馮翠蓮 張樹(shù)珍

（中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所甘蔗研究中心 農(nóng)業(yè)部熱帶作物生物技術(shù)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，?？?571101）

甘蔗（Saccharum officinarumL.）屬于單子葉植物禾本科甘蔗屬，是我國(guó)最重要的糖料作物。一直以來(lái)，蔗糖占食糖總產(chǎn)量的比例都在70%以上，在2018/2019榨季，蔗糖產(chǎn)量則占全國(guó)食糖產(chǎn)量88%［1］。甘蔗也是迄今最成功的可再生能源植物，通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)出的燃料乙醇占世界燃料乙醇的40%［2］。因此甘蔗產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重要的意義。近年來(lái)由于高產(chǎn)、高糖甘蔗品種的大面積使用，但缺乏相應(yīng)的抗蟲(chóng)品種，甘蔗蟲(chóng)害日益嚴(yán)重。甘蔗在大田的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)可受到120余種蟲(chóng)害威脅［3］，其中條螟、大螟等各種螟蟲(chóng)的危害尤其嚴(yán)重，苗期受害造成枯心，生長(zhǎng)期受害造成蟲(chóng)害節(jié)、蟲(chóng)害莖，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。甘蔗另一類(lèi)害蟲(chóng)——同翅目的綿蚜、粉蚧等，雖然直接造成的產(chǎn)量損失并不如螟蟲(chóng)的嚴(yán)重，但其危害時(shí)傳播甘蔗花葉病等多種甘蔗病毒，是甘蔗多種病毒的傳播媒介。因此，其造成的間接損失比直接危害造成的損失更為嚴(yán)重。

到目前為止，對(duì)于甘蔗害蟲(chóng)的防治主要依賴化學(xué)防治，但長(zhǎng)期大量施用化學(xué)農(nóng)藥造成一系列的環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留等嚴(yán)重問(wèn)題，因此培育抗蟲(chóng)甘蔗新種質(zhì)是甘蔗育種的一個(gè)重要目標(biāo)。然而甘蔗是高度雜合的無(wú)性繁殖作物，其遺傳背景十分復(fù)雜，基因組巨大，通常表現(xiàn)為異源多倍體和多倍的非整倍體［4］，給育種工作帶來(lái)很大的盲目性；另一方面由于缺乏甘蔗抗蟲(chóng)種質(zhì)資源，因此要想通過(guò)常規(guī)的雜交育種方法和程序在優(yōu)良品種中引入抗源無(wú)疑是非常困難的。除此以外，甘蔗有性雜交經(jīng)常遇到開(kāi)花困難、花期不遇、雜交不孕和不育等問(wèn)題［5］，最終導(dǎo)致甘蔗的抗蟲(chóng)育種工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其它作物。然而，基因工程可以定向改變作物的某些性狀，在棉花、玉米、大豆等作物上改良其抗蟲(chóng)性的轉(zhuǎn)基因技術(shù)越來(lái)越廣泛應(yīng)用。在常規(guī)條件下栽培種甘蔗不容易開(kāi)花，或即便開(kāi)花也表現(xiàn)為花粉敗育授粉困難，因此由花粉引起的基因漂移的潛在風(fēng)險(xiǎn)極小。以及甘蔗原料的工業(yè)制成品不含轉(zhuǎn)基因蛋白，因此轉(zhuǎn)基因甘蔗是轉(zhuǎn)基因風(fēng)險(xiǎn)最低、轉(zhuǎn)基因安全等級(jí)最高的植物之一［2］。隨著甘蔗組織培養(yǎng)和離體再生等技術(shù)體系日漸成熟，因此利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高甘蔗抗蟲(chóng)性將是甘蔗抗蟲(chóng)育種的重要新途徑。

1 轉(zhuǎn)基因甘蔗遺傳轉(zhuǎn)化體系的發(fā)展及遺傳穩(wěn)定性的研究

轉(zhuǎn)基因甘蔗的研究始于20世紀(jì)90年代初，經(jīng)過(guò)30年的努力，取得了很大的成果。以胚性愈傷組織為受體細(xì)胞，以基因槍或農(nóng)桿菌介導(dǎo)為轉(zhuǎn)化方法的轉(zhuǎn)化體系，以及以抗生素、除草劑為篩選劑的篩選方法已經(jīng)比較成熟。但仍然存在轉(zhuǎn)化效率低，轉(zhuǎn)基因沉默等問(wèn)題，不足以支持轉(zhuǎn)基因甘蔗的規(guī)?；a(chǎn)，因此國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究者對(duì)建立高效廣譜穩(wěn)定的遺傳轉(zhuǎn)化及篩選的研究依然進(jìn)行中。

1.1 轉(zhuǎn)基因甘蔗的轉(zhuǎn)化

轉(zhuǎn)基因的轉(zhuǎn)化是遺傳轉(zhuǎn)化的主體部分，是轉(zhuǎn)基因是否成功的關(guān)鍵，包括轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞的選擇、轉(zhuǎn)化方法等?？v觀目前已發(fā)表的甘蔗轉(zhuǎn)基因相關(guān)論文，轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞最有效的依然是胚性愈傷細(xì)胞。針對(duì)轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞，Manickavasagam等［6］曾嘗試使用腋芽，以農(nóng)桿菌共培養(yǎng)法轉(zhuǎn)化，獲得的轉(zhuǎn)基因甘蔗存在嵌合體嚴(yán)重的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，再一次證實(shí)當(dāng)前最理想的轉(zhuǎn)化受體是胚性愈傷細(xì)胞。

目前，轉(zhuǎn)基因甘蔗主要的轉(zhuǎn)化方法包括基因槍和農(nóng)桿菌介導(dǎo)法。甘蔗遺傳轉(zhuǎn)化的最早報(bào)道在1992年，Bower和Birch 就是利用基因槍法把Npt-II和B-Glucuronidase基因?qū)敫收嶂?，利用Geneticin（G418）和GUS染色篩選得到第一批轉(zhuǎn)基因甘蔗［7-8］。之后利用該法相繼獲得了抗蟲(chóng)、抗除草劑、抗病、抗旱等轉(zhuǎn)基因甘蔗和作為生物反應(yīng)器的轉(zhuǎn)基因甘蔗。但基因槍法存在成本高、遺傳轉(zhuǎn)化效率低、拷貝數(shù)高，轉(zhuǎn)化植株的穩(wěn)定性差等因素的限制，阻礙其在甘蔗轉(zhuǎn)基因中的廣泛應(yīng)用。而農(nóng)桿菌介導(dǎo)法具有成本低、成功率高、導(dǎo)入的外源基因多為單拷貝，遺傳穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，更有利于轉(zhuǎn)基因材料的生產(chǎn)化應(yīng)用，因此農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法在甘蔗轉(zhuǎn)基因應(yīng)用中迅速發(fā)展。

1998 年 Arencibia等［9］和 Elliott等［10］分別把Hpt和Gfp基因成功導(dǎo)入甘蔗中，通過(guò)潮霉素篩選和熒光檢測(cè)篩選，首次建立了甘蔗農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。同年 Enríquez-Obregón 等［11］利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法把bar基因?qū)敫收嶂校褂貌莅缝⒊輨┖Y選獲得首例抗除草劑轉(zhuǎn)基因甘蔗。2007年，Zhangsun等［12］系 統(tǒng) 地 比 較 了 甘 蔗 品 種（FN81-745和Badila）、農(nóng)桿菌菌株（LBA4404，EHA105和A281）及其最適濃度、篩選劑（hpt II/Hyg），bar/PPT和npt II/G418）、培養(yǎng)基成分、植物組織共培養(yǎng)的方法等因素對(duì)根癌農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化效率的影響，并對(duì)以上因素進(jìn)行了優(yōu)化，建立了農(nóng)桿菌介導(dǎo)的甘蔗轉(zhuǎn)化的有效方案。然而以上方案的轉(zhuǎn)化效率仍然比較低，不足以滿足轉(zhuǎn)基因甘蔗大規(guī)模商業(yè)化的需求。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因甘蔗商業(yè)化的需求，先正達(dá)公司投入大量的人力和物力，于2010年前后開(kāi)始與世界上掌握農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化甘蔗技術(shù)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室合作，共同研發(fā)高效廣譜穩(wěn)定的甘蔗農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化體系，本研究室有幸成為合作者之一。據(jù)2014年先正達(dá)公司的研發(fā)人員Dong等［13］報(bào)道，農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化后共培養(yǎng)階段進(jìn)行干燥處理是高效轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵，該法對(duì)甘蔗品種Q117 和L97-128 的轉(zhuǎn)化效率均可達(dá)到每克侵染愈傷獲得20個(gè)株系，現(xiàn)已在兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)室中由超過(guò)6名研究人員在CP72-1210、Q208、KQ228、SP70-1143、CP89-2143、L99-226、L99-233 和 CP84-1198八個(gè)以上的甘蔗品種中得到驗(yàn)證，是迄今為止報(bào)道的最穩(wěn)定的甘蔗轉(zhuǎn)化體系，并證實(shí)了外源基因在各個(gè)轉(zhuǎn)基因甘蔗品種及其多個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)中的穩(wěn)定表達(dá)。證明了該轉(zhuǎn)化技術(shù)可以滿足轉(zhuǎn)基因甘蔗大規(guī)模商業(yè)化的需求。

1.2 轉(zhuǎn)基因甘蔗的篩選

轉(zhuǎn)基因篩選是遺傳轉(zhuǎn)化的重要部分，是能否成功從大量的非轉(zhuǎn)化細(xì)胞中選擇并有效增值轉(zhuǎn)化細(xì)胞的關(guān)鍵。用于轉(zhuǎn)基因甘蔗的篩選基因可以分為兩大類(lèi)，一是包括抗生素和抗除草劑在內(nèi)的抗性基因；二是磷酸甘露糖異構(gòu)酶基因（pmi）等對(duì)生物安全的非抗性標(biāo)記基因。

抗生素是轉(zhuǎn)基因甘蔗篩選最早使用的篩選劑，主要有Kan/卡那霉素、Npt-II/新霉素（G418），Hpt II/潮霉素等，抗生素篩選普遍存在篩選率低，假陽(yáng)性高的缺點(diǎn)，如經(jīng)Hpt/潮霉素篩選的轉(zhuǎn)化事情的轉(zhuǎn)化率僅為0.63%，Npt II/G418篩選的轉(zhuǎn)化率為1.38%［14］。另一方面隨著公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因作物安全性問(wèn)題的越來(lái)越關(guān)注。使用抗生素作為篩選劑已經(jīng)慢慢被淘汰。

除草劑既能用于篩選轉(zhuǎn)基因甘蔗細(xì)胞，同時(shí)又賦予了轉(zhuǎn)基因甘蔗抗除草劑的特性，因此除草劑作為轉(zhuǎn)基因細(xì)胞篩選劑的應(yīng)用更為廣泛。編碼膦絲菌素乙酰轉(zhuǎn)移酶（Phosphinthricin acetyltransferase，PAT）的bar基因是最早最普遍應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因甘蔗篩選的抗除草劑基因，但仍然存在轉(zhuǎn)化率低的問(wèn)題，如2015年Zhang等［14］報(bào)道經(jīng)bar/PPT篩選后的轉(zhuǎn)化率僅為0.47%［14］（轉(zhuǎn)化率低的原因跟轉(zhuǎn)化方法也有關(guān)系）。本實(shí)驗(yàn)室自2000年以來(lái)一直致力于研究農(nóng)桿菌介導(dǎo)法遺傳轉(zhuǎn)化甘蔗，通過(guò)對(duì)甘蔗胚性愈傷組織誘導(dǎo)、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化條件及轉(zhuǎn)化體篩選等過(guò)程的優(yōu)化，經(jīng)bar/basta篩選后轉(zhuǎn)化效率和篩選效率得到了極顯著的提高，分別提高到20%和90%［15-16］。然而草胺膦、basta等除草劑由于使用成本高，因此未廣泛使用；而另一種廣泛使用的草甘膦，由于近10多年來(lái)，大量抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物品種的推廣和種植，導(dǎo)致抗草甘膦雜草的產(chǎn)生，基于以上兩原因，人們開(kāi)始尋找不同類(lèi)型的抗除草劑基因作為轉(zhuǎn)基因甘蔗的篩選基因。乙酰乳酸合成酶（Acetolactate synthase，ALS）抑制劑除草劑是抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物品種大量種植之前主要使用的除草劑。近年來(lái)在多種雜草及作物上發(fā)現(xiàn)突變的ALS基因會(huì)產(chǎn)生抗除草劑的性能，因而突變的mALS基因作為篩選基因成為人們的首選。2013年，Vyver等［17］第一個(gè)利用植物來(lái)源的抗磺酰脲除草劑的突變mALS基因應(yīng)用于甘蔗轉(zhuǎn)化細(xì)胞，首次建立來(lái)源于煙草的突變乙酰乳酸合酶基因（mALS）/氯磺隆除草劑篩選技術(shù)，利用基因槍轟擊法，篩選率為75%，逃逸率25%，但篩選效率比nptII/G418篩選效率低；而Dermawan等［18］則于2016年利用來(lái)源于高粱的mALS基因，同樣使用基因槍轉(zhuǎn)化法，建立了高粱突變乙酰乳酸合酶基因/雙草醚除草劑篩選技術(shù)，此篩選效率與nptII/geneticin篩選效率相當(dāng)，但比煙草mALS基因/氯磺隆除草劑的篩選效率高，文中作者推測(cè)可能是高粱跟甘蔗的親緣關(guān)系比煙草跟甘蔗的更接近的緣故。此類(lèi)轉(zhuǎn)基因甘蔗可抗氯磺隆、甲磺隆、氯嘧磺隆、雙草醚等磺酰脲類(lèi)除草劑。

隨著轉(zhuǎn)基因作物的商品化，抗性篩選基因潛在的生態(tài)和食用安全性越來(lái)越受關(guān)注。因此研究者不斷尋找比除草劑更為安全有效的篩選標(biāo)記基因。如正向選擇篩選劑甘露糖pmi/mannose。2007年，Jain等［19］通過(guò)基因槍轟擊法，首次在甘蔗轉(zhuǎn)化細(xì)胞篩選中應(yīng)用了pmi/mannose，獲得的轉(zhuǎn)化效率為7.4%。2015年，Zhang等［14］，同樣利用基因槍轟擊法，系統(tǒng)的比較了常用的幾種篩選方法的轉(zhuǎn)化率，經(jīng)PCR和CPR檢測(cè)，pmi/mannose篩選的轉(zhuǎn)化率為4.2%，bar/PPT的轉(zhuǎn)化率為0.47%，npt II/G418的轉(zhuǎn)化率為1.38%，而hpt/Hygromycin的轉(zhuǎn)化率為0.63%，由此可見(jiàn)pmi/mannose篩選的轉(zhuǎn)化率是最高的。上述報(bào)道的pmi/mannose的轉(zhuǎn)化率較低，很大原因在于基因槍轟擊法轉(zhuǎn)化效率低。2015年，本研究團(tuán)隊(duì)王文治等［20］應(yīng)用本室成熟的農(nóng)桿菌介導(dǎo)甘蔗轉(zhuǎn)基因技術(shù)，成功建立了高效的農(nóng)桿菌介導(dǎo)的甘蔗轉(zhuǎn)基因甘露糖篩選技術(shù)，單次轉(zhuǎn)化4 g愈傷組織可以獲得30個(gè)以上的轉(zhuǎn)基因株系，pmi/mannose的篩選陽(yáng)性效率達(dá)到87%，該技術(shù)具有轉(zhuǎn)化效率高、轉(zhuǎn)化基因型廣、轉(zhuǎn)化體穩(wěn)定性好并可實(shí)現(xiàn)多基因同時(shí)轉(zhuǎn)化等特點(diǎn)。

1.3 轉(zhuǎn)基因甘蔗遺傳穩(wěn)定性的研究

轉(zhuǎn)基因的遺傳和表達(dá)穩(wěn)定性是轉(zhuǎn)基因甘蔗的成功商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵因素。T-DNA插入序列的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)基因表達(dá)一致性在轉(zhuǎn)基因甘蔗中尤為重要，因?yàn)楦收岱N植涉及宿根和新植等無(wú)性營(yíng)養(yǎng)繁殖。然而，關(guān)于無(wú)性營(yíng)養(yǎng)繁殖植物中的轉(zhuǎn)基因穩(wěn)定性研究的報(bào)道并不多。轉(zhuǎn)基因甘蔗存在轉(zhuǎn)基因沉默或其他會(huì)影響轉(zhuǎn)基因穩(wěn)定性的遺傳重排的可能性。據(jù)早期的報(bào)道，在甘蔗T0中存在轉(zhuǎn)基因沉默，轉(zhuǎn)基因拷貝數(shù)，發(fā)育調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后機(jī)制都有可能影響轉(zhuǎn)基因穩(wěn)定性［21-24］；而2014年有報(bào)道表明在第一代宿根甘蔗中，GUS、纖維二糖水解酶I、纖維二糖水解酶II和細(xì)菌內(nèi)切葡聚糖酶的轉(zhuǎn)基因表達(dá)活性有所提高［25-26］。此外，Joyce等［27］報(bào)道了新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶（NPTII）蛋白質(zhì)在第一代和第二代宿根甘蔗中則可以穩(wěn)定地積累。關(guān)于不同繁殖方法和連續(xù)宿根多年的轉(zhuǎn)基因甘蔗的外源基因表達(dá)一致性的綜合研究更是寥寥無(wú)幾，先正達(dá)公司為推進(jìn)轉(zhuǎn)基因甘蔗的商品化生產(chǎn)，對(duì)多個(gè)轉(zhuǎn)基因甘蔗的外源基因的遺傳穩(wěn)定性及表達(dá)一致性進(jìn)行了為期4年的深入研究。據(jù)其研發(fā)人員Caffall等［28］報(bào)道，以在美國(guó)和巴西廣泛種植的3個(gè)甘蔗商業(yè)品種L97-128、CP84-1198和SP70-1143為受體，經(jīng)過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法得到17個(gè)轉(zhuǎn)基因事件，于2009-2013年間，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)了這些植株的外源基因PMI或熒光蛋白基因AmCYAN1在田間連續(xù)宿根四代和新植無(wú)性繁殖后代的甘蔗基因組中的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)基因表達(dá)一致性。結(jié)果顯示包括外源基因在內(nèi)的整個(gè)T-DNA插入序列可在各世代中穩(wěn)定遺傳，沒(méi)有觀察到轉(zhuǎn)基因重排或丟失；AmCYAN1和PMI在各世代中并沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)基因沉默，蛋白表達(dá)水平一致。這些結(jié)果為轉(zhuǎn)基因甘蔗成功商業(yè)化提供了理論依據(jù)。

1.4 轉(zhuǎn)基因甘蔗安全性評(píng)價(jià)

轉(zhuǎn)基因甘蔗的安全性評(píng)價(jià)是關(guān)系到轉(zhuǎn)基因甘蔗能否順利推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在。由于甘蔗無(wú)性繁殖的特性，甘蔗開(kāi)花困難、自然條件下授粉困難，以及甘蔗原料的工業(yè)制成品不含轉(zhuǎn)基因蛋白，因此轉(zhuǎn)基因甘蔗是轉(zhuǎn)基因安全等級(jí)較高的植物。轉(zhuǎn)基因甘蔗安全性評(píng)價(jià)總體要求跟其他作物一致。轉(zhuǎn)基因甘蔗經(jīng)過(guò)研究實(shí)驗(yàn)、中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放和生產(chǎn)性試驗(yàn)等試驗(yàn)程序，并取得安全證書(shū)才算是被國(guó)家認(rèn)定為安全的具備商業(yè)化可能性的對(duì)象。但國(guó)家認(rèn)定為安全并不意味著可以商業(yè)化種植，還要經(jīng)過(guò)品種登記程序才具備商業(yè)化推廣的資格。據(jù)國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織（ISAAA）截至2020年2月在其網(wǎng)站發(fā)布的數(shù)據(jù)，獲得安全證書(shū)的甘蔗轉(zhuǎn)基因事件共有6例［29］:（1）2017年巴西國(guó)家生物安全技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)了BT（Cry1Ab）抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗CTB141175/01-A在巴西的商業(yè)化應(yīng)用，包括用于食品、飼料和種植或釋放到環(huán)境中，它是巴西甘蔗技術(shù)中心（Centro de Tecnologia Canavieira，CTC）的研發(fā)產(chǎn)品。據(jù)報(bào)道，該轉(zhuǎn)基因甘蔗于2018年開(kāi)始在巴西種植，面積約為400 hm2，這是世界上第一個(gè)商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因甘蔗品種［30］，同時(shí)該品種于2018年在加拿大、美國(guó)獲得用于食品的安全證書(shū)。（2）巴西甘蔗技術(shù)中心研發(fā)的另一個(gè)BT（Cry1Ac）抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗CTC91087-6和CTC93209-4兩個(gè)株系于2018年獲得巴西國(guó)家生物安全技術(shù)委員會(huì)的批準(zhǔn)，可在巴西商業(yè)化應(yīng)用，包括用于食品、飼料和種植或釋放到環(huán)境中。（3）轉(zhuǎn)入來(lái)源于大腸桿菌的膽堿脫氫酶基因（EcBetA）耐旱轉(zhuǎn)基因甘蔗的NXI-1T，于2011年獲得印度尼西亞生物安全委員會(huì)的用于食品和種植或釋放到環(huán)境的安全證書(shū)；（4）其余兩例是轉(zhuǎn)入來(lái)源于苜蓿根瘤菌的膽堿脫氫酶基因（RmBetA）耐旱轉(zhuǎn)基因甘蔗的NXI-4T、NXI-6T兩個(gè)株系，于2013年獲得印度尼西亞生物安全委員會(huì)的用于食品和種植或釋放到環(huán)境的安全證書(shū)，其中NXI-4T品種于2018年獲得用于飼料的安全證書(shū)，至此該株系完成了所有安全評(píng)估，商品化應(yīng)用指日可待。由此可見(jiàn)，隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)和安全評(píng)價(jià)體系的不斷完善與發(fā)展，尤其基因編輯新技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因甘蔗商品化應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。

2 抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗研究進(jìn)展

2.1 國(guó)內(nèi)外抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗研究現(xiàn)狀

抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因是甘蔗各類(lèi)轉(zhuǎn)基因研究中最成功的領(lǐng)域。迄今為止，美國(guó)、澳大利亞、巴西、南非、古巴、泰國(guó)、印度、新加坡、中國(guó)等都先后開(kāi)展了甘蔗抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因研究。由于Bt基因表達(dá)的毒蛋白可特異性地毒殺鱗翅目、同翅目、鞘翅目和雙翅目等害蟲(chóng)，卻對(duì)人畜無(wú)害，因此在甘蔗抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因研究中應(yīng)用最廣。自1994年首次應(yīng)用Cry1Ac基因轉(zhuǎn)化甘蔗獲得抗螟蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因甘蔗后，Cry1Ab、Cry1Aa3、Cry2A、Cry2Ab及人工改造的Cry1Ac均相繼被轉(zhuǎn)入甘蔗中，于2017年獲得全球首例商業(yè)化種植許可的轉(zhuǎn)基因甘蔗品種正是轉(zhuǎn)入了BT（Cry1Ab）抗蟲(chóng)基因。除此以外，在甘蔗抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因中應(yīng)用的還有雪花蓮凝集素（GNA）及蛋白酶抑制劑（PI）基因、胰蛋白酶抑制劑（SKTI）基因、大豆抑制劑（SBBI）基因、野莧菜凝集素（AVA）基因等。另一方面除了利用單價(jià)的抗蟲(chóng)基因外，利用Bt基因與其他類(lèi)型的抗蟲(chóng)基因組合，構(gòu)成雙價(jià)和融合抗蟲(chóng)基因也慢慢發(fā)展起來(lái)。到目前為止，具有較好抗蟲(chóng)性的轉(zhuǎn)基因甘蔗的文獻(xiàn)詳見(jiàn)表1。

2.2 我國(guó)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗研究存在的問(wèn)題

根據(jù)表1已報(bào)到的文獻(xiàn)，國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)基因甘蔗的轉(zhuǎn)化方法主要以基因槍轟擊為主，獲得的轉(zhuǎn)基因植株外源基因拷貝數(shù)多，有的受體植株的農(nóng)藝性狀受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因材料難以應(yīng)用于生產(chǎn)。如2016年，高世武等［46］把CrylAc基因轉(zhuǎn)入甘蔗高糖品種FN15，轉(zhuǎn)基因植株的外源基因的拷貝數(shù)1-148不等，毒蛋白在葉中表達(dá)量高、轉(zhuǎn)基因植株的螟蟲(chóng)受害率低，但CrylAc基因拷貝數(shù)越多、表達(dá)量越高對(duì)植株的農(nóng)藝性狀影響越大；另外我國(guó)科研人員Weng等［41］通過(guò)提高CrylAc基因中GC含量，從37.4%增加至47.5%，并再次提高至54.8%，獲得的轉(zhuǎn)基因甘蔗內(nèi)毒蛋白的表達(dá)量和轉(zhuǎn)基因甘蔗對(duì)螟蟲(chóng)的抗性雖然很高，但經(jīng)過(guò)抗蟲(chóng)性及重要經(jīng)濟(jì)、農(nóng)藝性狀的評(píng)價(jià)后發(fā)現(xiàn)，除了抗蟲(chóng)性外，總體而言，經(jīng)濟(jì)性狀都不如原供體品種，很難直接從中選育抗蟲(chóng)品種用于甘蔗生產(chǎn)。分析其原因推測(cè)是所得的轉(zhuǎn)基因甘蔗由基因槍轟擊而獲得的，CrylAc基因的拷貝數(shù)多（4-11），毒蛋白大量在甘蔗體內(nèi)積累而影響了甘蔗正常的生長(zhǎng)發(fā)育。由此可見(jiàn)，由基因槍轟擊獲得的轉(zhuǎn)基因甘蔗普遍存在外源基因拷貝數(shù)多的問(wèn)題，基因槍轟擊法難以控制外源基因插入的拷貝數(shù)，因此具有外源基因插入拷貝數(shù)少的優(yōu)點(diǎn)的根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法則更適合用于轉(zhuǎn)基因甘蔗。

表1 抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗

然而目前國(guó)內(nèi)只有少數(shù)科研團(tuán)隊(duì)掌握根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化甘蔗的技術(shù)。本研究團(tuán)隊(duì)自20世紀(jì)90年代末起，一直致力于農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化甘蔗的研究，經(jīng)過(guò)近20年的努力，取得了一些進(jìn)展。目前通過(guò)根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，已獲得外源基因的拷貝數(shù)為1-3個(gè)低拷貝的多個(gè)轉(zhuǎn)基因株系，并通過(guò)初步抗蟲(chóng)性測(cè)定和農(nóng)藝性狀測(cè)定，從中篩選出數(shù)個(gè)具有較好抗蟲(chóng)效果和農(nóng)藝性狀未受影響的轉(zhuǎn)基因株系，目前正在對(duì)所獲得的轉(zhuǎn)基因甘蔗無(wú)性系后代進(jìn)行遺傳穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和農(nóng)藝性狀的進(jìn)一步鑒定。此項(xiàng)工作有望解決由于外源基因拷貝數(shù)多而影響甘蔗產(chǎn)量的問(wèn)題。

此外，從表1還可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因甘蔗的抗蟲(chóng)基因單一，抗蟲(chóng)效果有效的基因仍然以Bt為主?，F(xiàn)急需發(fā)掘更多有效的Bt基因及其他抗蟲(chóng)基因資源。

3 延緩和防止轉(zhuǎn)基因甘蔗抗蟲(chóng)性喪失的策略

當(dāng)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物大規(guī)模的商業(yè)化種植后，靶標(biāo)害蟲(chóng)種群長(zhǎng)期處于較高的選擇壓力下，最終導(dǎo)致靶標(biāo)害蟲(chóng)對(duì)轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)生抗性，害蟲(chóng)一旦產(chǎn)生抗性，轉(zhuǎn)基因作物的抗性則喪失［65］。隨著轉(zhuǎn)Bt基因作物商業(yè)化種植的時(shí)間推移，害蟲(chóng)對(duì)轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生抗性的問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)。據(jù)報(bào)道自然條件下轉(zhuǎn)基因作物連續(xù)種植6年后，棉鈴蟲(chóng)將對(duì)Bt作物產(chǎn)生抗性。目前田間已發(fā)現(xiàn)的對(duì)Bt作物產(chǎn)生抗性的昆蟲(chóng)除了棉鈴蟲(chóng)外還有草地貪夜蛾、棉紅鈴蟲(chóng)、玉米根螢葉甲和玉米莖蛀褐夜蛾等，涉及的Bt基因有cry1Ab、cry1Ac、cry1F和cry3Bb［66］，每一個(gè)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物在商業(yè)化生產(chǎn)前都需要投入大量資金進(jìn)行研發(fā)，但當(dāng)靶標(biāo)害蟲(chóng)通過(guò)適應(yīng)和變異獲得抗性進(jìn)化后，對(duì)轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)生抗性，該轉(zhuǎn)基因作物將可能毀于一旦，喪失了原有商品價(jià)值。因此靶標(biāo)害蟲(chóng)的抗性進(jìn)化是抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化生產(chǎn)的最大威脅，延緩和防止轉(zhuǎn)基因甘蔗抗蟲(chóng)性的喪失已成為抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因的一個(gè)不可忽視的研究?jī)?nèi)容。綜合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究，延緩和防止抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物喪失抗蟲(chóng)性的主要有效策略有“高劑量-庇護(hù)所”（HDR）的治理策略和多個(gè)抗蟲(chóng)基因聚合策略。

3.1 “高劑量-庇護(hù)所”策略

針對(duì)害蟲(chóng)對(duì)Bt蛋白產(chǎn)生抗性，Bt作物喪失抗蟲(chóng)性的問(wèn)題，美國(guó)和加拿大政府提出了抗性治理“高劑量/庇護(hù)所”策略，它是根據(jù)昆蟲(chóng)生態(tài)學(xué)和種群遺傳學(xué)等理論，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)模擬研究結(jié)果而提出的，是目前國(guó)內(nèi)外最為廣泛應(yīng)用的延緩和防止Bt作物喪失抗蟲(chóng)性的治理策略［67-68］。

高劑量是指轉(zhuǎn)Bt基因作物表達(dá)足以殺死所有敏感品系和抗性品系的雜合子靶標(biāo)害蟲(chóng)的殺蟲(chóng)蛋白。由于Bt基因來(lái)源于蘇云金芽孢桿菌，存在在植物中表達(dá)量極低的問(wèn)題。有專(zhuān)家曾對(duì)原始的Bt基因進(jìn)行植物偏愛(ài)性的密碼子優(yōu)化，以期提高Bt基因在轉(zhuǎn)基因作物中的表達(dá)量，改造措施包括消除AT富集區(qū)、增加GC含量、添加引導(dǎo)序列和加尾識(shí)別信號(hào)等［69］。其中我國(guó)甘蔗研究專(zhuān)家Weng等［40-41］將CrylAc基因中GC含量從37.4%增加至47.5%，由Ubi啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)化甘蔗，獲得的轉(zhuǎn)基因甘蔗組織內(nèi)毒蛋白的量是Arencibia等報(bào)道的7倍多；2011年該作者通過(guò)進(jìn)一步改造CrylAc基因，再次將GC含量提高至54.8%，獲得的轉(zhuǎn)基因甘蔗的毒蛋白表達(dá)量達(dá)到每毫克可溶性蛋白含2.2-50.0 ng，該甘蔗對(duì)螟蟲(chóng)的抗性提高了5倍。2012年，陳勇生等［42］對(duì)上述的其中6個(gè)轉(zhuǎn)Bt基因甘蔗品系進(jìn)行了抗蟲(chóng)性評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示不同的轉(zhuǎn)基因甘蔗品系均表現(xiàn)出良好的抗（螟）蟲(chóng)性，表現(xiàn)最好的兩個(gè)株系的螟害株率和螟害節(jié)率比相應(yīng)的對(duì)照品種降低100%，螟害株率和螟害節(jié)率均為零。

庇護(hù)所是在抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物的附近種植一定比例的非轉(zhuǎn)基因作物，從而為敏感種群提供庇護(hù)所，該種群可與已對(duì)Bt作物產(chǎn)生抗性的種群進(jìn)行隨機(jī)交配，防止抗性純合個(gè)體的產(chǎn)生，從而稀釋抗性基因，延緩害蟲(chóng)抗性的產(chǎn)生，防止Bt作物抗性的喪失［67］。如在美國(guó)，環(huán)保局規(guī)定需要保留4%的面積種植不使用任何化學(xué)殺蟲(chóng)劑的非Bt轉(zhuǎn)基因作物，或保留20%-30%的面積種植可使用化學(xué)殺蟲(chóng)劑的非Bt轉(zhuǎn)基因作物［70］，在這種嚴(yán)格采取“高劑量-庇護(hù)所”策略的地區(qū)里，到目前為止尚未有大規(guī)模顯著的靶標(biāo)害蟲(chóng)產(chǎn)生抗性的報(bào)道。在我國(guó)，以小農(nóng)種植模式為主，轉(zhuǎn)基因棉花多與其他作物（如玉米、大豆和小麥）連片種植，而棉鈴蟲(chóng)的寄主除了棉花，還有小麥、玉米、大豆、谷子等多種作物，這些作物可作為天然庇護(hù)所，因此可有效控制靶標(biāo)害蟲(chóng)的抗性發(fā)展，防止Bt作物抗蟲(chóng)性的喪失［71］。

3.2 多基因聚合策略

基因聚合是將兩種或兩種以上作用方式不同的抗蟲(chóng)基因或者其他抗蟲(chóng)基因同時(shí)轉(zhuǎn)入同一種作物，形成雙價(jià)或多價(jià)抗蟲(chóng)作物，此策略不僅能有效地增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因作物的抗蟲(chóng)性，還可以拓寬抗蟲(chóng)作物的殺蟲(chóng)譜，是延緩轉(zhuǎn)基因作物抗蟲(chóng)性下降甚至喪失的有效途徑，該策略在美國(guó)已被廣泛采用。

多基因聚合策略要考慮每個(gè)單獨(dú)基因都有極強(qiáng)的作用和聚合后交叉抗性幾率低的兩個(gè)基本原則，這樣，靶標(biāo)害蟲(chóng)同時(shí)對(duì)兩種不同抗蟲(chóng)蛋白產(chǎn)生抗性的幾率就會(huì)大大降低。據(jù)報(bào)道，Cry1Ac和Cry2Ab的聚合是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛、效果也很好的聚合策略［72］，因?yàn)閮烧叩陌被嵬葱缘颓以诶ハx(chóng)中腸的作用位點(diǎn)不同，從而使昆蟲(chóng)對(duì)它們產(chǎn)生交叉抗性的概率很低。此外，Cry1A類(lèi)蛋白和 Cry1C、Cry9C、Cry1Ie在昆蟲(chóng)腸道的結(jié)合位點(diǎn)也是不同的，因此cry1Ab/c和cry1C、cry1Ab/c和cry1Ie也是具有潛在價(jià)值的基因組合［73］。另外，還有報(bào)道cry34Ab和cry35Ab是對(duì)西方玉米根蟲(chóng)非常有效的雙價(jià)聚合基因［74］。

多基因聚合在玉米、棉花等作物上應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。轉(zhuǎn)基因作物種植大國(guó)如美國(guó)、澳大利亞、印度等種植的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉已經(jīng)由單價(jià)抗蟲(chóng)棉逐漸過(guò)渡到雙價(jià)甚至多價(jià)的抗蟲(chóng)棉。2010年在美國(guó)和加拿大上市的SmartstaxTM轉(zhuǎn)基因玉米（孟山都公司和陶氏公司研發(fā)）利用已獲得的MON89034、TC1507、MON88017和DAS-59122-7 4個(gè)轉(zhuǎn)基因玉米，按常規(guī)雜交的方法將6個(gè)抗蟲(chóng)基因（cry1A.105、cry1Ab、cry2Ab、cry1Fa四個(gè)抗鱗翅目昆蟲(chóng)基因和cry34Ab、cry35Ab兩個(gè)抗根部害蟲(chóng)基因）和兩個(gè)抗除草劑基因（pat和epsps/cp4）聚合到一起，育成抗多種害蟲(chóng)及抗除草劑的SmartStaxTM新品種，任何一種靶標(biāo)害蟲(chóng)都很難在短期內(nèi)對(duì)其產(chǎn)生抗性，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種昆蟲(chóng)和除草劑的抗性，該品種具有極高的商品應(yīng)用價(jià)值［75］。而在抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗方面，2018年巴西孟山都公司把Cry2Ab、Cry1Ab、EPSPS-CP4構(gòu)建于一個(gè)表達(dá)盒中，通過(guò)一次轉(zhuǎn)化完成3個(gè)基因的聚合，獲得的轉(zhuǎn)基因甘蔗在田間試驗(yàn)中表現(xiàn)了很好地螟抗性和草甘膦耐受性，并通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)證明:若保持甘蔗螟蟲(chóng)100代內(nèi)不產(chǎn)生抗性，雙價(jià)抗蟲(chóng)基因甘蔗比相應(yīng)的單價(jià)抗蟲(chóng)甘蔗需要更小的避難所和具有更大的抗蟲(chóng)耐久性，也就說(shuō)多抗蟲(chóng)基因更能延遲害蟲(chóng)抗性的演變，保持更持久的抗蟲(chóng)性［76］。

國(guó)內(nèi)，在多基因抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗方面也做了一些研究:鄧智年［77］利用六氨基酸的柔性多肽把殺蟲(chóng)基因AVAc和CpT1融合轉(zhuǎn)化甘蔗，吳轉(zhuǎn)娣等［78］把Bt和sck雙價(jià)抗蟲(chóng)基因?qū)敫收?。本研究團(tuán)隊(duì)的成員王文治［53］把具有4個(gè)獨(dú)立閱讀框的bar、Cry1Ab等以農(nóng)桿菌介導(dǎo)法導(dǎo)入甘蔗中，并證實(shí)了4個(gè)基因可以在少數(shù)的轉(zhuǎn)基因甘蔗的T1和T2無(wú)性繁殖后代中穩(wěn)定遺傳，并有效表達(dá)。但4個(gè)基因均使用同一個(gè)啟動(dòng)子和終止子，即連鎖基因轉(zhuǎn)化，由于相同啟動(dòng)子終止子間的干擾，隨著轉(zhuǎn)基因甘蔗的生長(zhǎng)發(fā)育，引起基因沉默可能較大。針對(duì)連鎖基因轉(zhuǎn)化法的缺點(diǎn)，本文作者利用具有自我剪切功能的連接多肽FMDV 2A序列將CryIAc和gna兩個(gè)不同抗蟲(chóng)機(jī)制的基因融合后，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化甘蔗，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)蛋白在甘蔗體內(nèi)的同步表達(dá)并獨(dú)立行使各自功能的目標(biāo)，從而培育抗螟蟲(chóng)綿蚜以及蠐螬等多種害蟲(chóng)，并具有持久抗蟲(chóng)性的甘蔗新品種。已得到的轉(zhuǎn)基因甘蔗到目前已經(jīng)無(wú)性繁殖了6個(gè)世代，其抗蟲(chóng)穩(wěn)定性仍然保持良好［79-80］。目前轉(zhuǎn)基因甘蔗的安全評(píng)價(jià)后續(xù)工作正在進(jìn)行中。

4 影響我國(guó)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗產(chǎn)業(yè)化的主要問(wèn)題和建議

經(jīng)過(guò)20多年的努力，近兩年甘蔗轉(zhuǎn)基因研究已取得長(zhǎng)足的進(jìn)展，尤其是抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗研制方面，2018年，巴西已經(jīng)有兩例抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗投入商品化生產(chǎn)。然而，由于國(guó)內(nèi)有關(guān)轉(zhuǎn)基因基礎(chǔ)薄弱、安全性方面的爭(zhēng)論、政策的不確定性，致使我國(guó)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程進(jìn)展緩漫，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比依然有明顯的差距，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

4.1 轉(zhuǎn)基因基礎(chǔ)研究還有待于加強(qiáng)

我國(guó)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘蔗的基礎(chǔ)研究還是相對(duì)薄弱:首先甘蔗遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)體系還需加大研發(fā)力度，通過(guò)優(yōu)化愈傷、誘導(dǎo)與分化等重要環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效率，不斷完善已有的轉(zhuǎn)化方法，開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)基因新技術(shù)、新方法，解決轉(zhuǎn)化效率低、受體基因型依賴性強(qiáng)、轉(zhuǎn)化周期長(zhǎng)等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化和流水線式的高效廣譜甘蔗轉(zhuǎn)化技術(shù)體系；其次轉(zhuǎn)基因甘蔗的多抗蟲(chóng)性狀還有待加強(qiáng)，通過(guò)構(gòu)建大容量多元表達(dá)載體及多基因轉(zhuǎn)化技術(shù)，導(dǎo)入多抗蟲(chóng)聚合基因培育多抗性高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全的轉(zhuǎn)基因甘蔗；最后轉(zhuǎn)基因甘蔗的安全性尚需提升，通過(guò)選擇更安全標(biāo)記基因、甚至無(wú)選擇標(biāo)記、或采用雙T-DNA載體結(jié)構(gòu)等多項(xiàng)技術(shù)，全面提升轉(zhuǎn)基因甘蔗的安全性。最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因甘蔗的高效、安全和規(guī)?；歉收徂D(zhuǎn)基因研究的發(fā)展趨勢(shì)。

4.2 缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因甘蔗技術(shù)體系

由于甘蔗是無(wú)性繁殖作物，目前國(guó)內(nèi)尚未建立起現(xiàn)代甘蔗種業(yè)，且但從外觀上看無(wú)法分辨轉(zhuǎn)基因甘蔗與傳統(tǒng)品種的差別，因此轉(zhuǎn)基因甘蔗商業(yè)化后必然會(huì)遇到品種的假亂雜現(xiàn)象，而中國(guó)小規(guī)模農(nóng)戶種植形式和傳統(tǒng)物權(quán)法中“一物一權(quán)”觀念將無(wú)法理清轉(zhuǎn)基因甘蔗所涉及的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。因此，中國(guó)在批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因甘蔗商業(yè)化種植前必須先明確其產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，推進(jìn)轉(zhuǎn)基因甘蔗的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化水平，保障轉(zhuǎn)基因甘蔗基因資源的完整性，為中國(guó)轉(zhuǎn)基因甘蔗產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展提供必要的保障。

4.3 缺乏完整的轉(zhuǎn)基因甘蔗安全管理體系

構(gòu)建轉(zhuǎn)基因甘蔗的安全管理體系對(duì)轉(zhuǎn)基因甘蔗的商業(yè)化應(yīng)用最為重要，針對(duì)轉(zhuǎn)基因甘蔗而言，其中最關(guān)鍵的就是轉(zhuǎn)基因甘蔗信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。完整的轉(zhuǎn)基因甘蔗信息數(shù)據(jù)庫(kù)能夠保障對(duì)轉(zhuǎn)基因甘蔗從生產(chǎn)源頭到消費(fèi)終端之間的各個(gè)環(huán)節(jié)的全面追蹤溯源，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因甘蔗在產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中可控制性和可監(jiān)督性，同時(shí)也能夠確保相關(guān)法律法規(guī)、產(chǎn)權(quán)信息和市場(chǎng)信息的公開(kāi)化。根據(jù)葉頡等［2］發(fā)表的論文，轉(zhuǎn)基因甘蔗信息數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)收錄以下4個(gè)方面的信息:轉(zhuǎn)基因甘蔗生物學(xué)特性等相關(guān)信息、轉(zhuǎn)基因甘蔗環(huán)境安全評(píng)價(jià)信息、轉(zhuǎn)基因甘蔗品種的分子特征、支撐上述有關(guān)信息的參考文獻(xiàn)等。

4.4 轉(zhuǎn)基因甘蔗政策法規(guī)體系還有待于進(jìn)一步優(yōu)化

轉(zhuǎn)基因甘蔗的開(kāi)發(fā)利用周期長(zhǎng)，政策風(fēng)險(xiǎn)高，對(duì)于政策法規(guī)有著超強(qiáng)的依存性。目前，盡管中國(guó)在《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》中規(guī)定了轉(zhuǎn)基因生物的安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，然而各種生物的生物學(xué)特性的差異、生長(zhǎng)、繁殖或種植、生產(chǎn)加工條件等各個(gè)環(huán)節(jié)都有其獨(dú)特性，因此即便是同屬于一個(gè)等級(jí)的生物，其產(chǎn)品的安全性也明顯不同。此外，就轉(zhuǎn)基因甘蔗而言，考慮的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括轉(zhuǎn)基因甘蔗品種的審（鑒、認(rèn)）定標(biāo)準(zhǔn)、轉(zhuǎn)基因甘蔗種植與加工、產(chǎn)品銷(xiāo)售相關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)基因甘蔗產(chǎn)品的基因成分檢測(cè)，有關(guān)元件如內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)基因的篩選與鑒定、相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)等，只有這樣才能在保證安全和可控的前提下進(jìn)行轉(zhuǎn)基因甘蔗商業(yè)化應(yīng)用，達(dá)到促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和保證環(huán)境安全、產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的多重目標(biāo)［81］。

4.5 轉(zhuǎn)基因甘蔗科普宣傳有待進(jìn)一步加強(qiáng)

公眾是轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其產(chǎn)品的最終消費(fèi)者，對(duì)于甘蔗而言，消費(fèi)者食用的是其加工產(chǎn)品蔗糖，經(jīng)過(guò)高溫和多次結(jié)晶后所生產(chǎn)的蔗糖，是不含甘蔗所有基因及其表達(dá)蛋白成分的，當(dāng)然外源基因或基因表達(dá)的蛋白成分也不例外。所以只要相關(guān)知識(shí)科普到位，公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因甘蔗的應(yīng)用推廣及其產(chǎn)品的接受程度是較其他直接食用的作物要高。因此需要政府、科研機(jī)構(gòu)、高等院校等，定期開(kāi)展轉(zhuǎn)基因科普宣傳、介紹轉(zhuǎn)基因相關(guān)知識(shí)并公開(kāi)與轉(zhuǎn)基因甘蔗相關(guān)的安全評(píng)價(jià)及監(jiān)管情況資料，提高社會(huì)公眾對(duì)于轉(zhuǎn)基因甘蔗的認(rèn)知水平。