番木瓜生物技术育种研究进展_寇建平，贾瑞宗，赵辉编_9787511628978

　　通过《番木瓜生物技术育种研究进展》总结转基因番木瓜问世以来的各种思考和争论，我们可以理性的思考并逐个验证使得每一个问题得到有效的解答，这种理性的讨论将有助于我们的转基因作物的理解。总结起来有以下几点：①转基因抗病毒番木瓜产生多方面的效益如经济效益，园艺效益，病毒流行控制效益，环境效益，农业效益和社会效益。②人们提出很多有关转基因抗病毒番木瓜的生物安全问题。③通过将近20年广泛的生物安全评估，人们逐渐地认识到这个转基因抗病毒作物真是本质，并为大家展示了一个关于诸如：异壳体化，重组，协同，非靶标，食品安全，过敏性等话题讨论的平台，并*终确定一致的认可。④风险评估是有必要的。以单个事件逐一评估的原则而产生的评估数据将为政策制定者提供*重要理论支撑。

　　自从1985年转基因番木瓜在美国农业部立项，再到1998年成功获得世界上第一例允许商业化生产的转基因番木瓜，到2016年转基因番木瓜在各个种植区内广泛种植（85%），近20年时间里，关于转基因番木瓜的生物安全问题常常被挤到聚光灯下，然后随着一个又一个顾虑的消除而又慢慢淡出民众的视野。本书回顾了转基因番木瓜的研究历史，并对转基因番木瓜的争议和争议的合理解答进行系统回顾：重点分析以科学为前提的生物安全问题，诸如：异壳体化病毒，重组，，合成，基因飘移，对非靶标生物的影响，食品安全以及各种可能的致敏性问题。本书同时也集中归纳和讨论人们关于转基因番木瓜对环境和人类健康的顾虑和此类问题的逐一解答的过程。为我国发展自主知识产权的转基因番木瓜提供理论支持。
　　本书共分四个部分：第一部分番木瓜概述，主要介绍了番木瓜的起源、驯化和生产，番木瓜的生物学特性和番木瓜的表型和遗传多样性。第二部分介绍了番木瓜生物技术育种技术和方法，包括番木瓜转化体系、转基因番木瓜的PMI/MAN筛选系统、番木瓜转化绿色荧光蛋白可视化筛选标记和番木瓜快繁生根技术。第三部分介绍了番木瓜生物技术育种研究进展，介绍了世界第一个商业化转基因番木瓜、台湾转基因番木瓜、佛罗里达番木瓜新品种的选育、番木瓜超强病毒株解决方案，控制番木瓜环斑病毒病的基因技术以及番木瓜根腐病生物技术育种。第四部分转基因番木瓜生物安全评价案例分析，将集中回顾转基因番木瓜的营养成分、转基因番木瓜生物安全评估、转基因番木瓜致敏组学、转基因番木瓜田间评价、转基因番木瓜食品安全性评价和环境释放许可证申请案例分析，并在最后举例介绍了转基因番木瓜对于农民的影响。
　　转基因番木瓜商业化之后的争论持续近20年。随着一个个问题和顾虑的提出和最终完美的解答，让许许多多的科学工作者、社会工作者、政策制定者和消费者获得了理性的科学知识。过去20年的争论里最主要集中在抗病毒转基因植物环境风险问题。将一个不能正确表达的病毒外壳蛋白基因转入番木瓜中赋予了夏威夷番木瓜的抗病毒性，被人们将话题转为“植物表达病毒基因所带来的风险问题”。转基因番木瓜抗病原理在美国许多作物上已经广泛采用，如：南瓜，番木瓜，李子，葡萄和甜菜等。当然人们并不了解这些抗病毒的机理是通过组成性表达病毒一部分序列而启动了抗病毒RNA沉默途径使得入侵的病毒不能够复制而使得病毒的群体下降。实际上在没有转基因番木瓜之前，人们～直食用含有番木瓜环斑病毒的番木瓜，而且是事实表明市场上销售的传统番木瓜中的PRSV含量远远高于转基因番木瓜中的CP蛋白的含量。
　　抗病毒植物的生物安全——异壳体化（Heteroencapsidation）。所谓的异壳体化就是一个病毒的基因组DNA被另外一个病毒的外壳蛋白包被组装成病毒粒子。这一现象经常发生在自然界中同时被多个病毒侵染的植物组织上。转基因植物异壳体化的可能性就转变成为了植物表达的病毒外壳蛋白而不是另外一个病毒的外壳蛋白。通常来讲病毒的外壳蛋白决定侵染力、致病性、传播媒介特异性等信息，也就是说病毒的属性可能发生变化。例如，原本不能有某种传播媒介传播的病毒通过异壳体化后变的能够通过某种传播媒介传播，或者一个病毒由于异壳体化导致可以侵染原来不是它的宿主的植物。这些科学的思考其实早就被科学家一一的解答，并最终证明自然中存在的这一现象是安全的。简单来讲，无论病毒被何种外壳蛋白所包被，其病毒基因组DNA/RNA并没有改变，而异源外壳蛋白不能遗传：由异壳体化形成的病毒颗粒的后代会变成原始的病毒颗粒。通过对病毒的外壳蛋白或者依赖于RNA的RNA复制酶（RdRp）等不同元件在植物内表达的研究表明异壳体化并不能发生。另外，番木瓜商业化种植以来没有非预料的新病毒爆发。
　　抗病毒植物的生物安全——重组（Recombination）。重组来源于两个有显著区别的病毒的遗传物质在病毒复制时发生交换。病毒的重组也可能发生在转基因目的片段的转录和入侵病毒的复制期间。根据这一假设重组的新病毒将含有转基因片段和入侵病毒的其他部分。这样的病毒可能具有遗传性并能够传到子代中。重组的病毒可能具有区别父母本的其他特性诸如改变传播媒介的特异性，扩大宿主范围，增强致病性等。关于病毒重组的话题也被广大病毒学家进行深入讨论。严格的筛选压力强重组病毒可以发生恢复的重要因素。较高的筛选压力也会增加病毒的重组几率，但是相反低、或者没有筛选压力的条件下很难发生重组。到目前为止还没有发现转CP基因的植物存在重组现象。在法国一个葡萄庄园连续三年的实验证明转基因植物不能够促进或者有助于提高葡萄扇叶病毒的分子多样性。总之，在自然条件下转目的基因和病毒之间很难发生显著重组。
　　抗病毒植物的生物安全——伴随着花粉飘移的基因飘移。生物安全中的另外一个重要的事件就是基因飘移，对转基因抗病毒的作物而言，野生近缘种可以通过花粉漂移来获得宿主的基因或者转目的基因，而且在他们的后代表达转目标基因。对这个问题大家通常有两个顾虑：①基因飘移可能导致杂草化的野生种进化并发展到难以控制并最终破坏自然生态系统；②影响野生种群体的遗传多样性和增加野生种灭绝的风险。花粉漂移在主要农作物中都有详细的描述。然而在对多个商业化的作物（转CP的番木瓜，转CP的南瓜，转CP的甜菜）的分析发现：病毒和抗病毒的特性并没有影响野生种的多样性，也没有使得获得转CP的野生种具有更强的竞争性和入侵性。
　　抗病毒植物的生物安全——协同效应（Synergism）。协同效应在这里特指转基因作物表达的病毒蛋白和其他人侵的病毒互作导致更为严重的症状和增加病毒的毒力。根据这一理论人们推测转基因抗病植物可以抵御同源病毒但是对于能够形成协同效应的异源病毒无能为力，使得入侵病毒更具毒力和甚至影响传播范围。但是随着下一代的传播这种协同效应自然就不存在了。同时协同效应并没有改变现有的病毒或者产生新的病毒，所以说这种产生生物安全的风险也是很小的。
　　抗病毒植物的生物安全——对非靶标生物的影响。转基因抗病毒作物会潜在地影响如昆虫媒介等非靶标生物的多样性。同时转基因植物病毒基因也可以通过基因的水平转移让土壤微生物获得选择优势。然而许多的实验证据表明这种影响也是有限的。转基因李树（含有PPVCP基因）对节肢动物和蚜虫均没有明显的影响，转基因番木瓜对土层里面的放线菌也没有显著影响。总之，还没有关于转基因抗病毒植物对非靶标生物产生危害的报道。
　　抗病毒植物的生物安全——食品安全和致敏性。生物安全的最后一个问题也是人们讨论最多的问题一食品安全和致敏性。致敏性对人的健康而言就是转基因植物表达病毒蛋白而产生潜在的致敏性的风险。由病毒序列衍生出来的转基因蛋白如果其氨基酸序列与已知致敏原的序列一致，就有可能IgE产生免疫反应。这样就会使转基因作物作为新食物，通过接触或吸入过敏等形式影响健康。诸多实验表明转病毒蛋白植物并没有产生致敏性风险。在转基因番木瓜商品化之前，人们消费的传统番木瓜里面就含有大量的病毒蛋白也从来没有致敏性的报道；甚至通过传统的抗病毒管理措施一交叉保护（向番木瓜上接种弱化的PRSV达到抗病的效果）也没有致敏性案例的报告。
　　通过本书总结转基因番木瓜问世以来的各种思考和争论，我们可以理性的思考并逐个验证使得每一个问题得到有效的解答，这种理性的讨论将有助于我们的转基因作物的理解。总结起来有以下几点：①转基因抗病毒番木瓜产生多方面的效益如经济效益，园艺效益，病毒流行控制效益，环境效益，农业效益和社会效益。②人们提出很多有关转基因抗病毒番木瓜的生物安全问题。③通过将近20年广泛的生物安全评估，人们逐渐地认识到这个转基因抗病毒作物真是本质，并为大家展示了一个关于诸如：异壳体化，重组，协同，非靶标，食品安全，过敏性等话题讨论的平台，并最终确定一致的认可。④风险评估是有必要的。以单个事件逐一评估的原则而产生的评估数据将为政策制定者提供最重要理论支撑。
　　本书的成稿得到了中国热带农业科学院热带生物技术研究所的鼎力资助，也获得众多番木瓜生产企业合一线生产技术人也大力支持。在此，一并致以诚挚的感谢！由于成稿的时间较短，作者的水平有限，难免有错漏之处，恳请广大读者朋友批评指正。

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