来源公众号:学甫无境 作者:王甫荣
问题的提出:根据高中生物学教材,基因漂移可能导致野生近缘种的遗传多样性改变,产生更具入侵性的杂草,以及影响非转基因作物的纯度。此外,是否还有其他风险?比如对生态系统平衡的影响或者对传统作物的基因污染?降低基因漂移的办法有哪些?先看一道试题:
试题:为了制定出控制转基因大豆向野生大豆基因漂移的安全管理措施,以下不能作为评估风险程度依据的是( )
A.转基因大豆与野生大豆的地理分布
B.转基因大豆与野生物种间的亲缘关系
C.野生大豆的蛋白质含量
D.传粉昆虫的种类和数量
解析:转基因大豆与野生大豆的地理分布的远近与转基因大豆和野生大豆的基因交流有关,A不符合题意;转基因作物与近缘野生物种间发生基因交流,进而发生基因漂移,使一些近缘物种表现出转基因的性状,B不符合题意;野生大豆的蛋白质含量只与野生大豆的营养物质有关,C符合题意;传粉昆虫的种类和数量与野生大豆和转基因大豆之间的传粉和基因交流有关,D不符合题意。故答案为C。
基因漂移指转基因生物的基因通过花粉传播或杂交等方式转移到非转基因作物或野生近缘种群体中。基因漂移一旦发生,扩散范围和时间难以预测,需长期监测与治理,显著增加环境管理成本。
基因漂移和降低基因漂移的办法
1.引起基因漂移的安全性问题
(1)野生近缘种的遗传多样性破坏
转基因作物(如抗虫或抗除草剂品种)的基因若漂移至野生近缘种,可能赋予后者更强的生存竞争力,使其成为超级杂草。例如,抗除草剂基因的传播可能导致野生植物难以被常规除草剂控制,威胁农田生态平衡,导致遗传多样性丧失,影响生态系统的稳定性。
(2)非转基因作物污染
转基因作物与非转基因作物(尤其是同物种)间的基因漂移可能导致非转基因作物种子混杂,使其失去“非转基因”认证资格,影响国际贸易及消费者选择权。例如,转基因玉米花粉传播至邻近传统玉米田,可能污染后者的基因库,引发经济纠纷。
(3)生态链的潜在干扰
转基因作物中表达的某些外源蛋白(如抗虫蛋白)可能通过基因漂移进入野生植物,进而影响非靶标生物(如益虫或传粉昆虫)的生存与行为模式。这种干扰可能打破原有食物链结构,引发生态失衡。
(4)耐药性病原体的产生
若转基因作物携带抗生素标记基因,其漂移至土壤微生物或病原体基因组中,可能加速耐药性菌株的演化,威胁人类与动物健康。
基因漂移的主要安全风险集中于生态破坏、生物多样性威胁及经济影响。当前主要通过物理隔离(如设置隔离区)、生物限制技术(如花粉不育设计)及严格监管措施降低其发生概率。
2.降低基因漂移风险的办法
(1)物理屏障、空间隔离和花期隔离
物理屏障:在开放水域或实验区域设置围网、过滤装置等,防止转基因水生生物逃逸至自然水体。
空间隔离:在转基因作物种植区与非转基因作物或野生近缘种之间设置隔离带。例如,水稻种植间距达10米时,基因漂移频率可降至十万分之一;我国规定试验田隔离距离需至少100米,以显著降低花粉传播风险。
花期隔离:通过调整播种时间,使转基因作物与邻近物种的花期错开,避免杂交可能性。
(2)生物限制技术应用
繁殖控制:通过基因编辑技术使转基因生物 无法产生可育花粉或去除繁殖器官(如雄性不育设计),从根本上阻断基因漂移途径。
合成营养缺陷型改造:改造转基因生物的必需酶基因,使其依赖人工合成的非标准氨基酸,脱离实验室可控环境后无法存活,减少逃逸后基因污染风险。
(3)环境扩散途径控制
进出水系统管理:在转基因水生生物养殖场安装物理拦截设施(如滤网)或化学处理装置,防止个体通过水体逃逸。
运输与贸易监管:严格管控转基因生物及其产品的运输路线,避免因人为引种或自然灾害(如洪涝)导致意外扩散。
(4)监测与应急管理
长期生态监测:在转基因生物释放区域周边定期检测野生种群基因组成,及时发现并评估基因漂移影响。
应急清除机制:制定应急预案,对逃逸个体或异常基因扩散事件进行快速清除或封锁。
当然,还需要法规与标准制定,明确转基因成分阈值要求,规范生产与贸易流程
。根据转基因生物的环境适应性和潜在风险级别,分类制定管控措施,如封闭实验、控制性田间试验或商业化种植许可。
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