转基因耐除草剂作物的历史、现状及展望(2)

　　来自土壤细菌  Streptomyces  hygrascopicus  的  bar  基因也是最初选出的遗传转化标识基因之一，该基因通过乙酰化使草铵膦失活，从而使植物对其产生抗性。许多作物都已成功地用这种基因进行了改造，然而，1997年以来美国只引进了耐草铵膦油菜、玉米和棉花，1995年耐草铵膦油菜在加拿大种植。

2  现状

2.1  现有产品

　　迄今为止，只有5种转基因用于商品化的耐除草剂作物：CP4、GOX  和突变玉米  EPSPS  用于耐草甘膦，编码腈水解酶的基因用于耐溴苯腈，bar  基因用于耐草铵膦。在与带有这些基因的耐除草剂作物一起使用的3种除草剂(溴苯腈、草甘膦和草铵膦)中，只有草甘膦对杂草治理产生了强烈冲击。随着耐溴苯腈作物退出市场，目前只有4种转基因和2种除草剂正在和耐除草剂作物一起使用。

　　耐草甘膦大豆自进入美国以来种植面积连年增长，现已达到大豆种植面积的80％以上，耐草甘膦棉花约占60％(图1)。另外，2003年美国约有75％的油菜面积种植了耐草甘膦品种。草甘膦在这些作物中以经济而简单的方式提供了良好的杂草治理。在玉米上采用的速度不快(2004年约占18％)，因为其经济上的优越性还不明显。由于甜食行业对接受来自转基因作物的食糖心存疑虑，所以耐草甘膦甜菜虽然早已问世，但尚未在北美种植。类似这些方面的担忧使有关公司2004年作出决定，不提出允许耐草甘膦小麦商品化生产的请求。

　　耐草甘膦作物已使草甘膦的使用有了很大增长。草甘膦专利已于2000年到期，此后草甘膦的各种盐及其制剂的工业化生产迅速扩大。草甘膦非专利产品引起的竞争导致草甘膦价格下降，从而使得采用耐草甘膦作物更加经济。棉花、大豆田用的除草剂生产商通过降低产品价格来进行抵制，有可能进一步加速农药行业的横向整合。较低的利润以及占据大豆市场份额的难度，已使发现和工业化开发新除草剂的努力大大减少。与开发新除草剂相比，人们更优先考虑为现有除草剂寻找新的专门市场，尤其是将这些产品与草甘膦复配。显然，耐草甘膦作物已经对杂草治理和除草剂工业产生强烈的冲击。

　　与耐草甘膦作物相比，对耐溴苯腈和耐草铵膦作物的影响较小，这可能是因为经济上的优越性没有那么突出。对棉花而言，除了一些特别依赖溴苯腈防除杂草的地区之外，耐溴苯腈的品种从未达到10％的市场份额。耐溴苯腈和耐草铵膦技术由同一家公司拥有，目前耐溴苯腈作物已被撤出市场。

　　以上主要是北美的情况，表3则概要提供了当前全世界对耐除草剂作物的管理许可状况。登记的品种并不一定商品化，就如耐除草剂甜菜那样。有些情况下，在登记和实际应用之间会间隔很长时间。而在阿根廷和巴西，耐草甘膦大豆最近刚刚获得批准，其种植面积迅速增长，在阿根廷已接近100％。在乌拉圭和墨西哥都种植了耐草甘膦大豆，南非也有少量种植。在欧洲，虽然种植耐除草剂作物也在一些国家得到批准，但除了罗马尼亚种植耐草甘膦大豆之外，其他国家的进展速度几乎为零。

　　总之，在引进耐除草剂作物之后的10年中，这项技术的采用主要仅限于3种作物：大豆、棉花和油菜，其中以耐草甘膦作物在市场上占支配地位，主要集中在北美地区以及南美的阿根廷和巴西。我国虽然也很重视农业生物技术方面的研究和投入，但目前真正实现大面积商品化生产的主要是转基因抗虫棉，对于转基因耐除草剂作物还只是处于研究和试验阶段。

2.2  开发新的耐除草剂作物的可能性

　　确实存在能使作物对大多数除草剂类型具有抗性的基因，而且通过基因重组(  gene  shuffling  )已经产生了一种能使作物耐草甘膦的新的基因。许多这样的基因已获得专利，并投入了相当大的努力来开发带有某种转基因的耐除草剂作物。然而，除了草铵膦和草甘膦之外，目前在耐其他除草剂的作物商品化方面几无建树。对于新的耐除草剂作物(新作物或新除草剂)商品化的管理许可数目在1999年之后明显下降(图2)，而这种趋势与美国所有其他性状的转基因作物相比没有太大的区别。1999年以来，在商品化的耐除草剂作物名单中没有增加新的品种。EPA  关于耐除草剂作物田间试验的申请占转基因作物的比例保持在20％～30％。由许多因素造成的成本高、开发时间长、风险大，是生物技术行业在开发和销售新的耐除草剂作物方面保持沉默，从而使开发引进速度减慢的主要原因。

2.3  环境影响

　　早期的反对者对耐除草剂作物的主要批评之一是有可能导致过多使用和依赖除草剂，并有研究支持关于除草剂用量随着耐除草剂作物种植面积的扩大而增加的观点。然而，似乎有更多的研究支持相反的预测，即认为除草剂用量并没有太大变化。这些研究认为，耐除草剂作物中除草剂的用量(单位面积使用量)与传统作物相比并无明显区别。溴苯腈、草甘膦和草铵膦都不是低用量除草剂，但当它们用于耐除草剂作物时，通常能代替一些其他除草剂。其他有些除草剂经常在未知草害程度时用于种植前或播后芽前预防性处理，而这3种除草剂都是叶面施用的芽后除草剂，可用于实际需要的时间和地点。草甘膦成本降低以及更多的天然抗性杂草迁移到耐草甘膦作物田中，最终可能导致草甘膦的用量更大。

　　草甘膦和草铵膦具有某些健康和环境方面的优点，通常认为这两种化合物在毒理学方面比它们所取代的许多除草剂更为友好，而且有较短的土壤半衰期，不容易渗入地下水或地表水。对环境最重要的直接影响是喷雾的草甘膦对非靶标植物的漂移，这是所有叶面施用的除草剂都存在的问题。在英国，对耐除草剂作物进行的农场规模的评价发现，在耐灭生性除草剂的作物中，杂草防除过于完全，有时未给天然动物群留下足够的草料，从而减少了生物多样性。这些研究结果为支持或反对耐除草剂作物的双方都提供了论据。   (责任编辑：泉水)

搜索

热门标签:

转基因耐除草剂作物的历史、现状及展望(2)