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转基因鱼类的生态安全评估 0 转基因鱼的生态安全评估 自1985年中国科学家zhu等人在世界上创造第一位转世鱼以来，许多国家也在逐步研究和取得了一些成果。经特定遗传改良后,转入生长激素(Growth Homone,GH)基因能加快鱼的生长速度,缩短上市时间,而其他相关基因的转入可使鱼在饵料转化效率、抗冻耐寒和抗疾病能力上得到有效提高。这些研究结果显示出:利用基因工程技术为水产业开发品质优良新品种的优越潜力。然而,转基因鱼在推广过程中仍然面临着两大问题,一个是转基因的食品安全问题;另一个是转基因动植物可能引发的生态安全问题。与陆生动物不同,鱼类生境为水体、易扩散、难跟踪捕获,加上通常繁殖量大,一旦转基因鱼进入天然水体与野生种或近缘种交配繁殖,可能造成基因污染。另一方面转基因鱼在某一方面可能具有优势的特征,有可能形成优势种群对天然水域中的原著种造成威胁,甚至导致某些原著种群的灭绝。因此,进行转基因鱼的生态风险评估及其对策研究显得尤为重要。 个案分析是目前对转基因生物生态安全评估普遍遵循的原则,认为即使转入同一种外源基因的不同生物须逐个进行安全性审查,同一种生物转化不同的基因也需要逐个进行审查。这一原则立论的依据就是表型与环境的相互作用会影响最终的生态效应,同一种生物对不同的外源基因的反应不同,对最终将产生的影响也会有所不同。虽然世界上已经有超过30种鱼进行了转基因研究,但进入生态安全评估的只有几种转生长激素(GH)基因鱼和转荧光蛋白基因的观赏鱼。目前转基因鱼的生态安全评估都是采用单因子分析策略进行的,即通过比较转基鱼与野生型鱼在摄食、生长、行为、环境耐受、生殖能力等诸多性状的差别,来探讨和评估转基因鱼释放或逃逸到自然水体后的生态风险。但是,迄今仍无完善的理论和成熟的方法来对转基因鱼的生态安全进行全面的评价。 1 生态安全的内涵 从生态系统的角度定义生态安全是指一个生态系统的结构是否受到破坏,生态功能是否受到损害。“生态安全”的显性特征是生态系统所提供的服务的质量或(和)数量的状态。“生态安全”包含两重含义:一是生态系统自身是否安全,即自身结构是否受到破坏;二是生态系统对于人类是否安全,即生态系统所提供的服务是否满足人类的生存需要。 2 我国对转移鱼类生态风险评价的研究 2.1 基因污染程度 目前有关转基因鱼的生态安全相关的研究不是很多,熊晶等用人工隔离的湖泊研究转“全鱼”GH基因黄河鲤对水生态环境的影响,投放转基因鲤1年后,发现大型底栖动物物种组成、丰度和多样性指数均出现不同程度下降,推测是由于转基因鱼与对照鱼在捕食压力和摄食选择偏好上的差异造成的。但是因为人工饲养的这些鱼的生长及繁殖是在一个相对隔离的环境中进行的,食物供应充足且没有捕食者,当其释放到环境较差的野生环境中时,生存竞争能力会减弱。 任何外来基因或物种都会对野生种群产生或多或少的影响,在转基因植物方面,Quist等报道了转基因玉米对墨西哥玉米起源中心的基因污染问题,但是目前还没有转基因植物花粉漂移到近缘物种改变远缘杂交的习性的报道。转基因鱼目前尚处于实验阶段,未大规模释放到自然水体中,对野生种的基因污染问题难以准确测定,但相对于植物花粉能通过风、昆虫、鸟和一些野生动物传播,鱼类的基因传播媒介要少,推测基因漂移甚至污染的危害也相应要小,且天然野生鱼群体拥有的复杂巨大的遗传资源背景,也可能减轻或稀释转基因的影响。虽有研究发现混有不同比例转大麻哈鱼生长激素基因鲤亲本的子一代随着转基因鱼亲本比例上升,子代群体中的遗传分化度增大,基因流下降。转基因鱼逃逸后对野生种群的影响是随着逃逸数量增大而增大的。但进一步将转基因对物种的基因污染程度与杂交相比发现,大麻哈鱼生长激素转基因鲤鱼在较低比例混入天然野生鲤鱼群体时,对普通群体的基因污染程度是微乎其微的,较高比例混入时稍有升高,但均远远低于杂交鲤对野生群体基因污染程度,认为转基因生物与外来生物入侵相比造成的危害并不明显。所以为尽可能减少基因污染,保护物种原有的基因库的稳定,当其被允许进入大规模养殖时,还是应当做好严密的防护措施,防止高比例的转基因鱼逃逸到野生群体中而对野生群体的基因库造成污染。 2.2 转gh基因鱼逃逸对转鱼的食性和耐受力 适合度总的来说包括生存力和繁殖力两个方面:研究发现转GH基因银大麻哈鱼幼鱼的临界游泳速度只是相同大小对照鱼的1/2,成鱼的临界游泳速度也显著低于对照鱼,而对转“全鱼”GH基因黄河鲤的游泳速度的观测也发现其绝对临界游泳速度和相对临界游泳速度的平均值分别比对照鱼要低22%和24%,而游泳能力能影响鱼类的食物获取、寻找配偶、逃避被捕食,这些因素是决定鱼类在自然环境中生存和扩散的关键;转GH基因银大麻哈鱼捕食死亡率显著高于对照鱼,转GH基因银大麻哈鱼和转“全鱼”黄河鲤幼鱼及成鱼逃避被捕食的比例都要显著低于对