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第1 8 第1期
1 9 9 8年 1月
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V01．1 8，No 1
JBn ， 1 998
经遗传修饰生物体的研究进展
及其释放后对环境的影响
韭塑德 马克平
-中国秘学院植物研究所，北京．1030g3)
争2 6
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摘要 80年代 采， 基困] 程为 轰的生物挂术赛 E猛进 转移不同吐状构转基因作物在美国被批准进 ^
太田试验的盲40个 上的q=物，包括小麦．玉米和水稻等4砷各娄粮食作物，主要的纤维作绚棉花，蔬菜种娄
1 0种 上，水果9种，其它还有油料怍物．牧蓖和芯卉等 109e年6 已被批准进A奇场的已有1 8种，迁有 一
批有待批准商业化 今年2月．美国农业部已第一擞批准一砷喂饲萁它媾的转基因螨进凡大出试验 黄 一十转
基禹线虫也正在中请向环境释放 已 少有25十发屋中国家-10个 上作绚转基固戒功，GMOs作天 释放
的总数在】6,3 。基固工程能带来巨 的经济效益和{±会效益．但是有 少数量的科学家或奸“青关日学
家联盟 等一些非政府组织指出基匿[程的 钧向环境释放会可能带来生杏或环境危睦 发达国家中，美国
与欧洲同家的政府对GiviOs批准释l放的态度也是 一样的．后者要比前者慎重得多。最近丹麦科学家已证实
转基围淮菜中扣抗除草剂基田凸经转^杂苴中}由美国一种子公司开发的转基围大豆被证实对人体过敏而
其产品决定 向市场投放
要有充丹的科学实验，自然科学家与社会斟学家相结台，对经遗传修饰十物体可能带来巨大经济效益和
造成环境或生志危机进行充分的评估。在这基础上作出权衡，供政府决策者能fE出正确扣决策 过 但在巾
国而屉在争世界范围内已到丁一十戋键时到 西此，生物安全司韪足每捷 生物多样性叠约》缔约同会议的主
要讨论议题
关键词： 经遗传修饰生物体，太田试验-苘业化．危机评估一生物安全 ；
PR0GRESS IN THE STUDIES 0N GENETICALLY
M 0DIFIED 0RGANISM S，AND THE IM PACT 0F
ITS RELEASE 0N ENVIR0NM ENT
Qian Yingqian Ma Keping
(1ns~~tute 0i B w．Chinese Academy。}Sciences·Beijiag，1C0093
Abstract Biotechnology represented by genetic engineering has been progressing al amaz
ing speed since 1980’S In USA ．over 40 different transgenic crops were tested in field，in—
Ouding the main cereal grain(e g wheat，rice and corn d ．)，fiber crop(e．g．cotton)，ve
getables(e．g broccoli，potato and tonlato et a1．)fruits(e．g．apple．grape and watermelon et
d ．)．oil crops．forages and flowers．18 kinds of products of trangenic crops incorporated
*国家 几五 重大基础研究项 中国l牛暂多样性保护生态学基础研究(PD85 31) 的一部，}
收稿 日期：1997 02 2 5
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2 生 态 学 报 8卷
genetic materials with different traits，such as corn，colion．soybean and canola．have por—
mi red Io enter market untill May l 996，and many other are awaiting approval 0n commer
cialization．In February，the US Department of Agriculture(USDA)approved the first field
test of a genetically engineering arthropoda mite that feeds on other mites，and in winter，
the USDA received a request for review of the first proposed environmental release of a ge
netically engineering nematode．In 25 developing countries distributed in America，Asia and
Africa，the amount of releases of about l0 transgenic crops was more than 160
， It is true
that economic and social benefits grought about by genetic engineering are enormous Eco—
logical or environmental risks，however，may also be initiated from the releases of the prod—
UCts o{genetically modified organisms(GMOs)．It has been pointed OUt by scientists and
non govermental organizations，such as Union of Concerned Scientits(UCS)．Understand
ing to the environmental risks between US and European countries was quite different
．
More prudence was taken up by the latter than the former for the releases of GMo’s． Dan—
ish scientists have shown that genes from a transgenic crop move quickly into weed),popu一
]ation．Herbicide—tolerance genes from engineered oil—seed rape(canola)become established
in weedy popu[ations after just two generalions of interhreeding in last March．Another pa—
per，in the same month，confirmed another predicted risk of genetic engineering Foods pre—
Viously safe to eat may become dangerous as a result of the transfer of allergenic proteins
．
Fhe company decided not to market the product of transgenic soybean contained the Brazil
r{ut allergin．
The correct policy of the goverment must be based on the results from a large amount
of scientific experiments and full assessments to the economic benefits and envir0ninent or
ecological risks brought about by genetic engineering．It is the critical moment now，not on—
ly for China but also for the world．Thus，biosafety is a key subject under discussion of the
every conference of the contracting parties of the“Convertion and Biological Diversity”
．
Key words： genetically modified organisms，field testing．commercialization，risk assess
ment．biosafety
生物技术 j生物多样性的关系，在1992年联合国环境与发展大 会箍署的《生物多样性公约 ：(下称
公约》)有关条款中有明确的叙述。第2条 用语”中的生物技术就作为《公约 》的一个专门用语来加 说明。
在第8条“就地保护 的(g)款中作如下的叙述：“制定或采取办法 酌情管制、管理或控制 由生物技术改变
的活生物体在使用和释放时可能产生的危险，即可能对环境产生不利影响，从而影响到生物多样性的保护
和持续利用，也要考虑到对人类健康的危险” 实际上，在79年代初期．即重组 DNA研究发展的初期就有一
部分科学家对其在生物学和生态学上的危险 及释放到环境后可能带来的危险表示担 IL" 到1992午时世
界各国、尤其是发~-N家已有不少产物已进入中试或田问试验，当时虽还未大规模释放或进入商业化．科
学家们要求对其进行管制 、管理及控制的呼声越来越高。《公约 第1 9条第(3)款 又提到 缔约国应考虑是否
需要一坝议定书t规定适当程序．特别包括事先知情协议．适用于可能对生物多样性的保护和持续利用产
生不利影响的由生物技术改变的任何活生物体的安全转移、处理和使用．并考虑该议定书的形式” 有关生
物安全议定书的拟定 此作为届次缔约国大会的主要讨论时容 并为此还专门成立了“特设专家工作组”．
多次召开会议一其任务是草拟文件供每次缔约国大会上讨论 与此同时．联合圄环境署(UNEP)也十分关洼
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1期 钱迎倩等：经遗传修饰生物体的研究进展及其释放后对 境的影响 3
生物安 问题，在1995年组织起草 了《国家生物技术安全技术准皿_『(草案)}(下弥《准则》)，经过几次有关会
议讨论，同年l2月对《准91Il 进行 r最后定稿。该《准Ⅲ_l}将作为一临时机制和技术文件，与拟定好的 生蜘安
全议定书”互为补充。议定书既有科学性、技术性，又更具有政治性=从世界范围来划分 ，就是涉厦判发达国
家与发展中国家的利益d口J题。口』足对每一个国家内部来说，生物安全更应看怍足一个环境问题，对人类健
康攸关的问题，应密到_芰注，予 重视，开展必要的科学研究。
在《公约》中有关生物拄术所涉及到的还有拥有遗传资源的发展中国家向发达国家提供遗传资源用于
生物技术研究今后技术转让的优惠政策问题．以及生物技术的专利和知识产权等问题 本文不可能涉及
到这幺多问题 ，仅围绕着生物技术产物，目前一般是用基因工程手段得到的经遗传修饰生物体(GMO)或
经修饰的活生物体(I MO)，释放后对环境可能带来的危险厦对人体健康带来的危险进行讨论：
1 基因工程将可能是21世界的希望
读完前言部分 ，给人的感觉似乎生物技术给人带来的是各种各样的危险，但实际上这仪是问题的 一个
方面=另 方面，生物技术将可能或已经提供治疗人体疾病的药物及治疗手段，可能解决2l世纪大大膨胀
的』、时的粮食问题以及其它环境问题。此外 ，生物技术这门高技术 ，既要求高投入，更会产出巨额的利润。
1．1 与人体健康的关系
首先谚提出的是应用基因工程技术生产药物 基因工程技术第一捉在实践上得到应用是把分离到的
人胰岛素基因插入到犬腑杆菌工程菌中，通过发酵大量生产出人胰岛索 据估计，发达国家 中目前三分之
二糖尿病患者治疗所用的胰岛素来 自基因工程产物 ]=还有不少生产药物的例子，在前文 。 中已经提到，
这里不再列举。
此外，科学家已发现了不少人体疾病的基因，如髓癌、乳腺癌基因 ，侏懦基因，诱发踩狂抑郁症，精神分
裂症、成人糖尿病基因等等。英国科学家还在一种l牛活在土壤中的虫子中发现丁 长寿基因” 这种虫子经
毒物污染、高温或低温 及紫外线辐射后，受损细胞能很陕恢复。此基固有修复受伤或衰老细胞的能力 科
学家希望能进 ‘步找到人类长寿的基因 美国有3个不同的科研组同时发现了一种“碱肥蛋白 ，它能在短
期内减去动物体内的脂腩。给胖老鼠每天注射一种称为OB的蛋白，-一个Jl后体重由65g 『 降到40g，其作
用一是降低食欲，二是促使机体内储存的脂肪迅速消耗，但这种蛋白有无副作用尚待研究。上面所提到的
都是当代』、类的一些顽症，有可能下一步用基固工程手段来治疗。
1．2 转基因动物的进展
研究转基固动物的目的是多种多样的。希望动物个体能比正常的大，使出阿量增加，如澳大利亚等国
科学家已成功的转基固猪就是这个目的。用转基因生物作为 生物反应器 生产药物又是另一种 目的。较新
的资料提到E上色列科学家用人体血清白蛋白基因注射到羊受精卵细胞核中，再把受精卵植入母体，从而得
到世界上第一头带有人体血清白蛋白基固的转基因羊。血清白蛋白是人体血浆中一种主要成分 ，可用以治
疗休克、烧伤或补偿血液损失，白蛋白过去是从^体血液中分离得到。可是人血价值昂贵，人体血清 白蛋白
国际市场每公斤约2000~g500美元。整个国际市场交易可达10亿美元以上，而一升羊奶可提出log|J蛋白，
头羊每年可创造1 0kg自蛋自，价值达2-2．5万美元，经济效益是可观的。此外，目前人血中常常带有各种
病毒，更提高了转基因羊的价值。
转基因猪是另 一种引起科学家重视的动物 。奠国剑桥大学科学家将人的基因植入猪卵细胞 ，这种转基
困的 L-脏中告盲人的基固。将转基因猪的心脏移植到猴子体 内，实验说明碾子几乎未产生排异反应，平均
能存活4od。1 995年时科学家预言到1996年底，能把猪的器官用到人体的器官移植上 ．由于猪的 DNA与人
的十分接近，猪器官的尺寸与人叉基本相称，其肾、心脏、肝 、肺甚至血管都有可能作为人体器官移植的供
体=1996年1 2月17日中央电视台午间新闻30丹报道丁英国已用转基因猪的器官成功地用于人体的器官移
植，画面上显示着医生正在进行移植手术。
蚊子本来是传染疟疾的昆虫，在德国的欧洲分子生物学实 室正在研究转基固蚊f，用它来消 疟疾
病。科学家从老鼠体内分离得一种抗体基因，它能附着在疟原虫体上，阻止其进入蚊子的稍化道 如能成功
地把这种抗体基因移植到蚊于体内，就可能培养出 匣疟疾蚊子 。科学家们还在寻找一种 弹跳基因 ，这
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生 态 学 报 l8卷
基困能在几代遗传中迅速扩展到所有后代上 如把抗体基因和“弹跳基因”合起来，就能迅速繁殖出大批
“反疟疾蚊罩 ”
佛罗里达大学的科学家向美困农业部(USDA)申请要求释放第一十转基 的节肢动物——螨，这种螨
是草莓和花卉害虫一 蜘蛛螨的饲料 。l 996年2月底已批准其释放作大田试验 。1995年冬，USDA已收到
第一十遗传工程线虫向环境释放的要求 。此外．转基因鱼及水生叽壳娄动物，在不少国家正在蓬勃地开
展着。
1．3 转基罔植物的进展
自从l 983年第一栋转基因植物诞生以来 ，转基因作物不断地走出实验室 ，进人大 田的中l 试验 ．
1 994年 来自不少数最已达到商业化的阶段。l 994年时，世界上已有两种转基因作物大规模释放削．一个
是经 USDA和美国药物和食品管理署(FDA)批准的，由 Calgene公司推出的转基因番茄，商品名为 Flavr
Savr，吐能是能延长成熟时期。另一个是中国的抗病毒转基因烟草 ，按 Krartiger报遭，从l 992年起中国的抗
病毒转基田烟草已用 r烟草 业 ，到1 994年时转基因烟草种植面积已接近全国烟草种植面积的5 。根据
USDA的资料，美国各种不同的转基困作物进人中试的巳超过40种 。。其中包括了如水稻、小麦、玉米等粮
食怍物 ，纤维作物棉花，大髓、花生、油集等油料作物 ，南皿、马玲薯、豌豆等蔬菜， 厦杨树 、云杉等木本树
种：作大田试验的转基固作物种类的增长很快，不到两年种娄数量增加近 一倍，但大多数增加的是水果和
蔬菜娄的小作物=其它发达国家的进展也是非常迅速的．如英国科学家已成功地把去睬术质素的基因插入
到白杨树的种子[}l，已正在种植的转基 白杨目的是用此木材造纸，这种术材很容易从纤维素中去除木质
素．从而达到节省漂f【]剂、减少能耗的目的。
基 程农产品要商业化，在美国要经过3个政府部¨的审批，即 USDA．FDA和环境保护署(EPA)。
以l 996年5月为限 ，经批准或无异议的能步入商业化的转基因作物 已有7种．由于由小同公司或改变的性状
不铡，总数为14，卜种次(见表1)。此外还有1种抗除草剂的转基因油菜，1种雄性不育转基固油菜 ，2种抗除草
剂玉米，1种抗钻心虫玉米和1种抗除草剂玉米，1种抗 除草剂棉花，1种抗病毒木瓜，1种抗除草剂大豆，1种
抗3种病毒南瓜等都 已提 出要求商业化的申请，正在审批巾。
上概略地彳卜绍了能代袁国际水平的基因工程进展情况，仪1 994年1年 GMO进人大田试验的改数就
表1 经美国政府部门批准商业化的转基因农产品(至1 996年5月)
品 公司 政变的性状 商品名 产品 公司 改变的性状 商品名
蒙 Calgene 鼢
1995 Laurica[ w一 一 s Nature Gard
杭 米 钻 C、由(B 1995 M a xl m_
棉
“
1995 BXN Cotton Ciba(；eiRy
) tr
棉花 Monsanto 扰 除草荆 草甘膦 1 996 R㈨ d p 马扮薯
M ⋯ ant。
抗 罗拉 锋薯
1 995 N}w Leaf
l~eady 甲虫／Bt毒寮)
Monsanto 1095 Bolgard 大豆 Monsanto 抗障苴剂草 甘腾 l 995 Round Read~
卣m Asgr。w 两种病毒 9
1
Freedorr
番茄 Ca[gene 延迟成熟期 1994 F[avr Savr
晋茄 ( h r。 政坐戚熟期 19g6尚不扦名 番茄 DNA Pl n’延迟成熟期 19§5 E“d【 。
Agritope、 1 e㈣ OJO v ⋯ er
番茄 Monsan r0 同上 1 995尚不知 名 番茄
t。 seed
皮增厚改变果腔 1 995尚 ：知名
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1期 钱迎情等：经遗传修饰生物体的研究进展及其释放后对环境的影响
超过19昕～1993年的 和 援l 996年 GMO商业化的发展进度，如大『I『试验顺利的话，有人预计到牟世纪末
美国市场上至少会推出50种转基囤农产品，通过转基因技术产品的销售额可达到1000亿美元。基固工程巨
大的活力将可能是21世纪的希望。
2 发达国家和发展中国家的进展
2．1 发达国家的进展
2 1．】 基因工程的进展，总体上看美国在实验室、中试及商业化等各个水平上在世界上是领先的。上史所
提到的绝大部分是黄国在基冈工程方面的进展
2 1．2 欧洲发达国家的进展也是根快的。l 991～1 994年 ，从递交的报告被批准释放的遗传工程生物体共
311个(见表2)l。。
表2 按殴共体法律，1991～1994~被释放的
遗传工程生物体数
表3 转基因植物在发展中国家释放的情况
注：此外还有南美的巴西 哥伦比亚、委内瑞拉 亚洲
的印度尼酉亚、马来西亚 巴基斯蛆、菲律宾和非 的奇尼
亚、尼日利亚和津巴布韦未得到有关释故的文件
欧洲发达国家大多数是欧 体成员，共有1 个
国家组成。这些国家的 GMO向环境释放要根据欧
共体下设的欧洲专¨事务委员会会簦的“GMO审
慎地 向环境释放 ”的指令，而 GMO 要商业化必须
经过大多数成员国的同意。到1995年底只有4份 申
请报告被批准，其中3个是疫苗，1个是抗除草剂烟
草，还有若干十 GMO或是被否定或是有待批准
GMO释放的311总次数中，释放量最大的是法国，
占93个，其它依次为比利时59、英国锄、荷兰44等，
其中德国仅占1 2次=
2．2 发展中国家的进展
2 2．】 际中国以外发展中国家的情况 发腱中国
家的情况，Krattiger在1994年时曾有过 详细的报
道 。Kathan报道了除中国之外至1 996年9月的壤
新进展 发展中国家的国名及释放的次数见表
3。
这些国家主要释放的转 基因作物是玉米、大
豆、棉花、番茄和马钤薯。这5种作物占整个释放 邑
数159中的81 。另外30次释放的是其它 的一些作
物。引入基因的性状最土要的是抗除草剂，占释放
总数的近一半，其它依次为抗虫、提高品质及抗病
毒等等。说明发展中国家在基固工程方面已经给予
r很大的关注，并已取得根可观的进展。
2 2．2 我国发展情况 除前 已提到的外，在
转基固作物方面，已成功地把 卧 基因转入棉花主
栽品种 ，获得抗虫能力在80 以 的转基凼棉花品
系13／r-；转基固抗病小麦有的品种已进入大 试
验；抗青枯病转基固马铃薯已筛选到抗性提高1～3
级的株系3个 “ 黑龙江水产研究所将牛、羊的生
长激素基 移植到普通鲤鱼，得到生 }乇速度提高
20 的第一代转基固鱼，又将犬马哈鱼的牛长激素
基因向第一代转基因鱼进千亍基因转移．目前后代已
有上万尾转基固鱼，正在进入有控制的中试阶段
由湖北省农业科学院畜牧静压研_究所承担的转基目
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6 生 态 学 报 18卷
猪作为器官移植供体的研究已取得很大进展。
上述情况说明，发展中国家近 卜年来在生物技术方面确有长足的进步，但与发选国家相 比还相差甚
远 从 总体上看 ，发展中国家是属于 自然资碌拥有的国家，而发达国家则是资金及技术拥有的国家。《公约》
第1 5条 遗传资源的取得”与第19条“生物技术的处理及其惠益的分配”中所涉及到的“自然资源拥有的主
权权利” 四实参与提供遗传资源用于生物技术研究活动” 及“在公平的基础上优先取得基于其提供资
源的生物技术所产串的成果和惠益”等等条款都是发展中国家与发达国家谈判得到的结果。
3 GMOs释放结环境带来的风险
缔约国1995年11月在雅加选举行第二次会议时，秘书处提供了一份“实旌 公约 第6条和第8条的有关
做洼和经验 的文本，其中第54点指出：“从 公约 的角度来看．生物技术产生的经修饰的活生物体(LMO)
引起的有关问题涉及的范围很广 它们包括植物基因的稳定性、对非针对对象产生的影响、对生志系统过
程的不利影响、基因改变植物潜在脆弱性等问题，基因改变、控制基因表现、预定和非预定的改变等问题 ；
供体生物体的表现特征，例如竞争性、致病性和毒性等问题 ；对人类健康产生有害影响等问题 这一段说明
对GMO已有实验证实的或潜在的风险作 了相当完善的概括。说明在对生物技术作为21世纪希颦的同时．
还不能忽视其可能带来的一系列危机。
已有相当多的文献、论文集或专著“卜 讨论 GMOs释放的生态危机对人类影响问题=期刊“分子生态
学”(Molecular Ecology)1994年第3卷出专集L 讨论基固植物释放的生态学影响。此外题为“经遗传修饰的
植物和微生物大田试验生物安全结果”的国际会议，从1990年起每两年举行一次，至今已有三次出版了论
文集 卜例 第一次是1990年11月在美目 Kiawah岛召开，被称为Kiawah Island Con{erence。两年后在德国
Goslar举行了第二次会议，这次会议的内容不仅讨论到 GMOs大田试验中释放问题，并 已有文章涉及商业
化后的生物安生问题。第三次会议1 994年11月在美 国召开。从这3次会议参加的国家数与到会人数说明世
界各国对生物安全重视程度逐渐增加。第一次会议仅10个国家130个代表 ；第二次22个国家200位代表；第
三次会议则已有32个国家225位代表，发展中国家参加第二、第三次会议的科学家越来越多。
在1994年第三次会议上法国科学家 Deshayes报告中指出 ，从1986～1994年间全世界 已有1500个
GMO释放做大田试验，但对 GMOs向环境释放后其生态学风险和对』、类健康影响确切的回答却很少，他
强调了风险评估的长期性．尤其要注意的是目前可作没有影响的回答并不能保证经过一段时间的考验后
还是正确的。对 OMOs释放后的生态学、生物学 及对人体健康的风险，过去多数是预见性的评估，在提法
上多数提的是潜在的风险 可是近年来．特别是t996年在 Nature 等著名杂志上登载了 GMOs释放的风
险的文章，一方面是对一部分风险的证实 ，另一方面说明生物安全问题的确要引起』、们足够的重视。
3．1 对环境潜在的风险
3．1．1 上文已经提到了美国政府有关审批机构 已经批准了转基因螨释放=实际上，美国国内有反对释放
的呼声。一个称为 有关科学家联盟”(Union of Concerned Scientists(UCS／／的组织t他们密切关注着生物
安生问题．并有一系列的出版物。该组织及其它科学家迫切要求 USDA推迟批准，要求在批准前的一个公
众充分参与对风险评估的过程，并要求有90d的时间可供广泛的质疑．让科学家及其它有兴趣的团体一起
来讨论评估转基因节肢动物危机的原则。UCS提出美国已有相当数量的转基 因节肢动物TE在研究或准备
提出申请，其中包括有地中海果蝇、蚊子、蜜蜂 及棉钟虫等昆虫 他们认为这些转基因节肢动物存在巨大
的潜在环境风险，因为它们繁殖得快、数量叉大．它们起到 ‘系列例如作为害虫、有益的食 内动物和传粉等
重要的生态学作用；而不少节肢动物还非常小 能移动的距离却相当长。一旦确证风险的存在，是不叮能从
环境中收回的，但 USDA不顾 UCS和其它人的反对批准了。
3．1．2 Risster等 ”和 Kathen。。 等文献中都谈到转基因作物本身可能变为杂草。这里首先讨论有关杂草
的生物学特性，杂草有旺盛而顽固的生命力，从营养生长到开花这段时间可 非常短，如是多年生植物，往
往有旺盛的营养繁殖或能在M断片中再生的能力：花是 自交的，但往往不是专性的自花授粉 而异花授柑
的花粉是通过虫媒或风媒来传播；种子存活期能保持很长，只要生长条件许可植物可连续不断、大量地并
在很大的环境范围内产生种子。
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1期 钱迎情等：经遗传修饰生物体的研究进展技其释放后对环境的影响
部分裁培植物 ．命名如一些高梁届的种．在 一定环境下本身就是杂草 ，而在某 条件下它又可是作
物，过娄作物当插入一个例如抗病、抗虫基因，或转基因作物中基因逃逸时+可能会把本来在某些地区很安
全的作物，由于改变丁其平稳而趋向于杂草化。义如甘蔗、水稻、马铃薯、油菜和燕麦等作物，它们车来就有
其很近的杂草性的近缘种 ，固某些遗传上的改变就町能使作物成为杂草。
3．1．3 某些转基因作物具抗杀虫剂的性能或者是作为生物反应器来生产药物 ，这一娄转基因作物可能会
对其它自然界的生物产生反效果。这就裨为“非 目标效应 囡为很少有哪一种杀虫剂能选择来杀死某一种
害虫．而往往带有一定的广谱性，何况目前多数用的都是 Ht基因：固此插入到作物中的杀虫或彖真菌的基
崮也可能对其它非 目标生物起到作用，从而杀死了环境中有益的昆虫和真菌。带有 Bt抗虫基因的植物+当
它们的遗传在上壤中被土壤昆虫降解时 ，也町能使这些昆虫受到毒害。此外。例如带有几丁质酶的抗真菌
的转基因作物，其遗传分解时可能减少土壤中茵根的种群。苗根是一种真菌，对植物的主要作用是众所周
知的。由于几丁质酶可以消化掉带有几丁质的茵根的细胞壁 细胞壁一 臣破坏，个体就 自然死亡=从而土壤
中的堋落物不可能被分解，营养流被中断，整个生态系统的功能被阻滞。
目前人们期望通过转基因作物作为l牛物反应器来生产人娄及动物所用的药物、激素和疫苗， 及工业
用的酶、油及其它化学品。这些转基因作物不仅对土壤生物产生影响，还可能被其它食草动物或其种子被
鸟类摄食而起到相反的作用。
3．1．4 转基因作物还可能使其野生近缘种变为杂草。由于自然界的制约，不少作物的野生近缘种虽然目
前未被人类利用，但并不以杂草形式存在。可以是一旦接受到某个GMO逃逸的基因+在一定条件下使其大
量繁殖起来而变成杂草。在美国有人反对已被 USDA和 FDA批准的转基因南瓜上市，就因为在美国野葫
芦 娄的南瓜近缘种植物是普遍存在的 这些野生近缘种由于有黄瓜斑纹病毒和西瓜斑纹病毒而不能大
量繁殖．如果抗多种病毒的转基因南瓜基因通过基因流转入野葫芦+后果将不堪设想。
Mikkelsen等 。作了芸苔(Brassica napus)的基因渐渗到其杂草近缘种野油菜(且 rampestris)中的研
究。芸苔染色体2n一38，野油藁染色体2n一20，但两个种能 自发地杂交，在自然种群中能发现杂种 当耐除
草剂 glufoslnate的转基因芸苔与野油菜杂交后得到的种间杂种与野油菜种在一起时，早在 交第一代就
能发现形态上完全像野油菜，染色体也是2n-2O的高度能育的耐除草剂转基因野油菜。在尉杂交和回交两
代后就出现 r能育的转基因杂草状的植物，说明了芸苔的基因可能快速地向野油菜传播 这个实验是
GMO的转基因会向野生近缘种自然转移的一个确切的证明
3，2 转基囤作物可能产生新的病毒或新的疾病
1994年，美国密歇根州立大学科学家把花椰菜花叶病毒外壳蛋 白的基因插入豇豆，得到抗病毒的豇
百。当他们把缺少外壳蛋白的病毒再接种到转基困豇豆上时。发现125株豇豆中有4株叉染上了花叶病 由
此，他们认为插入转基因作物 中的病毒可能与再接种病毒的遗传物质结合而形成新的病毒。或者说，GMO
中的病毒RNA有能 再组成很多新的形式 为此 ，Falk等 在 Science刊物 上发表了琶为 转基囤作物将
产l牛新病毒和新疾病?”的文章。据报道 ，1996年卫有实验证据说 明至少在实验室条件下+原来准备作为抗
病症苗的黄瓜花叶病毒(CMV)自发地突变。这种新的突变不仪仅不能抗 CMV。反而更加剧了这种病毒对
烟草的危害。闻犬中 也列举了改变某些动物病原体的基困。可使该病原体的毒性增强，或增加其对农药
和抗菌素的抵抗力。或者固基因的改变可使与动、植物共生的微生物具有致病力的例子。
目前在发达国家转基因微生物已少数被批准释放=但应该认说到，转基因微生物的释放更是 个复杂
的问题。因为目前绝大多数微生物 尚未得到鉴定、定名或研究。微生物不同种、属之间的 自然基囤转移比较
频繁t而所插入的带有明显选择优势的基因有可能在大范围的微生物界传播。这会造成对某一些转基因微
生物长期影响作评估带来困难：
3．3 对人体健康的影响
转基因生物作为食品对^体健康是否会带来风险。。直是^们所关心的问题 过去的报道多数是由各
种新闻媒体发出的，其中当然难避讹传的可能，但有一 应该是肯定的。作为美国第 一个释放 E市的转基
圆番茄是l 994年6月，至今还只有两年多一点的时间，长期效应如何及风险叉可能有多丈等问题是 El前 ^
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8 生 态 学 报 18卷
们争然不知．要有相当长的时间考骑 。
呵就是在1f】l}6年科学期刊 E发表 r 在转基固大瓦中对巴西果过敏原的鉴定 的文章” ，说明基因工
程大豆对人体足过敏的。这是美国 Pioneer Hi—Bred种了公司的成果 。固巴西果的蛋白质含有对^和动物营
养最主要的一种铽基酸，蛋氰酸。这种蛋白质加到太豆中去是为 改良其营养组成：可是有 部分^对巴
西果敏感．与人体血清有反应；实验证明当用对巴西果过敏的人的血清与转基固大百与巴西果作试验时，
反应是一样的、说明转基因大豆包含有巴西皋的过敏原，币同的凡对巴西果过敏反应水 一样．从很轻倒如
心脏作无规律的跳动，直到心脏病严重发作， 至死亡。由此PioneerHi—Bred公司决定已不能作为 市的
产品 。
此外 ，新闻媒体报道，美 国Monsanto公司研制的抗除草剂转基固大豆向欧共体出El，其中载有4万多
吨的转基固大豆货船抵达德同投堡，引起环保组织的抗议活动，绿色和平组织也发起和领导抵制这种大豆
进 []的宣传活动。
3 4 对生物多样性的影响
转基因l牛物本身是自然界不存在的人工制造的生物，释放到任何一个生态系统中都是外来种，引凡外
来种历来姓被普遍采用的，不乏起好作用的例子 ，但也确实有大量由于外来种引入后 ，破坏了原来的生态
系统 ，使该生态系统的物种大量消灭的倒子 。。
巾国在栽培作物和家养动物方面是具有丰富的遗传多样性 资源的国家之一。为满足^口压力对稂食
盟食品的要求，迫使近代工农业向单一化的优质高产品种发展，这在客观上已经 自然淘汰了大量具有一定
优良遗传性状的农家品种及其它遗传资源，造成遗传多样眭不可挽回的损失。GMO的释放，如果处理不当
可能更加剧了晶种的单 一化，使农业进一步处于瞻弱的状态。
4 加强生物安全的措施
生物安全的措施要从风险评估的科研工作、立法 及教育与培iJ~13个方面来加强
4 1 风险评估的科研工作
发达国家出于种种原因或者说出于公众的蚯力对风险评估的科研工作是 比较重视的，正像本文提到
的近l～2#-来，对 GMO释放的风险评估已不仪停留在预测 上而已开始有研究的论文发表。只有经过科学
的证宴．找到原固，才可能进 步找到克服危机的方法。
进行风略评估一研究经费的投入是重要的。以美国为例，USDA对农业上的 GMO的生态学风险研究
的投资从1 992～1995年 共计640万美元。按报遭 ，是在下列9十领域投资过40个课题。其中抗病毒转基
固作物占33 ，转基因流向野生植物占20 ，工程植物和细菌的非日标效应占1 3 ，转基因鱼占9 、与微
生物相关的工程植物占7 、昆虫抗 B1作韧占6 、工程动物疫苗占6 、工程昆虫病毒占3 、上程真菌占
! 、可见60 上的投资是放在转基因植物的风险评估研究上。即使这样，风险研究的投资只占到『可一期
l USDA给农业生物技术研究投资的1 也就是说，1992～l g95年间。USDA为农业生物技术拨的研究经
费为6亿4千万美元。
4．2 讧法
不同的发达国家对GMO释放的风险的认识是不一样的 总体上欧井体国家要比北美国家更为严格。
峨共体内部尤“德国最严格，使一些德国的GMO产物到加拿大去申请释放。发展中国家一般说来在实际
叶动中尤为放松 ‘点，考虑得更多的是投资后的近期效应．
在看到生物技术带来口J观的经济效益和社会效益的同时，不应忽视其潜在的或巳被实验证实的危机，
更应对其长期可能产生的效应 对子孙万代可能带来的后果有充分的考虑。为之，要立充分具操作性的并
行之自效的法律是重要的，立法后的执法更应严格 =当然法律的制定应立足于科学研究的基础上 。随着科
研 l 怍的探八，立法逐步完善。《公约》生物安 议定书一旦制定，就应严格执行议定书的规定．
4 3 教育 与培训
GMO8从研究 中试、大 试验一生产 ，中间涉及不同文化水平、不同职务或职位的人物 他们中对生
物安全的认识及知识参差不齐。为了使 GMO释放后尽可能减少对环境和对人体健康的负影响，采取不同
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l期 钱迎情等：经遗传修饰生物体的研究进展及其释放后对环境的影响
方式和不同水平的教育和培训是必须要强蠲的
5 结束语
包括基因工程在内的生物技术是高科技．这类高科技往往会在造福于人类的同时．在 一定时间、 定
范围内带来祸害或灾难。桉技术就是最好的例子 ．在军事上，民用上桉技术会越来越显示其重要作用 ，但也
会出现l986年前苏联乌克兰境内的切尔诺贝利棱电站的檀泄漏事故。生物技术的命运应该是同样的，转基
因产物的释放并走向商业化足必然的趋势．也是不以』、们意志为转移的．而对其带米的负敞麻，对生物安
全问题又必须引起高度的重视。
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