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美國如何開展轉(zhuǎn)基因抗蟲作物對非靶標(biāo)無脊椎動物的風(fēng)險分析

中國農(nóng)大昆蟲系石旺鵬
農(nóng)學(xué)博士,教授,主攻重大害蟲綠色防控和轉(zhuǎn)基因作物安全評價
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在美國,開展轉(zhuǎn)基因抗蟲作物對非靶標(biāo)無脊椎動物的風(fēng)險分析一般要求經(jīng)過如下程序:

1. 確立非靶標(biāo)指示物種:非靶標(biāo)物種種類很多,要先擇分類上或功能上相關(guān)的一類有代表性的指示生物,依據(jù)生態(tài)或經(jīng)濟(jì)重要性、與毒蛋白接觸的概率、與靶標(biāo)物種的近緣關(guān)系等指標(biāo)來篩選;一般分為基本非靶標(biāo)指示物種和生態(tài)非靶標(biāo)指示物種。標(biāo)準(zhǔn)化指示生物要具備可靠性、可重復(fù)性和適合實驗室測試的成本。

2. 確立評價指標(biāo):一般以轉(zhuǎn)基因作物田間及其保護(hù)區(qū)非靶標(biāo)生物的豐富度和多樣性指數(shù)、毒蛋白對非靶標(biāo)生物的NOEC 、EC50或 LC50等作為評價指標(biāo)。

3. 毒蛋白對非靶標(biāo)的毒性測定:確立主要非靶標(biāo)生物對轉(zhuǎn)基因作物潛在的敏感性和對非靶標(biāo)生物的作用方式。在持續(xù)接觸毒素時間內(nèi)測試急性、亞急性和慢性毒性,在急性和亞急性測試中主要測定死亡率,如LC50,也可以測定其對生長發(fā)育的影響,如果生活史較短,可以測定特定的發(fā)育時期如化蛹期等。

4. 暴露風(fēng)險分析:明確轉(zhuǎn)基因材料的詳細(xì)信息,如分類地位、生理學(xué)、生態(tài)學(xué)和遺傳學(xué),以及預(yù)測對非靶標(biāo)生物的接觸方式,如來源、頻率、強(qiáng)度和接觸時間;毒蛋白主要表達(dá)的組織(如綠色組織、花粉、根部或種子)或移動到土壤和捕食者。

5. 等級測試:I級測試,在實驗室進(jìn)行,毒蛋白的濃度是預(yù)測環(huán)境中毒蛋白濃度的10倍以上(一般10-100倍),毒蛋白可與人工飼料混合喂養(yǎng)非靶標(biāo)生物,毒蛋白與植物中表達(dá)的毒蛋白相似,觀察時間一般21-30天或者負(fù)對照群體死亡率達(dá)到20%可以終止測試;II級測試,使用植物材料或與人工飼料混合,如花粉或葉片,植物材料中的毒蛋白水平往往相當(dāng)于環(huán)境中毒蛋白濃度的1倍;III級測試,長期實驗室測試和半田間測試,長期實驗室測試包括全生活史測試和三級營養(yǎng)關(guān)系測試,延伸的實驗室測試或半田間測試可以在溫室里執(zhí)行,模擬田間的環(huán)境,利用籠養(yǎng)或其他技術(shù);IV級測試,田間測試,使用小區(qū)試驗,每小區(qū)1公頃或更大,調(diào)查標(biāo)志性非靶標(biāo)生物或進(jìn)行普查,使用常規(guī)農(nóng)藥作正對照。

6. 統(tǒng)計分析:兩個群體之間的比較分析可以采用ANOVA和參數(shù)t-檢驗。