第二部份：环境及农业影响

　　稻米种植区域在中国非常广泛，大约有3000万公顷1，占到农地面积的1/4。转基因稻米的种植不可避免地会引申出环境安全问题。绿色和平组织的研究报告称，转基因食品对人类有潜在的危害，以下为报告全文。

　　稻米种植区域在中国非常广泛，大约有3000万公顷1，占到农地面积的1/4。转基因稻米的种植不可避免地会引申出环境安全问题。以下是有可能首先被商业化种植的3种转基因稻 米：

　　抗虫，转Bt(Bacillus thuringiensis)毒蛋白基因

　　抗虫，转豇豆胰蛋白酶抑制剂(Cowpea trypsin inhibitor)基因

　　和抗稻白叶枯病，转Xa21稻米基因

　　组合这些性状的单个转基因品种也在研究之中。

　　转基因稻米可能会对环境产生如下的负面影响：

　　出现更令人头疼的杂草；

　　污染遗传资源；

　　危害非靶标生物；

　　害虫进化产生抗性而迫使施用更多的化学品。

　　不同类型转基因稻米产生以上影响的可能性将在后文中详细讨论。而关于转基因稻米对人体健康的可能影响在另文中予以讨论。

　　转基因稻米对杂草稻和野生稻的基因流

　　转基因稻米对杂草稻或野生稻的基因流(植物间通过交叉授粉而发生的基因流动)可能因以下原因而带来危害：

　　如果基因流将外源基因转入杂草稻中，可能会增加它的竞争优势而使其变得更为麻烦，农民将为杀死它们而施用更多的有毒化学品。

　　野生稻的基因库可能会被污染，从而扰乱其生物多样性的保护；转基因栽培稻与其近缘的野生种的杂交后代的大量蔓延，将会使野生稻种群遭到灭没(swamping)。

　　非转基因稻米会被污染，这将危及非转基因稻米的供给，扰乱市场从而可能带来经济损失。

　　杂草稻

　　从全球来看，杂草稻或红稻给直播稻米系统造成了相当大的损失2。一般来讲，红稻被认为与栽培稻(Oryza sativa)是同一种生物，但因为它有一些不同的性状而使得它成为了问题杂草，如呈红色(其它杂草稻都没有这个特点)，对栽培稻的竞争能力，种子更早地落粒和进入休眠。杂草稻的发生被认为是栽培稻与野生稻杂交的结果3。因为杂草稻与栽培稻是同一种生物，所以它们也能够杂交，尽管这种杂交的发生率很低，在0.035%4到0.75%5之间。尽管这种发生率很低，红稻确实是个问题，随着时间的推延基因流是不可避免的。对害虫或疾病抗性基因的转入可能增加红稻的竞争优势。例如，野生向日葵获得转Bt基因后种子的产量增加了55%。6

　　尽管直播在中国的稻米生产中还没有被广泛运用，但它将因减少劳力和减少土壤侵蚀的需要而被逐渐采用。伴随直播的增加，红稻将会变成一个棘手的问题。7有清楚的证据表明草食性昆虫能影响杂草的生长和繁殖，而这也受着环境条件的影响。8如果转基因稻米获准商业化种植，由于红稻会通过基因流获取Bt, CpTI或稻白叶枯病抗性等基因，将会产生更加有害的红稻类型。

　　野生稻

　　亚洲是稻米的起源中心，能与栽培稻(Oryza sativa)杂交的野生稻分布相当广泛。普通野生稻(O. rufipogon)和一年生野生稻(O. nivara)与栽培稻都属于AA型基因组型，能在田间发生杂交。这些野生稻也可以看作是杂草。因为稻米大部分是自花授粉，其与野生稻的异交率也相当低，最高约2-3%。7,9这个结果稍微比杂草红稻的要高些，因为普通野生稻自然的异交率比栽培稻要高一些。花粉的传播距离被测量到为43米远，但有人认为可以传得更远。11

　　许多野生稻群落分布于靠近栽培稻的种植地区，若种植转基因品种，其与野生稻的杂交也将不可避免地发生。某些性状的引入将提高野生稻种类的竞争力，使得它们成为带来麻烦的杂草。这些杂交后代也会将会使原始类型的野生稻种群灭没，导致它们灭绝。

　　尽管普通野生稻没有分布在中国的中部，也不是稻田里的杂草，但它已很濒危，分布在中国南部的广东、广西、海南和云南等省。10然而，转基因稻米的引入将对野生稻有负面的影响，会加重防止基因流污染野生稻的负担。11,12台湾的一种野生稻就是由于栽培稻的基因流而遭致“种群灭没”，最后灭绝了。13野生稻种的丢失对自然生物多样性的保护构成极大的威胁，也是对遗传资源的重大损失，这也将会威胁到未来的育种和粮食安全，因为作物育种需要依赖于多样性的遗传资源。

　　最近对其它一些作物(包括油菜和向日葵)的研究表明，转入基因可以在野生种群中保存并扩散，也产生了令人头疼的杂草问题。由于还不清楚对Bt和CpTI敏感的害虫及白叶枯病抗性会对野生稻种群有什么影响，所以现在不能预计不可避免的基因流发生后会有什么样的结果。

　　非转基因稻米

　　尽管稻米是自花授粉的植物，但花粉的漂移在100米的距离仍能检测到，并且易受风速和风向的影响。14所以，与邻近非转基因稻米一定程度地交叉授粉几乎是不可避免的。其它可能的基因污染源包括：

　　上季稻米。多季稻米的种植，如一年种三季半也不是什么新鲜事。上季种植的稻米种子会在收割时留落一些在田里，并能与下一季稻米一同生长。如果上一季种的是转基因品种，而下一季的是常规品种，那么遗留在田里的转基因稻米就有可能造成污染。

　　土壤种子库。发芽之前，稻米种子可以在土壤中保存两年或更久。

　　种子储存和种子交换。

　　运输过程中的溢漏。

　　最显而易见的基因污染带来的问题存在于它的市场化中。要控制基因污染是非常困难的，而污染一旦发生，损失非常之大。在美国，对种子的取样调查表明，超过1%污染水平的基因污染在非转基因玉米、油菜和大豆的种子中非常广泛。15美国星联玉米事件(在食品供应链中发现了饲料用途的转基因玉米成分)使得食品公司赔偿了数亿美元。Aventis公司被迫召回所有包含星联玉米成分的产品，2000年时美国农业部还要求该公司回收其种植在全美35万英亩的星联玉米。尽管之后美国农业部又在回收星联种子上花费了1300万美元，但2003年时仍能在玉米种子中检测到Cry9C基因序列，很可能是因为被污染了的种子已经混入了杂交品种种子供应中。16

　 对非靶标生物的影响

　　是否会对非靶标生物产生影响是对抗虫转基因稻米评估中的一项重要内容。毒素会进入食物链而到达那些对它敏感的非靶标生物，可以通过直接摄入含有毒素的花粉或植物残体，也可通过间接途径，如捕食吃了毒素的昆虫。这可能会减少重要物种的数量，或是减少自然中那些帮助控制害虫的益虫的数量，从而危害到整个生态系统。例如，由于常规杀虫剂的施用，同时也杀灭了稻田害虫的天敌，促使稻飞虱(Nilapavata lugens)成为很难控制的害虫。17转基因稻米如果有重蹈覆辙的可能性的话，也将很不受欢迎。

　　因为整个生长季节里毒素都会释放出来，收获以后毒素也会随根部或其它残体而留在土壤中，对它的风险评估比起那些即时施用的杀虫剂更加复杂。有证据表明，特别是从Bt玉米中分泌的毒素，这种非直接影响已经是一个很大的问题。如果抗虫转基因稻米被批准，也会按这种机制对生态系统产生影响，甚至会对养蚕业有经济损害。

　 Bt毒素与非靶标生物

　　Bt毒素对非靶标昆虫的直接影响

　　两种Bt Cry毒素主要是针对鳞翅目(蝶类和蛾类)的害虫，而这类昆虫也并不都是害虫。美国的一项研究引起了人们对转Bt基因作物直接毒害非靶标生物的极大关注，这项实验中确认了转Bt基因玉米的花粉对于黑脉金斑蝶(Monarch butterfly)是有毒害的。18食用Bt花粉的幼虫对比食用非Bt花粉的幼虫成活率要低44%。后续的研究显示，只有一种类型的转基因玉米——176，在花粉中的Bt毒素会十分敏感地对黑脉金斑蝶幼虫产生急性的毒性反应。19尽管这种类型的转基因玉米还没有在美国出售，但这种风险只有在商业化种植之后才可以确定。然而，我们也必须关注到还有其它类型Bt玉米低剂量花粉的长期的(慢性的)毒性反应。20

　　在亚洲也有类似的问题，如家蚕(Bombyx mori)，它对Cry1Aa毒素非常敏感，对Cry1Ab 和Cry1Ac的敏感度会低些。21,22有研究显示，在桑树叶上发现的花粉如果包含Cry1Aa Bt毒素的话，会达到对家蚕产生毒害的水平。23在那些既养蚕又实行稻桑混种的地区，如果种植含Cry1Aa的转基因稻米，散出的花粉将会对家蚕产生严重的影响(详细讨论见下文)。

　　3.1.2 Bt毒素对非靶标昆虫的间接影响

　　从Bt玉米得来的数据表明，给益虫草蜻蛉(lacewings)饲喂吃了Bt的玉米螟幼虫(corn borer，一种玉米害虫)，会导致其死亡率升高。24瓢虫在Bt玉米地里的数量要比在非Bt玉米地里的要低。瓢虫是一种多食性的昆虫，它吃蚜虫、花粉、欧洲玉米螟的卵及其它昆虫的卵。25以稻米害虫为食的非靶标有益生物也会受到类似的影响。

　　3.1.3 Bt毒素与土壤

　　最近的研究显示，Bt稻米的根部会分泌Bt毒素，并与土壤微粒结合而得以保持。26,27现在还不清楚这种毒素到底会帮助控制害虫，还是会危害土壤中的非靶标生物。因为现在对苏云金芽孢杆菌分泌的Bt毒素在土壤中所起的正常生态作用还不是很了解，所以对这个问题还需要有进一步的研究。28

　　最近中国的一些实验室研究发现了土壤酶活性和土壤微生物群落的变化，实验中将转基因稻米的稻草与水浸土壤混合。29,30尽管该发现对土壤肥力的影响还没有作进一步的研究，但转入Bt基因一定与这种变化有关。Bt玉米的木质素成分发生非预期的增加，也给其在土壤中的降解过程带来影响。31

　　3.1.4 CpTI与非靶标生物

　　对CpTI影响的研究远少于Bt毒素。不像Bt，CpTI在过去并没被用作控制害虫，转CpTI基因作物也还没有在世界上任何地方进行商业化种植。无论过去还是现在，关于对CpTI敏感的昆虫范围谱系研究都还没有进行。

　　一项关于转CpTI基因作物对非靶标生物影响可能性的研究显示，CpTI会有负面的影响。实验中当给西红柿夜蛾(Lacanobia oleracea)饲喂了转CpTI基因西红柿后，寄生性姬蜂(Eulophus pennicornis)寄生感染西红柿夜蛾的能力就会下降。32这种结果仅发生在给蛾饲喂转基因西红柿的叶片时，如果直接给它吃含有CpTI的人造配方食物就不是这样。CpTI对寄生蜂来说不是直接有毒害的物质，但可以使蛾类(它的宿主)变得对它不再有吸引力。对于这种转基因西红柿，寄生性姬蜂在生物防治控制害虫中就不会那么有效了。

　　4. 害虫产生抗性

　　已有很多文献说明了害虫对Bt毒素产生抗性的可能性。例如，美国生态协会(Ecological Society of America)今年这样说：“普遍的意见认为害虫对Bt转基因作物的抗性将会发生……抗性的出现将使得Bt不再是一种有效的控制手段，很可能因此而导致在某些作物上使用更多、更有害环境或健康的杀虫剂。”33

　　由于担心抗性产生及由此带来的影响，使得人们认为要采取一定的管理措施以避免在Bt棉花和玉米身上发生这样的问题。其关键是要求建立“避难所”，即种植一定面积的非Bt作物使得对Bt敏感的种群得以生存，或是限制转基因作物的种植数量。避难所可以是与转基因作物同种的作物，也可以不是，只要是害虫的食物就可以。另外，转入两种或更多Bt 毒素基因以形成所谓“堆塔效应”被认为可以增强杀虫的效率及减少抗性产生的可能性。这种方法好像已经被用在了中国的转基因稻米上，即同时转入了Cry1Ac和Cry 1Ab Bt毒素基因。将CpTI与Cry毒素组合也可能会提高杀虫的效率和减少抗性产生的可能性。34

　　然而，对于Bt稻米，管理措施却不那么容易被实现。因为对于很多的小农户来说，留一小块地种植不同的非转基因稻米是不太可行的。有研究显示，对于三化螟和二化螟也没有其它的宿主植物可供选择，所以也不能用其它作物来做避难所35。有些农民会保留或与他的邻居分享种子，所以想通过限制种子供应这个办法也不太可靠。而且，非法种子贸易在中国也是一个问题。黄季焜和王清芳(2003)说：“1999至2001年我们对全国5个省转基因棉田进行了连续三年的调查表现，农民种植的约一半Bt棉花品种没有得到国家生物安全委员会的商业化种植批准。这些种子主要是通过当地的种子公司、推广人员以及研究机构和小型贸易商到达农民手中的。”36还可以预料，转基因种子会与常规非转基因种子混合、运输途中发生溢漏、有关规则没被很好地遵守，这些问题都是会发生的，正如30%的北美农民就已经发生了这些情况。这些“人的错误”因素意味着想通过所谓“有效管理”来控制种植是不太可能的。

　　技术性的方法也还没有被证明是可行的，现在并不知道“堆塔效应”可以在延迟抗性产生上有多大的效果。中国的一项关于三化螟对Cry1Ac和Cry1Ab敏感度基线研究(Baseline surveys of susceptibility)显示，有相当宽的敏感度存在，Cry1Ab在这两种毒素中又是更有效的。37然而，每种毒素间敏感度的相关性也表明交叉抗性也会发生，这将妨碍延迟抗性产生的计划。在批准商业化种植之前和之后，类似的对其它螟虫或卷叶类昆虫敏感度监测与基线研究也是必需的。

　　而对于CpTI，就很少考虑抗性是否会影响它的效率以及如何缓和这种抗性。现在已知昆虫能够完全或部分地适应蛋白酶抑制剂，并会受到其它消化酶的活性是否增加或是基因表达是否改变等因素的影响。38这种适应并不要求昆虫作遗传上的改变，因此抗性的产生将非常快。如何采取什么措施来管理这样的适应我们还需要仔细地评估。

　　5. 结论

　　中国可能即将商业化种植的转基因稻米会引起很严重的生态问题。它们包括：

　　l如果转基因稻米也种植在野生稻的分布区，对野生稻的基因污染将不可避免。因为Bt, CpTI和稻白叶枯病抗性基因会增加杂种的“适宜性”，它们将有可能成为问题杂草或是灭没原始野生稻种群。栽培稻基因污染野生稻基因库现在已经是一个很严重的保育问题。

　　l促进中国直播水稻系统中进化出更为有害的红稻杂草。这会迫使农民增加使用化学品来控制新产生的杂草。

　　l非转基因稻米与转基因稻米不可避免地会发生交叉授粉，由此产生的对非转基因稻米的基因污染将使中国稻米丧失国际市场，同时也会危及非转基因稻米的供应可能性。如果未来真的出现问题，情况也将无法逆转。

　　l危害非靶标生物，其中特别有可能威胁到家蚕，如果转Cry1Aa基因的稻米铺开的话。

　　l因为转基因技术不可预期的后果导致可能改变土壤的功能，如改变分解过程和土壤的微生物群落。

　　l害虫对Bt抗性的产生或是对CpTI的适应。管理措施将很难付诸实施，基因“堆塔效应”是否有效还有待确定。

　　抗虫稻米的应用可能会减少杀虫剂的使用。但是，由此获得的好处也不会像棉花的那样高，因为由鳞翅目昆虫对稻米造成的损失远比其对棉花的要小。39并且，因为价格低廉，使用杀虫剂控杀螟虫在中国比亚洲其它国家的比例要高。在亚洲其它国家，害虫防治系统的推广已经减少了对杀虫剂的依赖。对棉花Bt毒素不敏感的害虫在中国已经出现，并逐渐成为一个问题。40而其它非转基因的害虫防治方法对棉花也是可能的，而且还更可持续。

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