐夜蛾
渊月怎泽泽藻燥造葬 枣怎泽糟葬冤对其产生了显著的抗性袁使得该转 悦则赠员粤遭基因玉米无法在南非继续种植咱员源鄄员缘暂 曰转 悦则赠员云 基因
玉米 栽悦员缘园苑 于 圆园园怨 年开始在巴西种植袁但是 圆园员员 年就在部分种植区出现了显著抗性的草地贪夜蛾种
群咱员远暂 遥 最新调查结果表明袁虽然大部分害虫种群依然对转 月贼 基因作物保持很高的敏感性袁但是 缘 大洲的 员猿
种主要靶标害虫中已经有 缘种靶标害虫出现大田抗性种群袁而 圆园园缘年只有一种大田靶标害虫抗性种群袁表明
靶标害虫的抗性一直在随着抗虫转基因作物种植面积扩大尧种植时间的延长而稳定地发展咱员苑暂 遥
转 耘孕杂孕杂 基因抗除草剂作物是世界范围内种植面积最大的转基因作物遥 圆园园圆 年袁 叶 晕葬贼怎则藻
月蚤燥贼藻糟澡灶燥造燥早赠曳杂志上的一篇文章曾经断言院杂草几乎不可能对草甘膦除草剂产生抗性袁转基因抗草甘膦除草
剂大豆的种植没有增加草甘膦的用量袁反而降低了草甘膦的用量咱员愿暂 遥 但是袁随着抗草甘膦转基因作物的大规
模应用袁促进了杂草对草甘膦的抗性快速进化袁如今已经在多个国家出现了 圆源 种抗草甘膦的杂草袁其中长芒
苋渊粤皂葬则葬灶贼澡怎泽 责葬造皂藻则蚤冤已经成为美国转基因大豆田中的恶性杂草袁农民不得不增加施用除草剂的剂量和频
率袁甚至使用其他毒性更大的除草剂袁导致化学除草剂用量近年来显著上升曰员怨怨远要圆园员员 年间袁杂草抗性的快
速进化已经导致美国抗除草剂转基因大豆尧玉米尧棉花的除草剂用量增加了 圆猿援怨万 贼咱员怨鄄圆园暂 遥
圆援圆摇 对生物多样性的影响
我国转基因抗虫棉多年种植之后袁一方面较好地控制了棉铃虫的种群数量袁降低化学杀虫剂用量也间接
保护了棉田的捕食性天敌咱圆员暂 袁但是也对棉田生物多样性的组成和功能造成了不利影响袁主要表现在蚜虫尧棉
盲蝽等原来农田的次要非靶标害虫近年来已经发展成为我国棉田的主要害虫袁同样需要施用大量的化学农药
才能有效控制袁而且转基因抗虫棉的枯萎病尧黄萎病发病率显著高于常规棉袁棉铃虫的寄生性天敌数量也显著
下降咱圆圆鄄圆源暂 遥 在美国袁关于抗虫转 悦则赠造粤遭基因玉米对于君主斑蝶渊阅葬灶葬怎泽责 造藻曾蚤责责怎泽冤幼虫的生长发育具有显著
不利影响的结果于 员怨怨怨年发表之后咱圆缘暂 袁美国农业部尧环境保护局 圆园园园年组织了一些科学家在美国 猿个州和
加拿大的农田生态系统开展了转 悦则赠造粤遭 基因抗虫玉米对君主斑蝶实际影响的监测和调查袁结果表明抗虫玉
米花粉对君主斑蝶种群的生存并不构成实际威胁咱圆远暂 遥 但是袁过去 员园年在墨西哥越冬的君主斑蝶种群数量显
著下降与美国大规模种植抗除草剂作物直接相关袁因为除草剂的大规模使用杀灭了常见的农田杂草马利筋
渊粤泽糟造藻责蚤葬 泽糟怎则葬泽泽葬增蚤糟葬冤袁而后者是君主斑蝶的最主要寄主植物咱圆苑暂 遥
圆援猿摇 基因漂移造成外源基因在作物和野生植物基因库的扩散
基因漂移渊早藻灶藻 枣造燥憎冤是一种不以人的意志为转移的自然现象袁一旦转基因植物大规模种植袁其外源基因
将不可避免地向其周围环境中能够与之杂交的作物和野生种中扩散遥 例如袁加拿大在多年种植对单一除草剂
具有抗性的转基因油菜之后袁农田已经出现能够同时抗 猿 种除草剂的转基因油菜袁这是不同转基因油菜之间
基因漂移所造成的袁这种油菜只能用 圆袁源鄄阅等毒性更大的除草剂才能杀灭咱圆愿暂 遥 浙江大学陈学新教授课题组
圆怨源圆 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿远卷摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
的最新研究结果表明袁水稻扬花期有多达 缘员园余种昆虫访问水稻的花袁其中意大利蜜蜂能将水稻花粉携带至
距离花粉源至少 缘园园皂以外的地方袁而且 愿员豫的花粉仍具有活性袁这比之前人们认识到的风传水稻花粉的距
离要远得多咱圆怨暂 遥 如果转基因水稻在我国进行大规模商业化种植袁其外源基因将不可避免地进入野生稻尧稗草
等水稻近缘种的基因库遥
圆援源摇 转基因植物从农田生态系统逃逸到自然生态系统并在环境中长期存留
抗除草剂转基因油菜种子可以在土壤种子库中存在至少 员园年袁而且其中 源园豫的自生苗仍然具有抗除草
剂活性咱猿园暂 遥 在美国和加拿大袁长期种植抗除草剂油菜也导致公路尧农场附近的自然生态系统中被发现大量生
长抗除草剂的转基因油菜袁而且抗除草剂的转基因小麦也在试验之后 员员葬 被发现大规模生长在另外一块野
地里咱猿员鄄猿源暂 遥
可见袁在转基因作物进行了近 圆园年的大规模应用之后袁其产生的环境效益以及某些环境风险已经渐渐显
现出来袁并且还将随着转基因作物种植规模的扩大和种植时间的延长而发展和变化袁对其实际环境影响进行
系统而长期的跟踪调查和监测是十分必要的遥
猿摇 转基因植物环境监测技术指南
在国内外已经开展的转基因植物环境监测的基础上袁一些国际组织和国家已经着手制定转基因植物环境
监测技术指南遥 目前世界上主要有 圆 个转基因植物环境监测方面的技术指南遥 为了促进缔约国按照叶议定
书曳的要求实施转基因植物环境监测袁哉晕耘孕 组织各缔约国共同制定了野关于改性活生物体风险评估的指导意
见冶 咱猿缘暂 袁其中包括野释放入环境的改性活生物体的监测冶技术指南袁已经成为缔约国开展转基因植物环境监测
的技术依据曰此外袁欧洲食品安全局渊耘云杂粤冤也发布并实施了野商业化生产后转基因植物环境监测渊孕酝耘酝冤指
南冶 咱猿远暂 遥 虽然这 圆个转基因植物环境监测技术指南存在一些差异袁但是在监测的目标和范围尧目的尧监测计划
的制定等主要内容上是基本一致的遥
猿援员摇 监测的目标
首先袁明确转基因生物在长时间大规模商业化应用之后的实际环境影响曰其次袁调查转基因生物是否产生
了非预期的环境影响曰第三袁验证各种风险管理措施的有效性遥
猿援圆摇 监测的类型
根据转基因植物环境风险的性质和特点袁可将其环境监测分为 圆 个类型袁即个案监测渊悦葬泽藻鄄泽责藻糟蚤枣蚤糟
皂燥灶蚤贼燥则蚤灶早袁 悦杂酝冤和通用监测渊早藻灶藻则葬造 泽怎则增藻蚤造造葬灶糟藻袁 郧杂冤遥
猿援圆援员摇 个案监测
个案监测是指对风险评估过程中能够预知和确认的风险以及显著而重要的不确定性风险进行监测袁主要
包括转基因作物的基因漂移及其生态后果袁转基因植物的环境入侵性袁对非靶标生物的影响袁外源基因及其表
达的蛋白质在环境中的残留袁靶标生物对抗虫尧抗除草剂转基因植物产生抗性等袁以明确风险评估过程中关于
转基因生物环境风险的评价结果是不是正确的遥 只有当具备足够的科学假说证明某个环境风险可能存在袁而
且在风险评估阶段无法得到这些重要数据袁必需通过环境监测才能得到这些数据袁才需要有针对性地开展个
案环境监测遥 因此袁个案监测并不是强制性的袁而只是用于验证风险评估过程中发现的某些可能不利影响或
者显著而重要的不确定性风险遥
猿援圆援圆摇 通用监测
通用监测是指对风险评估过程中未预料到的环境影响进行监测袁主要包括转基因植物产生的间接环境影
响袁或者随着时间的延长和规模的扩大而出现的延迟的和累积后发生的环境影响遥 通用监测一般不需要采用
直接的实验方法来实现袁可以使用并对现存的监测系统渊如环境调查和监测系统尧常规的农业调查系统尧植物
保护系统尧品种 辕种子登记系统尧土壤调查系统冤进行必要的改造袁结合生态监测和环境监测的有关方法袁调查
和记录所发生的任何在常规作物上没有发生过的不正常效应遥 根据 耘云杂粤发布实施的野商业化生产后转基因
猿怨源圆摇 怨期 摇 摇 摇 刘标摇 等院转基因植物环境监测进展 摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
植物环境监测指南冶的要求袁孟山都公司采用农民问卷调查表的方式来实施转基因玉米的通用监测袁其主要
内容是为了调查农民发现的转基因玉米可能对人体尧动物健康和环境产生的非预期不利影响遥 通用监测需要
解决三个问题院是否出现了非预期的影响曰非预期的影响是否有害曰由于开放的大田条件下很多因素可能影响
到监测结果袁应弄清有害的非预期影响是否与转基因作物的种植有关系遥
猿援猿摇 监测计划
监测计划主要包括监测指标和参数的选择尧监测的方法或基准尧监测的频率和持续期尧监测位置和区域
等袁是实施转基因植物环境监测时需要首先明确的内容遥 但是袁由于不同的外源基因尧植物种类以及环境会产
生不同的环境风险袁而且转基因植物环境监测工作目前尚处于起步阶段袁因此袁现有的转基因植物环境监测技
术指南还只能对这些内容给出原则性的规定遥 例如袁关于监测的持续时间袁考虑到长期的环境释放更易于产
生累积的环境效应袁为了检测出转基因植物的即刻影响和延迟影响袁监测的时间应该足够长遥 监测的持续时
间取决于院风险评估过程中发现转基因植物潜在风险的大小曰初步监测是否发现不利影响曰转基因植物是多年
生还是一年生袁以及生存期尧增代时间尧种子库生存期等遥 但是袁如果连续 猿年没有监测到不利影响袁则可以停
止监测遥 如果监测到不利影响袁就应一直监测到确认了不利影响袁而且弄清楚该不利影响与转基因植物之间
的关系袁并制定出对策和控制措施来有效减缓该不利影响为止遥
源摇 展望
风险评估和风险管理是解决包括转基因生物在内的所有新技术尧新产品安全性的两个相辅相成尧缺一不
可的手段遥 新的药物和化学品在获准进行生产应用之前都必须经过严格的安全性测试袁但是袁这些安全性测
试只能为新的药物和化学品提供最基本的安全信息袁并不能证明其生产应用后的安全性袁还需要在后续的生
产应用过程进行安全性监测曰一旦在后续的生产应用过程中发现了显著的不利影响袁有些药物和化学品的生
产应用证书会被撤销遥 在转基因生物发展和转基因生物安全问题上袁一方面转基因技术还在快速发展袁转基
因生物的应用规模和范围越来越大曰另一方面袁虽然转基因生物在生产应用之前都按照转基因生物安全法规
的规定开展了食用和环境安全性评价袁而且有关政府主管部门和部分专家也力挺转基因生物的安全性袁但是袁
人们对转基因生物安全性的争论和疑虑依然存在袁这与转基因生物风险评估存在的固有局限性有很大关系袁
更与没有在生产应用过程中通过后续监测提供充分的安全信息有必然的联系遥 虽然国内外已经开展了一些
转基因植物环境影响的监测并发现了转基因作物近 圆园年的生产应用过程中产生的一些环境安全问题袁但是袁
现有的监测是建立在某些科学家的兴趣基础上的自发行为袁因而是零散的和不连续的袁迫切需要在政府主管
部门有意识地组织和计划下袁开展系统而全面的长期环境监测袁明确转基因植物生产应用后的实际环境影响袁
及时和尽早地检测到可能产生的不利影响袁以便及时采取相应的安全管理措施袁确保转基因产业的持续和健
康发展遥 例如袁欧盟已经立项资助了野转基因植物对农业生态系统影响的评估和监测冶项目渊粤酝陨郧粤冤袁组织了
一批科学家在欧盟的 缘个地区开展转基因玉米和马铃薯的长期环境监测咱猿苑暂 遥
随着转基因植物应用规模的扩大和时间的延长袁转基因植物及外源基因今后将不可避免地长期存在于农
田生态系统袁并通过基因漂移尧种子扩散等途径进入自然生态系统袁其在农田和自然生态系统中的长期进化以
及通过与生态系统内生物因子和非生物因子的互作所产生的长期影响袁也将逐渐成为转基因植物环境监测的
重要内容遥
参考文献渊砸藻枣藻则藻灶糟藻泽冤院
咱 员 暂 摇 允葬皂藻泽 悦援 郧造燥遭葬造 杂贼葬贼怎泽 燥枣 悦燥皂皂藻则糟蚤葬造蚤扎藻凿 月蚤燥贼藻糟澡 辕 郧酝 悦则燥责泽院 圆园员猿援 陨杂粤粤粤 月则蚤藻枣 晕燥援 源远援 陨杂粤粤粤院 陨贼澡葬糟葬袁 晕再援
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燥枣 枣蚤藻造凿鄄藻增燥造增藻凿 则藻泽蚤泽贼葬灶糟藻 贼燥 月贼 糟燥贼贼燥灶 蚤灶 糟燥贼贼燥灶 遭燥造造憎燥则皂 枣则燥皂 悦澡蚤灶葬援 孕则燥糟藻藻凿蚤灶早泽 燥枣 贼澡藻 晕葬贼蚤燥灶葬造 粤糟葬凿藻皂赠 燥枣 杂糟蚤藻灶糟藻泽 燥枣 贼澡藻 哉灶蚤贼藻凿 杂贼葬贼藻泽 燥枣
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