转基因水稻生态安全性研究

所谓转基因就是利用现代生物技术的方法将外源的基因导入到作物中的一系列过程，其对生态环境的影响一直是各国科学家关注的焦点。本文主要以转基因水稻为材料对转基因可能对生态环境造成影响，例如转基因可能对异交率产生的影响，可能对遗传多样性产生的影响，可能对非靶标昆虫家蚕的影响进行研究以及简要介绍一下我们构建优化的、用于转基因研究的几对遗传材料。主要研究结果如下： 1．转基因使水稻亚种间基因逃逸的可能性降低 基因逃逸是指转基因通过花粉授精杂交等途径向非目标作物基因池扩散的过程。转基因逃逸可能造成的风险是多方面的，在实验中我们利用3对转基因粳稻及其野生型材料和7个籼稻品种分析了转基因对水稻亚种间基因逃逸程度的影响。试验结果表明，3个转基因粳稻与籼稻亚种的杂交亲和性(平均结实率)均比其野生型有所下降；同时7个单个籼稻品种与转基因粳稻的杂交亲和性较与野生型也基本呈下降趋势，但个别品种正好相反。本研究说明在总体上转基因并不会增加水稻亚种间基因逃逸的风险，但同时并不排除个别品种的潜在差异，风险评价时应一一对待。 2．利用人工杂交的方法研究转基因对植物遗传多样性的影响—以水稻为例 生物遗传多样性一般是指种内不同群体之间或一个群体内不同个体遗传变异的总和，转基因植物环境释放可能带来的生态风险和环境问题一直来受到各国生态学家的关注而如何分析转基因对植物遗传多样性的影响一直来是一个难题。本文提出了一种所谓“人工杂交”的分析方法，即利用具有相同遗传背景的转基因及其野生型植物群体，分别与一组具有代表性的遗传对象进行有性杂 硕士学位论文 摘要 交，通过考察它们后代主要性状分离变异状况来评估转基因导入对群体遗传性 状的多样性的影响。作为一个实例，选用了由转基因水稻及其野生型组成的3 对不同遗传群体，分别与7个具有代表性（如不同亚种、不同品种类型等）的 水稻品种进行杂交，获得15对杂交组合，经杂种F；自交获得F；种子，通过观 测F；分离世代的主要性状分离状况，比较和统计转基因水稻群体及其野生型群 体后代的性状分离程度。结果表明，提出的“人工杂交”技术路线是可行的，为 全面和深入开展相关研究开辟了一个新途径。同时根据本研究利用这3对转基 因水稻及其野生型群体的研究结果表明，在一些性状上转入的外源基因可以显 著地增加种群内的遗传变异而在另外一些性状上却显著的减少了种群内的遗传 变异，但这并不能得出或支持转基因植物可能对遗传多样性产生负面效应的结 论。 3．转基因水稻生态安全评价群体的构建与优化 群体常常成为系统宏观研究的基本单位。系统是一个相互作用的整体，而 群体则是作为这一系统中非常重要的关键因子，因此其往往成为系统研究的一 个热点。要想获得一个准确的评价结果首先要有一个好的评价群体，因此在转 基因植物安全性评价分析中，群体的构建优化往往被人们所重视。为了对转基 因水稻可能对环境造成潜在影响进行研究，我们构建和优化了三对（转基因植 株／野生型）转基因群体并且通过常规育种手段构建了一对常规的水稻群体。 4．转基因Bt水稻对我国南方养蚕业可能造成的影响 Bt基因漂流可能导致生态风险。我们实地（杭州）调查了桑稻混种地区水 稻花粉飘落到桑叶上的浓度，同时对转Bt基因水稻花粉向桑叶上飘飞程度进行 了田间试验。20个采样点的调查结果显示，桑叶上自然飘落的水稻花粉浓度变 化范围为 13．3一199．0粒／c。‘，平均浓度为 92．9粒／c。‘，与 109．1粒／cm‘（该浓 度影响家蚕生长发育）持平（two．10，NO．5）。不同桑稻距离（0刁0m）的桑叶 花粉浓度总体上是距离越短花粉浓度越高。将处于开花期的转基因Bt水稻和非 转基因水稻植株（各3株）同时放入桑园中，然后观察水稻植株周边桑叶飘落 5 硕士学位论文 摘要 上水稻花粉的浓度。两次试验采集的桑叶上自然飘落的水稻花粉平均为3．8粒 儿＊，这一结果有力地支持上述调查结果；试验同时证实转基因Bt水稻和非转 基因水稻植株的花粉飘飞能力没有差异。以上研究结果表明，Bt水稻在我国南 方养蚕地区推广将可能对家蚕的生长发育造成负面影响。