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复合性状转基因植物安全性评价

更新时间 2011-5-7 15:09:36 点击数:

复合性状转基因植物安全性评价
摘要:复合性状转基因植物由于其多元化的功能和高效的资源利用率,已成为当前发展最快的转基因产品类
型。但由于多个外源基因间潜在的协同效应,使得对其安全性评价有更高的要求。然而当前缺乏国际通行的复合
性状转基因植物的安全性评价规范。本文以欧盟制定的评价指导为框架,从参照物的选择、分子特征评价、对比分
析、环境影响评价、毒性和过敏性评价以及营养价值评价等方面概述了复合性状转基因植物安全性评价体系,并指
出了其中应关注的问题。
关键词:复合性状转基因植物;安全性评价;实质等同原则;对比分析
中图分类号:R151;Q753文献标识码:A文章编号:1004-8456(2011)02-0177-04
       利用现代基因工程技术将两个或两个以上的外源有效基因整合到植物基因组中,并使多个目的基因在植物体表达以获得多个能在后代稳定遗传的新性状[1],这种含有多个性状的转基因植物即为复合性状转基因植物,而转化到植物中的两个或两个以上的有效转基因统称为复合性状转基因[2]。
    目前主要的复合性状转基因策略是将多个抗虫基因或是将抗虫基因和抗除草剂基因导入同一植物中,这样一方面可以有效地延缓靶标生物抗性的产生,另一方面还能提高杀虫活性,扩大杀虫谱,延长抗性品种的使用寿命。复合转基因策略拓展了转基因作物功能,满足了种植者多元化的需求,提高了资源利用效率,有良好的应用前景。据统计截止2009年,已有包括美国、加拿大、澳大利亚、墨西哥、南非、菲律宾等在内的11个国家种植了复合性状转基因植物,种植面积超过2 870万公顷[3]。复合性状转基因植物已成为当前发展最快的转基因产品类型。
    但是,由于复合性状转基因植物涉及多个转基因,复合转基因之间可能存在非关联、关联、代谢等相互作用关系,可能会引发协同效应[4],产生与单性状转基因植物不同的食用安全结果,也能引起毒性、过敏性等方面的危害,其中非期望效应可能更为显著。所以,相较单性状转基因植物的安全性评价,针对复合性状转基因植物的安全性评价需要具有更高的标准,并应将重点放在对复合转基因相互作用的检测上。
    复合性状基因的转化有杂交、再转化、共转化3种方式,但目前投入生产应用的主要都是通过杂交方式获得的,故当前的安全性评价指导文件都是针对杂交获得的复合性状转基因植物。受技术发展水平、经济利益、公众接受程度等诸多因素的影响,世界各国对复合性状转基因作物采取不同的管理模式。按照监管宽严程度不同,可以将其分为美国模式、日本模式和欧盟模式[5]。这些不同的管理模式都不约而同地将关注的重点放在了复合转基因的相互作用上,只是在对其判断依据上略有不同。美国模式属于比较宽松的简化管理模式,管理部门包括食品药品监督局、环保署和农业部,监管对象是单个转化事件,其对复合基因相互作用的判断依据是目的基因产物表达水平及有效性。如果复合性状转基因植物的单性状亲本已获得批准,且有充分证据表明组合性状间不会有相互作用,则无需再提交完整的安全评价资料;若复合基因间可能存在相互作用,则需根据“个案处理(case-by-case)”原则补充相应的安全性评估数据[6]。日本和韩国是采用递交补充数据的模式进行管理,将目标蛋白的表达水平和代谢途径的改变作为判断依据,若复合基因间有相互作用,则需补充相应的安全性评价资料。欧盟在管理上最为严格,对复合性状转基因植物采取严格的重新评价原则,对复合基因之间相互作用的判断依据也基本上涵盖了单个转化事件安全评价的全部资料[7]。
    1复合性状转基因植物的安全性评价鉴于目前除欧盟外,还没有其他的国家、地区或权威国际组织出台过针对复合性状转基因植物的安全性评价指导文件,故本文将以欧洲食品安全局(EFSA)制定的复合性状转基因植物安全性评价指南[8]为框架,概述复合性状转基因植物安全性评价中应关注的问题,从选择合适的参照物、分子特征评价、成分的对比分析,毒性、过敏性和营养价值评价以及环境影响评价等方面来综合分析复合转基因带来的影响。
    1.1参照物的选择
    复合性状转基因植物的安全性评价,所选择的参照物不仅应包括各单性状杂交亲本植物,还要求包括2个相应的已经商用化的植物;选择条件要求其生长气候、地点、年份具有代表性,至少要分析2个季度和几个不同地方生长的复合性状植物[7]。
    1.2分子特征评价
    外源基因插入位点的完整性和遗传稳定性是在复合性状转基因植物分子特征评价中应该考虑的一个重要方面。转基因生物中外源基因整合位点或插入序列连接方式的改变会影响其表达方式和表达量,同时基因组中其他基因的表达也很有可能会受其影响而发生改变。通常认为,在杂交过程中转入的外源目的基因序列(包括侧翼调控区)不会发生变化。然而,几乎没有任何科学证据可以证明目的基因能通过杂交完整地遗传给下一代[9]。
    可利用Southern Blot、PCR及对目的基因序列测序等的结果,得到重组发生位点的信息,再经过数代遗传后,对重组发生区(生物基因组与外源基因插入片段的边界序列)进行进一步的PCR扩增,即可得到基因整合位点遗传稳定性的信息[10]。
    目的基因表达水平是必须关注的另一个方面。
    由于复合性状转基因植物的特点,多个外源目的基因之间以及目的基因与植物基因组基因

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