浅谈转基因树木的生态风险

  • 格式:pdf
  • 大小:109.52 KB
  • 文档页数:1

浅谈转基因树木的生态风险 章雷 (江苏省宿迁市环保局 江苏宿迁 223800) 学术论坛 

摘要:简要介绍了当前常见转基因树木的类型。就转基因树木的生态风险展开探讨,指出转基因树木有可能产生基因漂移对天然森林 产生污染,有可能严重危害生物多样性。对规避转基因树木的生态风险提出了相关的对策。 关键词:转基因树木 生态风险 探讨 对策 中图分类号:s.7 2 2 文献标识码:A 文章编号:1 6 74—098x(2008)07(c)-01 9O-0I 树木作为生态环境的主体,为农业的 可持续发展提供了必要的条件。应用基因 工程技术改良树种,具有巨大的经济潜力 和社会效益。目前世界各国已经产生研究 转基因树木的热潮,在这里,谨对转基因树 木对生态环境的影响提出一些观点,供有 关方面参考。 1转基因树木的类型 目前树木已有多种类型的转基因,具 有人类所期望的各种品质,其中包括抗虫、 抗病、抗除草剂、抗环境胁迫(Stress)、改 良术质素等等。 1.1抗虫性 由于树木易遭受虫害,抗虫转基因树 木的研究一直受到各国林业部门的重视。 将编码有毒蛋白质的基因导入树木后,树 木体内表达产物会影响取食害虫的消化系 统,抑制害虫的生长发育7,至杀死害虫,从 而使植株具有抗虫的特性。目前已有多种 杨树、榆树以及欧洲落叶松和白云杉均成 功地转移了苏云金杆菌6一内毒素(Bt)基 因。抗虫性树木是最早进行商业化应用的 转基凶树木之一。 1 2抗病毒性 目前基因工程研究的植株抗病毒特性 策略主要有:病毒复制介导酶的抗性;病毒 外壳蛋白介导的抗性;失活的病毒移动蛋 白介导的抗性;病毒基因相关序列的抗性 等。植株的抗病毒性可有效抵御各种树木 病毒的侵袭,减少植株患病的频率。许多 阔叶树种如杨树极易感染冠瘿病,系农杆 菌感染所致。用农杆菌致瘤基因、激素 IAA基因或细胞分裂素基因的反义RNA 技术,都能获得抗冠瘿病的基因工程杨树。 另一种策略是在树木中导入各种抗菌肽的 基因,也能获得抗细菌病的转基因树木种。 1.3抗除草剂性 抗除草剂性的研究主要有两个方向: 改变除草剂靶物的敏感性基 和除草剂解 毒基因。这对于苗圃和经济林除草,以防 止杂草与树苗和树木争夺空间、水分和养 料,提高树木存活率和生物量,降低管理费 用均有很大作用。 1.4抗逆性 通过转基因技术,研究具有抗旱、抗 盐碱、抗重金属污染以及自身有固氮特性 的及高光合效率的树木品种。目前国外在 抗胁迫转基因树木方面研究最深入的是抗 氧化物,像臭氧这类光化学氧化物是对树 木产生胁迫作用的主要根源。臭氧毒性可 降低树木的生长速度,使叶绿素降解,破坏 RubiSCO加氧酶,导致光合作用受损。已证 明一种抗氧化剂谷胱甘肽还原酶基因导入 杨树,可使杨树对氧化胁迫作用具有很强 的耐受性,而且还可以抵抗光合作用过程 中产生的过氧化物自由基引起的光化学抑 制效应。 1 5改造木质素 改造木质素的转基因树木:对木质素 进行基因改造可能是一项非常有意义的工 程。树的术质素占木材干重的1/4,极难与 木纤维分离,而后者又是造纸木材纸浆的 主要成分。为去除木质素,需要大量的化 学试剂和能源。例如在美国,每年加工纸 浆木纤维达6400万t,须去除木质素2000万 t。这个过程需1600万t氢氧化钠和600万 t硫酸钠,耗电800万kw小时。这些化学试 剂造成环境极大的污染。因此若能明显降 低木材中木质素含量或改变木质素的性 质,则能大幅度降低制浆成本,减少环境污 染。 2转基因树木的生态风险 转基因树木可能产生的生态危险性表 现在以下几方面: 2 1树木的转基因可能通过基因漂流 (Genefl OW)污染天然森林的基因库 这种过程是通过有性生殖的花粉进行 转播的,一般叫做基因的垂直转移。据分 析,转基因树比起转基因作物更易对天然 种群的基因库造成污染。这有以下几方面 原因: 2.1.1树的驯化程度很低。几乎所有 人工栽培的树种还只能算是属于半驯化状 态,不同于完全驯化,并有明显变异的栽 培作物。因此易于和野生种群交配,使转 基因发生垂直转移。绝大部分栽培树种在 其种植区都存在同类的天然野生种群,成 为转基因漂流的通道。 2.1.2有许多树种在同一属内能发生 种间杂交,就以现在已经进行转基因的树 种为例:如阔叶树的杨树属(Populus)、桉树 属(Eucalyptus)和针叶树的落叶松属,其属 内多数物种之间就能够进行杂交,这就使 基因漂流变得更为复杂。 2.1.3树木是多年生的,树木的花粉 可飞扬到几百公里外的地方一。经释放到 野外,对周围环境的作用都是广泛的、长 期的、持续的。 2.2对自然生态系统的生物多样性可能产 生负面影响 转基因树木的大规模种植,对自然生态 系统可能发生有害作用,主要反映在对生物 多样性的负面影响。这有以下几方面原因: 2.2.1转基因树木是比人工林更强的 单一性种植。事实证明单一性种植已对生 物多样性产生巨大破坏。例如:引起毁灭 性的病虫害;导致结构简单和贫乏的生物 群落等等,这都是过去营造单一人工林众 1 90 科技创新导报Science and Tec ̄hnology Innovation Herald 所周知的教训。 2.2.2转基因树木以自身的各种特性 影响生物多样性。例如抗虫转基因树木对 非靶昆虫和动物(包括一些益虫和害虫的 天敌)具有直接或间接的有害作用;快速生 长的转基因树木在短时期内过度耗损土壤 水份和养料,加剧林地生产力下降和恶化; 耐除草剂转基因树木可能发生转基因的漂 流,使野生同类或相近种获得抗除草剂性 能而成为杂草。降低木质素含量的转基因 树木,其花粉若与野生同类树种杂交,则被 污染树种的树干抵御强风袭击的能力减 弱,对这类树木是毁灭性的灾难。不育性 转基因树木不能产生花粉、花或果实,这 就影响一大批以花粉、花或果实为生的昆 虫、鸟类和哺乳类动物的生存,而昆虫的 减少又直接影响食虫鸟类的数量,继之影 响哺乳类的数量,然后反过来又影响猛禽 的数量。这些地区森林生态系统的生物链 被拆毁,最终走向消亡。 2.2.3转基因树术可能成为新的入侵 外来种。树术可能是所有入侵生物中最危 险的种类,因为它们躯干巨大,寿命长,繁 殖力强,其入侵后的生态后果在很长时间 后才能显露出来。例如引进南半球造成本 土生态系统破坏的松树已到了声名狼藉的 程度。对于转基因树木而言,它们均具有 一些特殊的功能,如抗虫,耐寒 快速生长 等,赋予某些种类的转基因树更强的环境 “适合度”(Fitness),使它们可能成为超级入 侵种,这对地球生态系统和生物多样性带 来的危害将大大超过今天普通树木引种发 生入侵所造成的危害。 2.2.4转基因树木可能对野生种群 生“遗传同化”(Genetic assimilation)作用。 通过转基因树木与野生树种交配,发 “远缘杂交衰退”,就是一种遗传同化。这 可能引起杂交后代对环境适应性减弱,造 成小种群的消亡。例如,野生的印度黑胡 f ̄(Juglans hindsii)已经与驯化的植物发生 杂交后消亡。 3结语 转基因树木必将蓬勃发展,它带来的 经济利益不容质疑,但是人们也应该慎重 考虑它的潜在生态色险性。我国应加强对 转基因树木的研发、生产过程、产品及使 用进行法律规制。将转基因安全系统制度 化,具体制度应当包括转基因树木的研发 制度、对生态环境和生命健康安全的评估 制度、统一的检测制度、畅通的国际国内 信息交换制度、严格的生物技术及产品交 换制度、完善的司法救济制度等。从而确 保转基因树木的生态安全性,使其更好地 为人类造福。

 维普资讯 http://www.cqvip.com