项目编号： 项目类别：

农业转基因生物安全评价

申 报 书

项目名称：转 cry1Ab/Ac 基因抗虫杂交稻组合 Bt 汕优 63

在湖北省生产应用的安全证书

申请单位：华中农业大学

申请日期：2008 年 10 月 31 日

中华人民共和国农业部制

农业转基因生物安全评价

申 报 书

项目名称：转 cry1Ab/Ac 基因抗虫杂交稻组合 Bt 汕优 63 在湖北省生产应用

的安全证书申请单位：华中农业大学

申 请 人：

地 址：湖北省武汉市洪山区狮子山街特 1 号

邮政编码：430070

电 话：

传 真：

E-mail：

填报日期： 2008 年 10 月 31 日

填 写 说 明

1、在填写申报书之前，应认真阅读《农业转基因生物安全管理条例》、《农业转基因生物安全评

价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》等有关法规，了解相关的要求、标准和技术规

范。

2、此申报书同样适用于实验研究和中间试验的报告，但名称分别改为“农业转基因生物试验研

究报告书”和“农业转基因生物中间试验报告书”，有些不适用的条款可以不用填写。例如：实验研

究的报告书就不用填写试验方案。

3、申报书内容应当包括以下部分：目录、申请表、项目内容摘要、工作目的和意义、国内外相

关研究的背景资料、农业转基因生物安全评价、试验方案、相关附件资料、申报单位农业转基因生

物安全小组审查意见、申报单位审查意见、所在省（市、自治区）的农业行政主管部门的审查意见。

填写申请表时，申请实验研究、中间试验、环境释放和生产性试验按表 2 填写；申请农业转基

因生物安全证书按表 3 填写。

申报书中安全评价、试验方案和相关附件资料部分依照附录 I、II、III 要求逐条填写。

4、申报书应当用中文填写，一式十份，一律使用 A4 纸，正文用小四宋体打印，标准字间距和

单倍行距，并提供软盘或光盘。对于不符合要求的申报书，不予受理。

5、申请者可以注明哪些资料属于机密并说明理由。

6、对于已批准过的环境释放或生产性试验，在试验结束后，若同一转基因生物在原批准地点以

相同规模重复试验，在申报时“安全性评价”部分可省略。

7、受理时间：每年三次，截止日期分别为 3 月 3１日、7 月 31 日和 10 月 31 日。

目 录

一、申请表

二、项目内容摘要

三、工作目的和意义

四、国内外研究的相关背景资料

五、安全性评价

六、相关附件资料

附件 1 Bt 汕优 63 安全评价综合报告

附件 2 目的基因的核苷酸序列及其推导的氨基酸序列

附件 3 目的基因与载体构建的图谱

附件 4 目的基因与植物基因组整合及其表达的分子检测或鉴定结果（PCR 检

测、Southern 杂交分析、Northern 或 Western 分析结果、目的基因产物

表达结果）

附件 5 转基因性状及其产物的检测和鉴定技术

附件 6 中间试验、环境释放和生产性阶段试验总结报告

附件 7 该类转基因植物国内外生产应用概况

附件 8 田间监控方案，包括监控技术、抗性治理措施、长期环境效应的研究方法

等。

附件 9 相关环境安全检测报告

1 Bt 汕优 63 对靶标害虫、非靶标生物和生物多样性的影响（福建省）

2 Bt 汕优 63 对靶标害虫、非靶标生物和生物多样性的影响（安徽省和湖北省）

附件 10 相关食用安全检测报告（技术报告为商业保密资料）

1 华恢 1 号理化检测报告（No.070251A）

2 华恢 1 号理化检测报告（No.070251B）

3 明恢 63 理化检测报告（No.070252A）

4 明恢 63 理化检测报告（No.070252B）

5 华恢 1 号理化检测报告（No.070253A）

6 华恢 1 号理化检测报告（No.070253B）

7 明恢 63 理化检测报告（No.070254A）

8 明恢 63 理化检测报告（No.070254B）

9 华恢 1 号理化检测报告（No.070255A）

10 华恢 1 号理化检测报告（No.070255B）

11 明恢 63 理化检测报告（No.070256A）

12 明恢 63 理化检测报告（No.070256B）

13 Cry1Ab/Ac 蛋白含量检测报告（No.070259）

14 Cry1Ab/Ac 蛋白小鼠急性毒性检测报告（No.080010A）

15 Cry1Ab/Ac 蛋白热稳定性检测报告（No.080010C）

16 Cry1Ab/Ac 蛋白模拟胃肠道消化稳定性检测报告（No.080010B）

17 华恢 1 号大鼠 90 天喂养试验（No.200704042）

18 华恢 1 号食用安全检测报告（鄂疾控(1999)检字第 20272 号）

保密商业资料声明

本申请书包括许多属于华中农业大学开发并拥有的商业保密资料。华中农业大学依据

《农业转基因生物安全评价管理办法》第三章第二十七条有关规定以及本申请书的说明，

要求对本申请书中涉及商业保密信息的部分进行保密。

一、农业转基因生物安全证书申请表

转 cry1Ab/Ac 基因抗虫杂交稻组合 Bt 汕优 63 在湖北省生产应用的安全证书

项目来源 国家863高技术发展农业生物技术领域中试项目和国家转基因植物研究与产业化开

发专项计划

转

基

因

生

物

概

况

类别 动物 植物√ 微生物 (选√)

转 基 因 生 物 名 称 华恢 1 号

受体

生物

中 文 名 水稻 学 名 Oryza sativa L

分类学地位 籼亚种 安全等级 II 级

目的

基因

名 称 Bt δ－内毒素 供体生物 苏云金杆菌

生物学功能 高抗水稻螟虫等鳞翅目害虫

载 体 pGEM-T 供体生物 噬菌体（M17）

标 记 基 因 潮霉素磷酸转移酶（已去

除） 供体生物 大肠杆菌

报 告 基 因 Lac Z 供体生物 细菌

转 基 因 方 法 基因枪介导法 基因操作类型 1 2 3 (选一)

转 基 因 生 物

安 全 等 级 II 级

转基因生物产

品 安 全 等 级 I 级

试

验

概

况

中间

试验

情况

转基因生物

名称及编号 转 Bt δ－内毒素基因水稻在湖北的中间试验

试验的时间、

地点和规模

试验时间：1999 年 7 月至 2003 年 10 月；试验地点：华中农业大

学试验农场；试验面积：1 亩

环境

释放

情况

转基因生物

名称及编号

不带标记基因的转基因抗虫恢复系水稻华恢 1 号及其杂交组合

TT51 在湖北省的环境释放

批准文号 农基安审字 2000 B -01-055；农基安审字 2001B-01-086

批准时间、地

点和规模

试验时间：2001 年 1 月 1 日至 2002 年 12 月 30 日每年 20 亩，共

40 亩；试验地点：华中农业大学校内试验农场 15.5 亩；荆州地区

农科所 0.5 亩；襄樊地区农科所 0.5 亩；宜昌地区农科所 0.5 亩；

恩施自治州红庙农科所 0.5 亩；沙洋农场农科所 0.5 亩；随州市农

科所 0.5 亩；广水市农科所 0.5 亩；英山县农科所 0.5 亩；东西湖

区农科所 0.5 亩。

生产

性试

验情

况

转基因生物

名称及编号 转 Bt 基因水稻华恢 1 号在湖北省的生产性试验

批准文号 农基安字（2002）第 94 号

批准时间、地

点和规模

批准时间：2003 年 1 月 1 日至 2004 年 12 月 31 日湖北省仙桃市豆

河镇千桥村 6 组 20 亩；湖北省襄樊市襄阳区东津镇秦咀村 6 组 20

亩；湖北省当阳市庙前镇井冈村 8 组 20 亩；湖北省荆门市掇刀区

谭林镇新龙村 3 组 20 亩；湖北省孝感市孝南区闵集村 4 组 20 亩。

两年共计 100 亩。

（续前）

拟申请使用范围(省、

自 治 区 、 直 辖 市 ) 湖北省

拟 申 请 使 用 年 限 5 年

申

请

单

位

概

况

单位名称 华中农业大学 法人代表

地址及

联系方法 湖北省武汉市洪山区狮子山街特 1 号 华中农业大学 邮编 430070

研

制

单

位

概

况

单位名称 法人代表

地址及

联系方法 湖北省武汉市洪山区狮子山街特 1 号 华中农业大学 邮编 430070

主 要 完 成 人

姓名 性别 男 出生年月

学历 博士 专业技术职务 教授

何时何地曾从事何种基因

工程工作

姓名 性别 男 出生年月

学历 博士 专业技术职务 教授

何时何地曾从事何种基因

工程工作

参 与 完 成 人

姓名 年

龄 学历 职称 单 位 在本项目中的分工

博士 教授 华中农业大学作物遗传改

良国家重点实验室

安全性评价的组织

执行

博士 教授 华中农业大学作物遗传改

良国家重点实验室

组织环境释放、生

产性试验

二、项目内容摘要

转 cry1Ab/Ac 基因抗虫杂交稻组合 Bt 汕优 63 是转 cry1Ab/Ac 基因抗虫恢复系华恢 1

号和不育系珍汕 97A 所配的杂交组合。华恢 1 号以明恢 63 为受体材料，转 cry1Ab/Ac

基因后所得的转基因株系 TT51-1 而来，命名为华恢 1 号。该恢复系在培育过程中已将

选择标记基因（潮霉素磷酸转移酶基因 hph）剔除，因此，由抗生素标记基因引起的生

物安全性问题已不存在。华恢 1号的转基因生物安全性评价的中间试验于 1999年至 2000

年在华中农业大学实验农场进行；华恢 1 号及其杂交组合 Bt 汕优 63 的环境释放试验于

2001 年和 2002 在湖北省 10 个不同生态区进行，生产性试验于 2003 年在湖北省的 5 个

生态区进行。所有试验结果一致表明，华恢 1 号及其杂交组合 Bt 汕优 63 抗螟虫效果显

著，丰产和稳产性能突出，且未发现其对周边生态环境和植物等有任何影响。对华恢 1

号和原受体品种明恢 63 进行营养分析比较，两者营养成分基本一致。用华恢 1 号生产

的稻谷进行的动物食用毒理学试验（包括急性毒性试验、三项致突变、传统畸形、三代

繁殖、慢性毒性和致癌试验等）证实：华恢 1 号稻谷对受试的大鼠或小鼠以及它们在任

何一代的胚胎没有急性、进行性或不可逆性毒性和致畸、致癌作用。

2007 年—2008 年由农业部组织了国内权威检测机构（包括农业部转基因植物环境安

全监督检验测试中心（北京）、农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）、农业部转

基因植物环境安全监督检验测试中心（杭州）和中国疾病预防控制中心营养与食品安全

所（北京）四家单位）对华恢 1 号及其杂交组合 Bt 汕优 63 的环境安全和食用安全性进

行了严格的重复检测，检测结果与原检测结果一致。

三、工作目的和意义

无选择标记基因的转基因抗虫恢复系华恢 1 号及其杂交组合 Bt 汕优 63 自 1998 年培

育出来后，已经在湖北省进行了两年中间试验、两年环境释放实验和一年生产性试验。

所有的试验结果一致表明：华恢 1 号所配组合 Bt 汕优 63 对目标害虫（水稻鳞翅目害虫）

具有很强的抗性，同时能有效的保护自然生态环境，提高稻米卫生品质，减少农民对水

稻生产的投入，增强农民种粮的积极性。因此，可以预期杂交组合 Bt 汕优 63 在我国南

方稻区有良好的推广和应用前景。本项目旨在中间试验、环境释放和生产性试验基础之

上，申报抗螟虫杂交水稻恢复 Bt 汕优 63 在湖北省的商业化生产。汕优 63 是国内推广

面积最大品种，具有广泛的生产适应性；抗虫性改良的 Bt 汕优 63 具有巨大的推广应用

价值。

水稻鳞翅目害虫是水稻丰产和稳产的重要限制因子之一，二化螟、三化螟和稻纵卷

叶螟每年给我国水稻生产造成经济损失超过 150 亿元人民币。迄今为止，在中国乃至世

界上尚未发现任何对稻螟虫等鳞翅目害虫具有抗性的稻种资源。过去，对稻螟虫的防治

主要以施用农药为主，但大量农药的施用除了造成严重的残毒污染，还降低稻米的卫生

品质，同时增加农民对水稻生产的投入。因此，种植转基因抗虫杂交稻在我国水稻生产

上将不仅是防止螟虫危害的一种重要策略，而且也是增产保收的一种必要手段。

四、国内外研究的相关背景资料

水稻螟虫等鳞翅目害虫是水稻丰产稳产的重要制约因素之一。迄今为止，尚未发现

任何对稻螟虫等鳞翅目害虫具有抗性的稻种资源。过去，对稻螟虫的防治主要以喷施农

药为主，但大量的农药残毒不仅造成严重的环境污染，而且也使稻米的卫生品质下降，

影响人们的身体健康。另外，由于螟虫幼虫在钻入茎杆之前仅在稻株的外表面停留极短

的时间，所以常规的化学农药对水稻螟虫的防治常常是困难的和无效的。

苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）在上世纪初最早由日本学者 Ishiwata 在感

病的鳞翅目昆虫家蚕体内发现，至今已逾百年。上世纪 20 年代后期，该细菌作为生物

杀虫剂开始生产并用于控制欧洲玉米螟；50 年代已认识清楚它的杀虫活性主要在于其产

胞过程中产生的一种晶体蛋白质，其专一性的对鳞翅目昆虫具有毒杀作用；80 年代，第

一个编码 Bt 毒蛋白基因被克隆，至今为止已对 300 多个结晶性 Bt 毒蛋白基因进行了克

隆及核苷酸测序分析。

苏云金芽孢杆菌从发现、研究和生产利用已逾百年，Bt 内源毒蛋白对靶标害虫具有

高度的专杀性，易于在环境中降解，且无任何残留等优点都是普通化学杀虫剂所无法比

拟的。至今为止未曾见 Bt 毒蛋白对环境以及除鳞翅目、鞘翅目和双翅目以外的昆虫、

哺乳动物、鸟类等具有不良反应或毒害作用的报道。

近年来，国际上通过转基因技术赋予植物对昆虫的抗性已经在烟草、番茄、棉花、

马铃薯、玉米、水稻和油菜等作物上获得成功，其中，转 Bt 基因棉花和玉米等先后在

美国、加拿大、阿根廷、巴西等国家大面积推广应用，都取得了保产增收作用。如全球

转基因作物种植面积从 1996 年的 170 万公顷增加到 2007 年的 1.143 亿公顷，12 年间增

加了 67 倍。2007 年，转 Bt 基因抗虫作物的种植面积超过 3400 万公顷。2007 年转基因

作物全球面积应用比率，大豆达到 64%，棉花 43%，油菜 20%，玉米 24%，水稻仅在

伊朗被批准商业化种植。目前，Bt 抗虫性状得到应用的转基因作物主要有 Bt 玉米和 Bt

棉花。2007 年中国的 Bt 棉种植面积达到 380 万公顷。

作为水稻生产大国，鳞翅目害虫每年给水稻生产造成重大损失。用 Bt 基因转化水稻

获得的抗虫恢复系及其杂交稻经过 1999 年至 2003 年在我校试验农场的大田中间测试和

在湖北省的环境释放、生产性试验，均未发现转 Bt 基因水稻对环境和对鳞翅目害虫以

外的非目标昆虫、鸟类和哺乳类动物产生任何不良的影响。而其抗鳞翅目害虫性能则十

分突出，尤其是在完全不施化学杀虫剂和高接虫量条件下华恢 1 号及其杂交组合 Bt 汕

优 63 对植株能提供全程保护作用。这些结果可以预见无选择标记基因的抗虫恢复系华

恢 1 号一旦获得安全证书即可作为 Bt 汕优 63 等杂交稻的主要恢复系来应用于生产，同

时该恢复系可以作为优良的 Bt 基因供体资源在杂交稻恢复系和常规稻育种中加以广泛

利用，进而培育出更多优质、高产的新抗虫杂交稻组合，必将为我国的水稻生产和粮食

安全作出重大贡献。

五、转基因植物安全评价

1 受体植物的安全性评价

1.1 受体植物的背景资料：

受体植物栽培水稻是世界主要的粮食作物，一半以上的人口以大米为主食。水稻种

植面积仅次于小麦和玉米，总产仅次于玉米、多于小麦。（FAO，2007）亚洲水稻种植

面积占世界总种植面积的 90%以上，中国水稻总产世界第一位，面积为世界第二位。

1.1.1 学名、俗名和其他名称：

水稻，学名：Oryza sativa L。

1.1.2 分类学地位：

水稻在分类上属于单子叶植物纲禾本科（Gramineae）稻属（Oryza），目前认为属

内有 20-25 个种，不同的分类学家稍有分歧（表 1 范树国等，1998）。其中栽培种有 2

个，即普通栽培稻（Oryza sativa L）或称亚洲栽培稻和非洲栽培稻（Oryza glaberrima

Steud）。普通栽培稻世界各地都有栽培，非洲栽培稻仅西非一带有少量种植。中国已发

现的野生稻有三个种，即普通野生稻（Oryza rufipogon Griff．）、药用野生稻（Oryza

officinalis Wall. ex Watt）和疣粒野生稻(Oryza granulate)。中国的普通野生稻广泛分布于

广东、广西、海南、云南、江西、湖南、福建和台湾等省份。

1.1.3 试验用受体植物品种(或品系)名称：

恢复系明恢 63。明恢 63 是以 IR30×圭 630 杂交，于 1981 年春育成的优良恢复系。

其恢复力强，恢复谱广，配合力好，示范综合农艺性状优良，抗稻瘟病，制种产量高，

是我国目前杂交水稻组合配组中应用广，持续应用时间长，效益显著的优良恢复系。汕

优 63 是恢复系明恢 63 与不育系珍汕 97A 所配杂交组合。该组合具有良好的株叶形态、

丰产性和抗性，作中稻一般每公顷产量为 7500 千克，高产者可达 8250 千克以上，曾经

是我国杂交水稻种植面积发展最快、种植面积最大的组合之一。

1.1.4 野生种还是栽培种：

受体植物水稻是栽培种，属于亚洲栽培稻（Oryza sativa L）中的籼亚种。

1.1.5 原产地及引进时间：

稻属是世界性分布的植物，其中栽培稻有 2 种，即普通栽培稻（Oryza sativa L）或

称亚洲栽培稻和非洲栽培稻（Oryza glaberrima Steud）。普通栽培稻世界各地都有栽培，

非洲栽培稻仅西非一带有少量种植。国内外关于其起源地有多种学说，主要有印度起源

说、喜马拉雅山东南麓起源说和中国起源说。

中国的栽培稻起源于我国的普通野生稻。普通野生稻在我国的分布南起海南三亚

(1809’Ｎ)，北至江西东乡(2814’N)，西自云南盈江(9756’E)，东至台湾桃园(12115’E)。

据已有考古资料和古书记载，我国稻作历史悠久，稻作区域分布广泛。浙江省余姚县河

姆渡遗址和桐乡县罗家角遗址出土了大量炭化栽培稻，分别距今 6000 至 7000 多年；河

南舞阳贾湖新石器时代遗址样品中发现的炭化稻米，距今 8000 多年；湖南澧县彭头山

早期新石器文化遗址发掘出土的稻谷遗存距今约 9000 年；江西万年县仙人洞和吊桶环

遗址水稻的植硅石和湖南道县玉蟾岩遗址的古栽培稻谷粒，距今达 10000 多年。据现有

资料表明，中国的原始稻作是从长江流域向黄河流域传播的。最早记载有关种稻之书有

西汉《汜胜之书》和北魏《齐民要术》。

1.1.6 用途：

栽培水稻的种子可作为人类的粮食，全球半数以上人口以稻米为主食。稻米便于加

工、运输和储藏，是最重要的商品粮之一。稻米的淀粉粒小，易于消化吸收，稻米中还

含有蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等，各种营养成分配合相对比较合理，且可消化率

和吸收率都较高，因此可以作为优良的畜禽饲料。稻谷还是重要的加工、酿造业原料。

米糠可用于提炼糠油。稻草可以用于畜牧业的青贮饲料或干饲料，或用作造纸工业原料、

燃料、生产沼气、还田培肥土壤或直接焚烧等。稻谷产品中各种成分的平均含量见表 2。

表 2 食用稻谷产品中各种成分的平均含量（%）

成分 稻谷 糙米 精米 壳 糠 胚

蛋白质 5.8～7.7 7.1～8.3 6.3～7.1 2.0～2.8 11.3～14.9 14.1～20.6

粗脂肪 1.5～2.3 1.6～2.8 0.3～0.5 0.3～0.8 15.0～19.7 16.6～20.5

粗纤维 7.2～10.4 0.6～1.0 0.2～0.5 34.5～45.9 7.0～11.4 2.4～3.5

粗灰分 2.9～5.2 1.0～1.5 0.3～0.8 13.2～21.0 6.6～9.9 4.8～8.7

有效碳水化合物 63.6～73.2 72.9～75.9 76.7～78.4 22.4～35.3 34.1～52.3 34.2～41.4

淀粉 53.4 66.4 77.6 1.5 13.8 2.1

中性可食纤维 16.4 3.9 0.7～2.3 65.5～74.0 23.7～28.6 13.1

戊糖苷 3.7～5.3 1.2～2.1 0.5～1.4 18.4 8.3 6.4

游离糖 0.5～1.2 0.7～1.3 0.22～0.45 0.6 5.5～6.9 8.0～12.0

木质素 3.4 － 0.1 9.5～18.4 2.8～3.9 0.7～4.1

能量（kJ/g） 15.8 15.2～16.1 14.6～15.6 11.1～13.9 16.7～19.9 －

*注：数据以产品干物质计，稻谷含水量约 14%；数据来源：Juliano & Bechtel, 1985; Nyman et al. 1984;

Dikeman et al., 1981; Kennedy et al., 1974; Houston, 1972.

1.1.7 在国内的应用情况：

中国水稻种植面积约占世界水稻面积的 20%，仅次于印度，居世界第二。稻谷总产

量约占世界稻谷总产的 31%，居世界第一（FAO，2004）。我国水稻种植面积约占粮食

作物播种面积的 1/3，稻谷总产量约占粮食总产量的 40%以上。

1.1.8 对人类健康和生态环境是否发生过不利影响：

水稻被人类长期种植和食用，未见对人类健康和生态环境的不利影响报道。

1.1.9 从历史上看，受体植物演变成有害植物(如杂草等)的可能性：

栽培水稻是高度驯化的重要粮食作物，稻种的延续完全依赖于人类。早在 1846 年

就发现的兼有野生稻和栽培稻特性的杂草稻，实际上亦是普通野生稻和栽培稻经自然选

择，或人工干预而产生的。此外，水稻还是喜温作物不耐寒，在我国的大部分地区不能

自然越冬。我国种植栽培水稻的历史已有一万多年，目前还没有栽培水稻演变成杂草的

报道。由此看来，栽培水稻演化成为有害植物(如杂草等)的风险很小。

1.1.10 是否有长期安全应用的记录。

中国水稻的种植和应用已经有一万多年的历史，迄今为止，尚无水稻生产不安全的

报道或记录。

1.2 受体植物的生物学特性：

1.2.1 是一年生还是多年生：

受体植物栽培水稻为一年生植物，在我国华南稻作区一年可种 2~3 季，华中、西南

地区可种植单、双季，华北、东北、西北地区可种植单季。在适当管理的条件下，某些

处于热带地区的水稻可以多年生。

1.2.2 对人及其他生物是否有毒，如有毒，应说明毒性存在的部位及其毒性的性质：

在正常生长条件下种植的水稻的各部分，包括稻米、花粉、植株等都没有毒性。但

过量和不正确使用农药、或在重金属严重污染土壤条件下生产的稻谷有可能导致稻米中

有毒有害成分超过安全标准。

1.2.3 是否有致敏原，如有，应说明致敏原存在的部位及其致敏的特性：

稻米长期以来作为人类主食，被认为是谷物中不含致敏原或致敏原含量极低的食

品。通常认为，食用稻米不会引起过敏反应。近来研究发现稻米中有几种蛋白质可能与

过敏反应有关，这些蛋白质的分子量分别为 16、26、33 和 56 kDa。其中分子量为 16 kDa

的蛋白质与大麦胰蛋白酶抑制剂和小麦淀粉水解酶抑制剂在氨基酸序列上有同源性，分

子量为 33 kDa 的蛋白质为乙二醛酶 I（Matsuda et al., 1991；Izumi et al., 1992；Usui et al.,

2001）。此外，有研究者曾在米糠中直接分离得到了胰蛋白酶抑制剂，但其浓度极低并

表现出热不稳定性（Tashiro and Maki, 1979）。这些过敏反应大多发生在日本，在我国和

其他国家罕见报道。

1.2.4 繁殖方式是有性繁殖还是无性繁殖，如为有性繁殖，是自花授粉还是异花授粉或

常异花授粉；是虫媒传粉还是风媒传粉：

栽培水稻的繁殖方式主要靠有性繁殖。水稻雌雄同花，着生在茎端的圆锥花序上，

为严格的自花授粉植物，天然异交率 2％左右。虽然水稻花粉可借助风媒传播，但有效

传播距离小于 100 米。

1.2.5 在自然条件下与同种或近缘种的异交率：

在普通栽培稻中有两或三个亚种（型），即粳稻和籼稻、爪哇稻（部分学者认为爪

哇稻是一种热带粳稻）。籼粳稻杂交 F1 为半不育，爪哇稻与籼、粳稻杂交均为可育，少

数出现不育。亚种内各品种杂交正常均可结实（70%以上），但也有少量组合出现不育(如

选育不育系)。普通栽培稻与其祖先普通野生稻杂交多数可育，少量组合不育(如选育不

育系)。受体植物栽培稻在自然界中与同种或近缘野生种的异交授粉率很低，通常为

0.2%-4%。在中国出现的三种野生稻之间因染色体组不同，杂种不育。栽培稻与杂草稻

之间的异交率低于 0.3%（Noldin 等，2002；Zhang 等，2003）。Noldin 等（2002）以转

抗除草剂草胺膦水稻为母本，以黄果壳和黑壳杂草稻为父本的异交率分别为 0.22%和

0.02%，反之以抗性水稻为父本，杂草稻为母本的异交率分别为 0.26%和 0.14%。Zhang

等（2003）也在田间通过分子和表型数据证实一年内除草剂草胺膦抗性从转基因材料到

杂草稻的异交率低于 0.3%。

目前未见栽培水稻与其它杂草杂交可育的报道（胡兆华，1993）。

1.2.6 育性（可育还是不育，育性高低，如果不育，应说明属何种不育类型）：

栽培水稻的大多数品种是可育的。但在自然界或人工条件下可产生不育系，不育类

型大多为花粉败育型。高温、低温、干旱、辐射、化学药物处理等因素均可引起水稻雄

性不育。当然，水稻品种中也存在受遗传控制的不育类型，如受细胞质基因控制的细胞

质不育型，核基因控制的核不育型，以及质核互作雄性不育型（三系杂交稻），温光条

件诱导的核不育型(两系杂交稻)等。

1.2.7 全生育期：

水稻从播种至成熟的天数称为全生育期，短的不足 100 d，长的超过 180 d。水稻生

育期主要由遗传特性决定，但可以随其生长季节的温度、日照长短变化而变化。生产上

所指水稻生育期是指某品种在当地正常水稻生长季节适时播种至成熟的天数。同一品种

在同一地区，在适时播种和适时移栽的条件下，其生育期是相对稳定的，它是品种固有

的遗传特性。同一品种在同一地域，随纬度增高，生育期延长；纬度相近，随海拔增高，

生育期延长；在同一地点，随播期推迟，生育期缩短。华中地区单、双季稻稻作区水稻

的生育期如表 3。

表 3 华中地区单、双季稻稻作区水稻生育期一览表

品种类型 全生育期（天） 播种期 抽穗期 成熟期

早稻 早熟

中熟

迟熟

115 左右

120 左右

125 左右

3 月下～4 月初

3 月下～4 月初

3 月下～4 月初

6 月中

6 月中、下

6 月下～7 月上

7 月中

7 月中、下

7 月下～8 月初

连作

晚稻

早熟

中熟

迟熟

110～115

120 左右

135～140

7 月初

6 月下

6 月中

9 月上

9 月中

9 月中、下

10 月中

10 月中、下

10 月下～11 月上

一季中稻

一季晚稻

135～165

140～155

4 月中～5 月上

5 月中～6 月上

8 月下

9 月下

9 月中、下

10 月中、下

1.2.8 在自然界中生存繁殖的能力，包括越冬性、越夏性及抗逆性等。

受体植物栽培水稻在我国大部分地区可正常开花结实。但在水稻幼穗分化期和抽穗

开花期遇低温（20℃以下）高温（40℃以上）可影响花粉的正常发育，从而降低水稻的

结实率。栽培水稻在海南省南部可通过稻蔸越冬，在我国其它地区一般不能在自然条件

下越冬。

1.3 受体植物的生态环境：

1.3.1 在国内的地理分布和自然生境：

我国稻区分布辽阔，南至海南岛(18°9'N)，北至黑龙江漠河地区(52°29'N)，东至台

湾，西达新疆维吾尔自治区；低至海平面以下的东南沿海潮田，高达海拔 2710m 以上的

云贵高原，均有水稻种植。水稻种植面积的 90％以上分布在秦岭、淮河以南地区，其中

长江三角洲，珠江三角洲，皖中平原，鄱阳湖平原，洞庭湖平原，江汉平原，成都平原

是我国水稻主产区。此外，东北地区包括黑龙江省、辽宁省和吉林省水稻产区，云南、

贵州的坝子平原，浙江、福建沿海地区的海滨平原，以及台湾西部平原，也是我国水稻

的集中产区。各地自然生态环境、社会经济条件和水稻生产状况都有明显差异。我国稻

作区划以自然生态环境、品种类型、栽培制度为基础，结合行政区划，划分为 6 个稻作

区（一级区)和 16 个稻作亚区(表 4)。

表 4 中国水稻种植区划

稻作区 分布地区 稻作亚区 生态气候特征

华南双季稻稻作

区

该区位于南岭以南，包括广东、广西、

福建、海南岛和台湾 5 省(区)。该区稻

作面积居全国第二位，不包括台湾约

占全国稻作总面积的 22％。

Ⅰ1：闽、粤、桂、台平原丘

陵双季稻亚区；

Ⅰ2：滇南河谷盆地单季稻稻

作亚区；

Ⅰ3：琼雷台地平原双季稻多

熟亚区。

≥10℃积温 5800～9300℃，

水稻生产季节 260～365d，

年降雨量 1300～1500mm

以上。品种以籼稻为主，山

区也有粳稻分布。

华中单、双季稻

稻作区

该区位于南岭以北和秦岭以南，包括

江苏、上海、浙江、安徽的中南部、

江西、湖南、湖北、四川(除甘孜外：

八省、市，以及陕西和河南两省的南

部。该区稻作面积约占全国稻作总面

积的 59％，其中的江汉平原、洞庭湖

平原、鄱阳湖平原、皖中平原、太湖

平原和里下河平原，历来都是我国著

名的稻米产区

Ⅱ1：长江中下游平原单、双

季稻亚区；

Ⅱ2：川陕盆地单季稻两熟亚

区；

Ⅱ3：江南丘陵平原双季稻亚

区。

≥10C 积温 4500～6500℃，

水稻生产季节 210～260d，

年降水量 700～1600mm。

早稻品种多为常规籼稻或

籼型杂交稻，中稻多为籼型

杂交稻，连作晚稻和单季晚

稻为籼、粳型杂交稻或常规

粳稻。

西南单季稻稻作

区

该区位于云贵高原和青藏高原，包括

湖南西部、贵州大部、云南中北部、

青海、西藏和四川甘孜藏族自治区该

区稻作面积约占全国稻作面积的 6％。

III1：黔东湘西高原山区单、

双季稻亚区；

III2：滇川高原岭谷单季稻两

熟亚区；

III3：青藏高寒河谷单季稻亚

区。

≥10℃ 积 温 2900℃ ～

8000℃，水稻生产季节

180 ～ 260d ， 年 降 水 量

500～1400mm。水稻类型垂

直分布带差异明显，低海拔

地区为籼稻，高海拔地区为

粳稻，中间地带为籼粳交错

分布区。

华北单季稻稻作

区

该区位于秦岭、淮河以北，长城以南，

包括北京、天津、河北、山东、山西

等省和河南北部、安徽淮河以北、陕

西中北部、甘肃兰州以东地区。该区

稻作面积约占全国稻作面积的 3％

Ⅳ1：华北北部平原中早熟亚

区；

Ⅳ2：黄淮平原丘陵中晚熟亚

区。

≥10℃积温 4000～5000℃，

无霜期 170～230d，年降水

量 580～1000mm，降水量

年际间和季节间分配不匀，

冬春干旱，夏秋雨量集中。

品种以粳稻为主。

东北早熟单季稻

稻作区

该区位于黑龙江以南和长城以北，包

括辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古自治

区东部。稻作面积约占全国稻作面积

的 9％

V1：黑吉平原河谷特早熟亚

区；

V2：辽河沿海平原早熟亚

区。

≥10℃ 积 温 为 2000 ～

3700℃，年降水量 350～

1100mm。稻作期一般在 4

月中下旬或 9 月上旬至 10

月上旬。品种为粳稻。

西北干燥区单季

稻稻作区

该区位于大兴安岭以西，长城、祁连

山与青藏高原以北地区，包括新疆维

吾尔自治区、宁夏回族自治区、甘肃

西北部、内蒙西部和山西大部。该区

稻作面积约占全国稻作面积 1%

Ⅵ1：北疆盆地早熟亚区；

Ⅵ2：南疆盆地中熟亚区；

Ⅵ3：甘宁晋蒙高原早中熟亚

区。

≥10℃ 积 温 2000℃ ～

4500℃ ， 无 霜 期 100 ～

230d ， 年 降 水 量 50 ～

600mm，大部分地区气候干

旱，光能资源丰富。主要种

植早熟粳稻。

（引自周立山，中国农业区划的理论与实践，1993）

1.3.2 生长发育所要求的生态环境条件，包括自然条件和栽培条件的改变对其地理分布

区域和范围影响的可能性：

水稻是喜温、喜光植物，粳稻和籼稻发芽的最低温度分别为 10℃和 12℃，生产上

常把这个温度作为开始播种的最低温度。种子萌发的最适温度为 28～36℃，热带品种偏

高，北方粳稻品种偏低；水稻的根生长的最适土壤温度为 30~32℃，低于 15℃及高于 37℃

时，生长均受阻；叶生长的最适温度 25~32℃，温度高出叶速度快；分蘖发生的最适气

温为 30~32℃，最适水温为 32~34℃，气温低于 20℃或超过 38℃、水温低于 16℃或超

过 40℃均不利于分蘖发生；稻穗分化最适宜的温度为 30℃左右，籼稻日平均温度低于

21℃、粳稻日平均温度低于 17℃会影响幼穗发育，导致结实率降低；水稻抽穗期低温伤

害的温度指标为日平均温度连续 3 d 以上低于 20 ℃（粳）、22 ℃（籼）或 23 ℃（籼型

杂交稻），因此一般以秋季日平均温度稳定通过 20 ℃、22 ℃、23 ℃的终日，分别作为

粳稻、籼稻与籼型杂交稻的安全齐穗期；水稻开花时间为上午 9~12 时，气温高则开花

提前，通常籼稻比粳稻开花早 1~2 小时；水稻花粉的寿命很短，自然条件下放置 3 分钟

生活力降低一半，5 分钟后绝大部分死亡，10~15 分钟基本丧失生活力；抽穗开花期最

适温度为 24~29℃，温度低于 23℃（籼稻）或高于 35℃，花药开裂就要受到影响；灌浆

结实期日平均气温在 21~26℃，昼夜温差大籽粒灌浆速度快，结实率高。

水稻是短日照植物。在适于水稻生长发育的温度范围内，短日照可使生育期缩短，

长日照可使生育期延长。原产低纬度地区的水稻品种感光性强，而原产高纬度地区的水

稻品种对日长的反应钝感或无感。我国南北稻区水稻生育期的日长大致都在 11~17h，诱

导感光性品种形成幼穗的日长一般为 12~14h。人工控制光照条件下 9~12h 促进出穗的

效果最显著。

1.3.3 是否为生态环境中的组成部分：

水稻在我国大面积和长期种植，已经成为生态环境的组成部分。

1.3.4 与生态系统中其他植物的生态关系，包括生态环境的改变对这种（些）关系的影

响以及是否会因此而产生或增加对人类健康和生态环境的不利影响：

水稻作为我国水稻种植区的主要生态组成部分，与其他植物的生态关系属于自然生

态关系，对其他植物没有不利影响，也不会产生对人类健康的不利影响。

1.3.5 与生态系统中其他生物（动物和微生物）的生态关系，包括生态环境的改变对这

种（些）关系的影响以及是否会因此而产生或增加对人类健康或生态环境的不利影响。

水稻作为我国水稻种植区的主要生态组成部分，长期以来已经形成了特有的包含各

种生物群落（动物、植物和微生物）并相对稳定的生态环境，其中较为突出的是依赖于

水稻而生存的各种昆虫群落，如水稻的主要害虫螟虫、稻飞虱等；在稻田土壤淹水条件

下形成的微生物群落等。水稻的种植情况直接影响到这些群落的状况，进而影响周围生

态环境。生产上应用的稻鸭、稻渔（鱼、蟹或虾）等系统就是利用鸭、鱼、蟹或虾来捕

食杂草和害虫，从而有效减少农药使用，明显改善生态环境。与其他农作物生产系统相

比，生态环境的改变对稻田生态系统的影响较小，不会因此而产生或增加对人类健康或

生态环境的不利影响。

1.3.6 对生态环境的影响及其潜在危险程度：

水稻是我国水稻种植区生态环境的重要组成部分，其对生态环境的影响未见明显的

潜在危险。

1.3.7 涉及到国内非通常种植的植物物种时，应描述该植物的自然生境和有关其天然捕

食者、寄生物、竞争物和共生物的资料。

栽培水稻属于国内通常种植的植物物种，未涉及国内非通常种植的植物物种。

1.4 受体植物的遗传变异：

1.4.1 遗传稳定性：

水稻是自花授粉作物，任何性状一经纯合，即可稳定遗传。受体栽培水稻常规品种

自交后代可以稳定遗传；栽培水稻品种杂交后代经过 7~10 代的自交纯合后可以稳定遗

传；杂交组合父母本在一定条件下可以稳定遗传。

1.4.2 是否有发生遗传变异而对人类健康或生态环境产生不利影响的资料：

迄今为止，尚没有任何因栽培水稻发生遗传变异而对人类健康或生态环境产生不利

影响的资料记载。

1.4.3 在自然条件下与其他植物种属进行遗传物质交换的可能性：

目前未见自然条件下稻属植物可与其它植物种属进行遗传物质交换的报道。

1.4.4 在自然条件下与其他生物（例如微生物）进行遗传物质交换的可能性：

在自然条件下，稻属植物不能与其他生物（例如微生物）进行遗传物质交换。

1.5 受体植物的监测方法和监控的可能性：

受体植物栽培水稻属于国内通常种植的植物物种，其形态特征易于辨认。不同品种

可以通过株叶形态、稻穗、颖果特征、以及生长习性等进行鉴别。在特殊情况下，受体

植物可以采用人工拔除或除草剂灭杀。

1.6 受体植物的其他资料

稻属属于禾本科稻亚科，模式种为广泛栽培的亚洲栽培稻。在中国，栽培稻种为亚

洲栽培稻，又分为籼亚种和粳亚种。此外，在南方部分地区零星分布有 3 种野生稻，即

普通野生稻、药用野生稻和疣粒野生稻。对于栽培水稻，较为科学并得到广泛应用的有

以下四种分类系统：丁颖（1958）五级分类系统、程侃声等（1984）五级分类系统、张

德慈（1985）生态地理分类系统和全球栽培稻生态分类系统。其中丁颖的分类系统将栽

培稻分为籼稻与粳稻、晚稻与早稻、水稻和陆稻、粘稻和糯稻。

籼稻和粳稻：籼稻是基本型，粳稻是在较低温度气候生态条件下，由籼稻经过自然

选择和人工选择逐渐演变而形成的变异型。在植物学分类上已成为相对独立的两个亚

种，其亲缘关系相距较远，杂交亲和力弱，杂交结实率低。

晚稻和早稻：籼稻和粳稻中都有晚稻和早稻，它们在外形上没有明显的区别。它们

之间的主要区别在于对光照长短的反应特性不同。晚稻对日长反应敏感，即在短日照条

件下才能进入幼穗发育阶段和抽穗；其感光特性与野生稻相似，因此认为晚稻为基本型。

早稻是通过长期的自然与人工选择逐步从晚稻中分化出来的变异型，对日长反应钝感或

无感，只要温度等条件适宜，没有短日照条件也可以进入幼穗发育阶段和抽穗。中稻对

日长的反应处于晚稻与早稻之间的中间状态，其中的早、中熟品种与早稻相似。

水稻和陆稻：两者的主要区别在彼此耐旱性不同，及其相应地在形态解剖上和生理

生态方面存在一些差别。在籼粳稻的早、中、晚稻中都存在水稻和陆稻。水稻在整个生

育期中，都可适应于有水层的环境，是一种水生或湿生植物；而陆稻则和其它旱作物一

样，可在旱地栽培。水稻的水生环境与野生稻生长在沼泽地带相似，因此认为水稻为基

本型，而陆稻是变异型。

粘稻和糯稻：各稻种类型中都有粘稻和糯稻。两者的主要区别只是因个别主效基因

的差异导致淀粉组成不同和米粒颜色各异。粘米呈半透明，含支链淀粉 70％～80％，直

链淀粉 20％～30％。糯米为乳白色，几乎全部为支链淀粉。所以，粘稻煮的饭粘性弱，

胀性大；糯稻煮的饭粘性强，胀性小。野生稻都属粘稻。因此，可认为粘稻为基本型，

糯稻是由于其淀粉成分的变异，经人工选择而演变成的变异型。

此外，按稻种繁殖方式可以将栽培水稻分为杂交稻种和常规稻种。杂交稻遗传基础

丰富，具有杂种优势，通常产量较高。杂交水稻的育种可分为三系法和两系法。三系法

培育和生产杂交水稻必须采用不育系、保持系和恢复系三系配套。两系法是指涉及到两

个亲本的杂交水稻培育方法，通过光温敏核不育系和恢复系便可生产杂交种子。

1.7 根据上述评价，参照本办法第十一条有关标准划分受体植物的安全等级。

综上所述，水稻种子和茎叶对人畜无毒，栽培水稻是人工驯化植物，演变为杂草的

风险很小。尽管栽培水稻能与近缘的一些野生水稻杂交，但我国普通野生稻近缘种仅零

星分布于广东、广西、海南、江西、云南等地，并且普通野生稻近缘种本身就是栽培水

稻（如三系杂交水稻不育系的选育）的遗传资源之一。根据上述评价，本申请中受体植

物栽培水稻的安全等级可定为 II 级。

2、基因操作的安全等级

2.1 转基因植物中引入或修饰性状和特性的叙述：

此申请中涉及的转基因植物为华中农业大学培育的、无标记基因抗虫转基因杂交组

合 Bt 汕优 63。Bt 汕优 63 是转基因水稻品系华恢 1 号与不育系珍汕 97A 所配杂交组合。

培育华恢 1 号的原始转化事件为 TT51，通过自交分离获得的等同于华恢 1 号的无标记

基因株系为 TT51-1。转化所用的受体品种是杂交稻恢复系明恢 63，所用目的基因是由

中国农科院生物工程中心范云六院士等人工合成的 cry1Ab/Ac 融合蛋白基因。

Bt 汕优 63 通过转基因引入的性状具体的表现为能够专一而且有效地控制水稻二化

螟、三化螟和稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫。1999-2000 年进行的中间试验结果表明，在大

田不打农药条件下，与对照相比，Bt 汕优 63 对每株人工接种 2 卵块初孵三化螟虫量的

抗虫效果达 90%以上，对自然发虫的稻纵卷叶螟的抗虫效果达 95%以上。该结果先后被

2001-2002 年进行的环境释放试验，2003-2005 年进行的生产示范试验和 2007-2008 年进

行的第三方验证检测试验所证实。

2.2 实际插入序列的详细资料

2.2.1 插入序列的大小和结构，确定其特性的分析方法：

用于华恢 1 号转化的 cry1Ab/Ac 融合蛋白基因的功能表达单位主要由三部分组成：

包括第一外显子和第一内含子在内的水稻 actinI 启动子、cry1Ab/Ac 编码序列和人工合成

的胭脂碱合成酶 nos 终止子。该功能表达单位的结构示意图和各元件的大小如图 1 所示。

图 1 cry1Ab/Ac 融合蛋白基因的功能表达单位。图中箭头所示为表达方向。

通过单一限制性核酸内切酶酶切分析和以 cry1Ab/Ac为特异探针进行的Southern 杂

交试验证明两拷贝的功能表达单位存在于插入序列（图 3）。

并未发现外源 cry1Ab/Ac 基因的插入引起受体基因组 DNA 序列的删除。

2.2.3 目的基因的核苷酸序列及其推导的氨基酸序列:

目的基因 cry1Ab/Ac的核苷酸序列大小为1.83 kb，由其编码的氨基酸序列大小为609

aa，具体的序列参见附件。

2.2.4 插入序列在植物细胞中的定位（是否整合到染色体、叶绿体、线粒体，或以非整合

形式存在）及其确定方法

如图 2 所示，利用 Southern 杂交分析检测到完整的 cry1Ab/Ac 编码序列整合到用于

选育华恢 1 号的原始转化体 TT51 中。

图 2. 转基因当代植株的 Southern 杂交检测结果。5g 样本 DNA 和 30ng 质粒 DNA 经限制性核酸内切酶 HindⅢ 和

pF

HB

T1

NT

TT

2

TT

3

TT

10

TT

34

TT

35

TT

50

TT

51

TT

66

1.8 kb

actinI (1393bp) cry1Ab/Ac (1830bp) nos (271bp)

多克隆位点（37bp） 多克隆位点（17bp）

SstⅠ酶切后与 Bt 探针杂交。pFHBT1：含 cry1Ab/Ac 的质粒阳性对照；NT：非转基因阴性对照。TT2-TT66：阳性转

基因植株。.箭头所示为期望的杂交带。

与其它核基因遗传方式一样，当以华恢 1 号为父本与保持系福伊 B 杂交并回交，从

BC1F1 群体中随机抽取 54 株，有 30 株被检测到含 cry1Ab/Ac 基因（图 3），χ2 测验证实

其分离比率符合孟德尔单一位点的遗传规律，且通过花粉传递。这表明外源的 cry1Ab/Ac

基因已稳定地整合到核基因组中。

图 3. 福伊 B/华恢 1 号//福伊 B 的 BC1F1 群体中 cry1Ab/Ac 的 PCR 检测结果。M, DNA 分子量标准

DL2000；P，阳性对照，华恢 1 号；N，阴性对照，福伊 B；1-54，BC1F1 单株。PCR 扩增所用的特

异引物为正向：5'-TCGAGACGTTAGCGTGTTTG-3'； 反向：5'-AAGTAACCGAAATCGCTGGA-3'。

2.2.5 插入序列的拷贝数。

通过多种类单酶和双酶酶切及 Southern 杂交分析证明，华恢 1 号及其所配杂种抗虫

汕优 63 含有 2 个 cry1Ab/Ac 基因拷贝（图 4A），但不含 1.1kb 抗潮霉素标记基因拷贝（图

3B），表明原始转化体 TT51 中所携带的该标记基因拷贝（图 4B）已通过自交分离而未

遗传给华恢 1 号。

图 4. 原始转化体TT51和分离的无标记基因株系TT51-1及其杂种抗虫汕优 63 DNA的核酸限制性内

切酶酶切及 Southern 杂交分析结果。A：杂交所用的探针为 cry1Ab/Ac 编码序列；B：杂交所用的探

针为抗潮霉素标记基因编码序列。

2.3 目的基因和标记基因与载体构建的图谱，载体的名称、来源、结构、特性和安全性，

包括载体是否有致病性以及是否可能演变为有致病性：

目的基因与载体构建的图谱见图 5。载体名称为 pFHBT1，其元件包括目的基因

cry1Ab/Ac 编码序列、调控 cry1Ab/Ac 表达的水稻 actinI 启动子序列（McElroy et al., 1990)、

提高其表达效率的水稻 actinI 基因第一外显子和内含子序列、终止 cry1Ab/Ac 编码序列

转录和指导信使 RNA（mRNA）的多聚腺苷酸化的 nos 终止子序列 (Fraley et al., 1983)

和用于质粒自身筛选的抗氨苄青霉素基因（Ampr）序列（Beck et al., 1982）。

HindIII/SstI KpnI PacI KpnI/ClaI PacI/ClaI

A

6.0 kb 7.6 kb

1.8 kb

4.5 kb

6.2 kb

22.0 kb

1.9 kb

6.2 kb

4.5 kb

4.3 kb

23.0 kb

1.1 kb

B

pF

HB

t1

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51-1

-T8

TT

51-1

-T8

TT

51-1

-T8

TT

51-1

-T8

TT

51

TT

51-1

-T8

Sh

an

yo

u6

3/B

t

Sh

an

yo

u6

3/B

t

Sh

an

yo

u6

3/B

t

Sh

an

yo

u6

3/B

t

Sh

an

yo

u6

3/B

t

M Ｐ N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1200 bP

2000 bP

1000 bP

M Ｐ N 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

1200 bP

2000 bP

1000 bP

Bt :1203 bP

Bt :1203 bP

M Ｐ N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1200 bP

2000 bP

1000 bP

M Ｐ N 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

1200 bP

2000 bP

1000 bP

Bt :1203 bP

Bt :1203 bP

用于水稻转化体筛选的标记基因的载体图谱见图 6。载体名称为 pGL2RC7, 其元件

包括标记基因潮霉素磷酸转移酶 hph 编码序列（Bilang R et al 1991; Willie CS et al 1995），

调控 hph 表达的花椰菜花叶病毒 35S 启动子序列（Kay et al., 1987; Odell et al., 1985），

终止 hph 转录和指导信使 RNA（mRNA）的多聚腺苷酸化的 35S 终止子序列（Kay et al.,

1987）；水稻几丁质酶基因 RC7 编码序列（Willie CS et al 1995），调控 RC7 表达的花椰

菜花叶病毒 35S 启动子序列（Kay et al., 1987；Odell et al., 1985），和用于质粒自身筛选

的抗氨苄青霉素基因（Ampr）序列（Beck et al., 1982）。这两个载体均不存在致病性，

也不可能演变成致病因素。

图 5. 目的基因 cry1Ab/Ac 与载体构建的图谱

图 6. 标记基因 hph 与载体构建的图谱

2.4 载体中插入区域各片段的资料

表 6 提供了两个表达载体中各组件包括目的基因、标记基因、启动子和终止子的大

小、功能及其来源，但是原始转化体中的标记基因 hph 和几丁质酶基因已被自交重组分

离，而未遗传给华恢 1 号。

2.4.1 启动子和终止子的大小、功能及其供体生物的名称:

华恢 1 号中的启动子为水稻肌动蛋白 actin I 启动子，大小为 0.839 kb，用于调控

cry1Ab/Ac 编码序列的表达，其供体生物为水稻；而终止子则为人工合成的 nosT，大小

为 0.271 kb，用于终止转录和指导信使 RNA（mRNA）的多聚腺苷酸化（Fraley et al.,

1983）。

2.4.2 标记基因和报告基因的大小、功能及其供体生物的名称:

用于华恢 1 号转化体筛选的标记基因为潮霉素磷酸转移酶基因（hph），大小为 1.026

1

pFHBT1

5974bp

ActinⅠpromoter

and intron

cry1Ab/Ac

Ampr

NosT

Ori

BamHⅠ(1108)

(3564) ClaⅠ

Hind Ⅲ (1417)

Hind Ⅲ (5968)

(3284) KpnⅠ

SstⅠ(912)

(3290) SstⅠ

(5956) XhoⅠ

kb，供体生物是大肠杆菌，已通过自交重组分离，故华恢 1 号基因组中不含该标记基因。

2.4.3 其他表达调控序列的名称及其来源（如人工合成或供体生物名称）：

位于启动子之后的是水稻肌动蛋白的第一外显子，接着是水稻肌动蛋白的第一内含

子，大小分别为 90 bp 和 462 bp，它们的功能是提高基因转录的水平，其供体生物也是

是水稻。

2.5 转基因方法

华恢1号是通过基因枪介导的遗传转化方法将目的基因 cry1Ab/Ac转入受体细胞的。

表 6. 用于华恢 1 号转化和筛选的目的基因和标基因载体中各 DNA 成分一览表

载体 大小（kb） 功能

目的基因载体

actinI promoter 0.839 水稻肌动蛋白启动子，作用是调控目的基因 cry1Ab/Ac 的表

达，其供体生物是水稻（McElroy et al., 1990)。

actin I first exon 0.090

水稻肌动蛋白第一外显子，和内含子一起用于提高由 actinI

启动子驱动的 cry1Ab/Ac 的表达水平，其供体生物是水稻

（McElroy et al., 1990)。

actin I first intron 0.462

水稻肌动蛋白第一内含子，和外显子一起用于提高由 actinI

启动子驱动的 cry1Ab/Ac 的表达水平，其供体生物是水稻

（McElroy et al., 1990)。

cry1Ab/Ac 1.830

编码 cry1Ab 和 cry1Ac 融合型杀虫蛋白，由中国农科院生物

工程中心范云六院士等人人工合成并提供使用，其亲本型编

码基因的供体生物是苏云金杆菌库司塔基亚种 HD-1 和

HD-73 菌株。

nos terminator 0.271 胭脂碱合成酶终止子，功能是终止 cry1Ab/Ac 转录和指导信

使 RNA（mRNA）的多聚腺苷酸化，由人工合成。

Ori-pUC 0.650 pUC 质粒的复制起始点，允许质粒在大肠杆菌中复制（维

埃拉及梅辛，1987）。

Ampr 0.861

编码氨苄青霉素磷酸转移酶，为质粒载体提供抗氨苄青霉素

的筛选标记，其供体生物是大肠杆菌

标记基因载体

35S promoter 0.43 花椰菜花叶病毒启动子，功能是调控 hph 基因的表达，其供

体生物是花椰菜花叶病毒（奥德尔等，1985）

Hph 1.026

编码潮霉素磷酸转移酶（Bilang R et al 1991），提供对潮霉

素 B 的抗性，用于水稻转化体的筛选，其供体生物是大肠

杆菌。

35S terminator 0.271

花椰菜花叶病毒终止子，功能是终止 hph 基因转录和指导信

使 RNA（mRNA）的多聚腺苷酸化，其供体生物是花椰菜

花叶病毒（奥德尔等，1985）。

35S promoter 0.43 花椰菜花叶病毒启动子，功能是调控 hph 基因的表达，其供

体生物是花椰菜花叶病毒（奥德尔等，1985）。

RC7 1.051

水稻几丁质酶基因（Anuratha et al 1996），作用是催化几丁

质 N-乙酰葡萄糖胺 β-1，4-键的水解，提供对真菌病害的抗

性，其供体生物是水稻。

Ampr 0.861

编码氨苄青霉素磷酸转移酶，为质粒载体提供抗氨苄青霉素

的筛选标记，其供体生物是大肠杆菌

Ori-pUC 0.650 pUC 质粒的复制起始点，允许质粒在大肠杆菌中复制（维

埃拉及梅辛.,1987）。

转化时，先用氯化钙和精脒使 DNA 沉淀到金的微粒上，再将裹有 DNA 的微粒滴

在滤网膜载体上，置入基因枪轰击室中，利用瞬时释放的高压氦气流使其突然加速。滤

网膜载体击中阻挡盘，滤网膜载体的飞行被阻，但裹有 DNA 的微粒继续飞行。微粒穿

透受体的愈伤细胞，之后，从金微粒上游离下来的 DNA 与细胞染色体整合。

2.6 插入序列表达的资料

2.6.1 插入序列表达的器官和组织，如根、茎、叶、花、果、种子等:

插入基因组中的 cry1Ab/Ac 基因在华恢 1 号中的表达不具有组织和发育特异性，可

以在整株植物各组织器官中表达，这些组织器官包括根、茎、叶、子实、种子等。

受体稻株的各器官和组织，如根、茎、叶、花和种子等均有 Cry1Ab/Ac 融合型蛋白

表达。

2.6.2 插入序列的表达量及其分析方法：

利用 Western 杂交和 ELISA 分析法检测插入序列的表达量。

2000 年，利用 Western 杂交方法分析插入序列在华恢 1 号中的表达量，并用两个已

知浓度的 Cry1Ab 纯蛋白液作定量标准。在华恢 1 号叶片中检测到 Cry1Ab/Ac 的总体表

达量约占可溶性蛋白质的 0.04%，与期望分子量大小（60kDa）一致的有效表达量约占

可溶性蛋白质的 0.01%（图 7）（Tu et al, 2000）。

2008 年，利用 ELISA 检测华恢 1 号于 3 个生态点（湖北荆州、安徽宣城、福建福

州）、4 个生长期（分蘖期、拔节期、齐穗期和成熟期）取样的 4 种不同组织器官（根、

茎、叶、颍果）共 48 份样品中的目的基因 cry1Ab/Ac 的表达情况，结果表明：目的基因

在不同生态点及不同生长时期的根、茎、叶、颍果等 4 种组织器官中均有表达，其平均

表达量分别为 0.25~0.92 μg/g、26~1.83 μg/g、1.88~2.36μg/g 和 1.58~1.85 μg/g，且齐穗期

和成熟期各组织器官的整体表达水平均低于分蘖期及拔节期。

图 7. Western 杂交分析华恢 1 号中 Cry1Ab/Ac 的表达量。上样量为每泳道 50g 可溶性蛋白质。

Cry1Ab：Cry1Ab 结晶纯蛋白；NT：阴性对照。1-7：华恢 1 号 7 个单株样本。箭头所指为期望的杂

交带。

2.6.3 插入序列表达的稳定性。

插入序列在受体植株的不同生长时期和不同组织器官均能稳定表达。

Southern 杂交和位点测序分析表明，华恢 1 号中的两个 cry1Ab/Ac 转基因拷贝是通

过连接序列以首对尾的方式连接成一个插入片段整合在受体细胞的核染色体中，和其它

核基因一样，该插入片段按照孟德尔规律稳定地遗传，并稳定地表达 Cry1Ab/Ac 融合蛋

白。如前所述，2000 年，利用 Western 杂交方法检测到华恢 1 号叶片中 Cry1Ab/Ac 的

总体表达量约占可溶性蛋白质的 0.04%，与期望分子量大小（60 kDa）一致的有效表达

量约占可溶性蛋白质的 0.01%（图 6）（Tu et al, 2000）。2008 年，利用 ELISA 分析法对

华恢 1 号在福州、荆州和宣城三地种植和收获的种子进行了测定，结果发现不同生态区

Cry

1A

b 1

0n

g

Cry

1A

b 2

ng

NT

1 2 3 4 5 6 7

TT51-1

M (kDa)

66.0

46.0

30.0

60 kDa

种植的华恢 1 号稻米中的 Cry1Ab/Ac 表达量基本一致（表 7），证明了插入序列表达的

稳定性。

表 7 华恢 1 号稻米中 Cry1Ab/Ac 蛋白含量（ng/g）

用于环境安全检测种植的

种子

福州收获的种

子

荆州收获的种

子

宣城收获的种子

1942 2425 2499 2325

2.7 根据上述评价，参照本办法第十二条有关标准划分基因操作的安全类型。

根据上述评价，参照农业转基因生物安全评价管理办法第十二条有关标准划分基因

操作的安全类型为 II 级

3 转基因植物的安全性评价

3.1 转基因植物的遗传稳定性：

Bt 汕优 63 是华恢 1 号和珍汕 97 所配的 F1 代杂种。通过多年、多代、多点、多方

试验证明，华恢 1 号在目的基因的整合、表达与目标性状的表现等方面都是稳定的。也

即本华恢 1 号的遗传物质与受体明恢 63 一样，具有遗传上的稳定性。因此，Bt 汕优 63

的遗传稳定性与汕优 63 一样。

培育华恢 1 号的原始转化体 TT51 是以明恢 63 为受体，通过基因枪介导的共转化

法，将分别携带 cry1Ab/Ac（pFHBT1 质粒）和 hph（pGL2RC7 质粒）的两个载体同时

导入后获得的。随后，共转化导入的 cry1Ab/Ac 及 hph 在转基因植株的后代发生分离。

对不同世代的转基因植株进行 PCR 和 Southern 杂交筛选，最终得到不含 hph 基因且目

的基因稳定整合表达的转基因株系华恢 1 号。

3.1.1 目的基因整合的稳定性

通过 PCR 及不同限制性内切酶酶切的 Southern 杂交验证，华恢 1 号携带两个完整

的目的基因拷贝，且以首尾相接的方式整合到基因组上。对 T0、T1、T2 及 T8 代植株

均进行了目标基因的 PCR 和 Southern 杂交分析，结果表明目的基因稳定存在于转基因

植株中。

3.1.2 标记基因的剔除

利用 hph 的引物进行 PCR 分析，发现所有的 Southern 杂交检测为阳性的 T0 代转

基因单株都带有 hph；而在 T1 代，目标基因与 hph 在不同的株系中发生了分离，且分

离比率符合独立遗传分离规律（凃巨民，1998）。因此，共转化的目的基因和 hph 是分

别整合在受体基因组的不同染色体上。先后用两对 hph 引物对明恢 63 转基因 T0、T1、

T2 和 T8 代植株进行了系统的 PCR 分析，结果表明：大小为 0.68 kb 的 hph 扩增片段可

在阳性质粒对照、所有 T0 及部分 T1 代转基因植株中检出；但不能从另外的 T1 及其衍

生出的 T2 带转基因植株以及华恢 1 号（T8 代植株）中检出。以上结果表明，共转化的

hph 已从华恢 1 号基因组中剔除。

对整合到华恢 1 号的长度为 9818 bp 的插入片段进行分析得知，除了包含两个拷贝

的 cry1Ab/Ac 基因外，在 3’端中还发现了一段 653 bp 长的 AmpR 编码序列。该 Amp

R 片

段与完整的 AmpR 相比，没有启动子序列且缺少了从起始密码子至中间的 208 碱基。通

过 RT-PCR 和 Northern 杂交确认该段不完全的 AmpR 不能转录，因而不具备抗氨苄青霉

素的活性。

3.1.3 目的基因表达与目标性状表现的稳定性

对华恢 1 号进行 Western 杂交分析表明，其叶和种子等器官中 Cry1Ab/Ac 杀虫蛋白

约占可溶性蛋白总量的 0.01%。通过 ELISA 检测华恢 1 号在不同地点（福建、湖北、安

徽），不同时期（分蘖期、拔节期、齐穗期和成熟期），以及不同组织/器官（茎、叶、根、

谷粒）中的 Cry1Ab/Ac 蛋白浓度证实，该蛋白在所有生长时期和所有主要组织/器官中

均有表达。Cry1Ab/Ac 蛋白在茎、叶、根、谷粒的含量分别为 1.26~1.83 μg/g、1.88~2.36

μg/g、0.25~0.92 μg/g、1.58~1.85 μg/g，且分蘖期及拔节期的表达水平高于齐穗期和成熟

期。

1997~1998 年的人工接虫试验（离体茎杆接虫试验、离体叶片接虫试验和整株接虫

试验）表明华恢 1 号对一龄二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等害虫的室内杀虫效果达 100％

(Tu et al. 2000)。1999~2000 年在武汉华中农业大学的试验农场对华恢 1 号进行的中间试

验表明，在大田生长不打杀虫剂的条件下，华恢 1 号具有极显著的抗螟虫效果。与对照

明恢 63（100%受危害，无抗性）相比，稻纵卷叶螟在自然发虫条件下的抗虫效果可达

83％以上；在人工大虫量接种三化螟条件下（>100 头/株）其抗虫效果可高达 94％以上。

2001-2002 年在湖北省 10 多个地点进行的环境释放表明，华恢 1 号及其所配杂交组

合 Bt 汕优 63 在不同试验地点均对稻纵卷叶螟和三化螟等鳞翅目害虫具有显著抗性，平

均枯心率、白穗率和卷叶率等均低于 0.5%（见附件）。2007 年 5 月至 2008 年 3 月农业

部转基因植物环境安全监督检验测试中心（北京）和农业部转基因植物环境安全监督检

验测试中心（杭州）分三个试验点（福建福州、湖北荆州和安徽宣城）对华恢 1 号和

Bt 汕优 63 的抗虫效果进行了验证，验证结果一致显示华恢 1 号和 Bt 汕优 63 对主要鳞

翅目害虫螟虫（二化螟、三化螟）和稻纵卷叶螟的抗性显著，田间控制效果分别为

80%~100%和 91%~100%；对次要鳞翅目害虫稻苞虫亦有明显的抗虫效果。

3.2 转基因植物与受体或亲本植物在环境安全性方面的差异：

3.2.1 生殖方式和生殖率：

Bt 汕优 63 和的生殖方式与汕优 63 一样，为自花授粉的有性生殖。1999-2000 年在

武汉华中农业大学试验农场进行的中间试验结果表明，在大田种植条件下 Bt 汕优 63 的

结实率和汕优 63 相比无显著差异，其结实率在 80%以上。

3.2.2 传播方式和传播能力

水稻的传播方式主要是以种子繁殖为主。水稻是自花授粉作物，花粉通过风媒远距

离传播的能力较弱。水稻通过花粉发生基因漂移的最大距离因不同受体材料和不同的环

境而异。一般不育系较大为 4~320 m，常规稻和杂交稻品种为 1~100 m（根据贾士荣研

究员提供的数据）。Bt 汕优 63 与汕优 63 相比，仅仅多了一个抗虫基因，其花粉的最大

传播距离应该与汕优 63 是一样的。

3.2.3 休眠期

根据多年的中间试验、环境释放以及生产性试验的检测，Bt 汕优 63 与汕优 63 的休

眠期无显著差异。

3.2.4 适应性

Bt 汕优 63 与汕优 63 相比，除了对鳞翅目害虫有显著增强的抗性外，其生长适应性

方面无明显差异。因此，Bt 汕优 63 与汕优 63 一样，适应于长江流域及以南稻区种植。

Bt 汕优 63 已经在湖北（华中单、双季稻稻作区）、安徽（华北单季稻稻作区及华中单、

双季稻稻作区）和福建(华南双季稻稻作区）等省进行过田间种植试验，Bt 汕优 63 在这

3 个不同的省份均能正常生长和繁殖。

3.2.5 生存竞争能力

多年、多点田间试验表明，Bt 汕优 63 的生存竞争能力与汕优 63 基本一致，没有显

著变化。

2001~2002 年在湖北省进行了多点环境释放试验。通过在田间对华恢 1 号及其杂交

组合 Bt 汕优 63 和对照明恢 63 及汕优 63 进行了大田产量比较试验并详细考察了其产量

相关性状（分蘖能力、每穗实粒数、千粒重等）、生育期、株高和实际产量等指标。Bt

汕优 63 与汕优 63 相比，株形未发生明显改变，其他重要农艺性状指标如株高

（120.9cm/121.0cm）、生育期（133.4 天/132.0.2 天）、每穗实粒数（118.9/119.3）、结实

率（80.6%/81.5%）等均无显著差异（见附件）。除此外，Bt 汕优 63 在生殖方式（有性

生殖）、生殖率（80%以上）、花粉传播方式（自花授粉，可通过风媒传播）和传播能力

（一般小于 100 m）、休眠期、落粒性和落粒率、越冬能力（当气温低于 10℃不能生长，

在湖北不能越冬）等方面，与汕优 63 没有显著差异。

在抗病虫方面，2007 年转基因植物环境安全监督检测中心（北京）和转基因植物环

境安全监督检测中心（杭州）于 2007 年 5 月至 2008 年 3 月在三个地点（福建福州、湖

北荆州以及安徽宣城）进行了 Bt 汕优 63 对鳞翅目靶标害虫的效果、非靶标害虫和水稻

主要病害的影响以及对节肢动物生物多样性的影响的检测。检测结果显示，相比对照汕

优 63，Bt 汕优 63 对水稻钻蛀螟虫（二化螟、三化螟）和稻纵卷叶螟的抗性显著，对次

要鳞翅目害虫稻苞虫亦有明显抗虫效果；Bt 汕优 63 对稻飞虱、稻叶蝉等非靶标害虫没

有显著影响；对节肢动物的总体及植食性昆虫、天敌、其它节肢动物等功能团的生物多

样性指数、均匀度指数、优势集中度指数等参数总体上无显著差异；对水稻的主要病害

包括水稻纹枯病、稻曲病、稻瘟病和白叶枯病等也没有影响。（见附件）。

综上所述，Bt 汕优 63 的生存竞争能力和汕优 63 基本一致。

3.2.6 转基因植物的遗传物质向其他植物、动物和微生物发生转移的可能性：

3.2.6.1 转基因水稻遗传物质水稻向其它栽培稻转移的可能性。

贾士荣等于 2002~2004 年在海南三亚、广州、杭州、四川绵阳等水稻不同生态区，

模拟大面积水稻生产条件，对转基因水稻向不育系、杂交稻、常规稻品种及普通野生稻

等 24 个不同受体材料的基因漂移进行了系统研究表明：（1）在相邻种植的条件下，转

基因品种向常规稻（籼、粳）和杂交稻（籼、粳）品种的基因漂移频率均在 1%以下，

只有一个受体品种为 3%（2）向籼、粳不育系的基因漂移频率，随不育系的异交结实能

力而异，在相邻种植时，向异交结实率高的中 9A、博 A、泗稻 8A 等不育系的基因漂移

频率可达 90%；向异交结实率低的培矮 64S 等不育系的基因漂移频率<10%。（3）基因

漂移频率随距离增加而呈负线性指数下降，并与风速、风向有关。在广州晚季稻开花期

间，因最大风速较低（2.2 m/sec），所有受体材料的基因漂移频率在 2 m 处均出现急剧

降低的明显拐点。在三亚水稻开花期最大风速达 4.8 m/sec 的情况下，所有受体材料的

基因漂移频率随距离增加而呈负线性指数下降，基因漂移降低一个数量级的距离为 1~75

m。（4）水稻基因漂移的最大距离因不同受体材料而异，不育系为 4~320 m，常规稻和

杂交稻品种最远为 1-100 m。同一受体在不同生态点的最大基因漂移距离有明显差异，

中 9A 在四川绵阳、杭州、广州、海南三亚的最大基因漂移距离分别为 80 m (1.630%)、

100 m (0.015%)、150 m (0.01%)和 320 m (0.009%)，与不同生态点水稻开花期的风速有

关。向某些不育系如中 9A、博 A、泗稻 8A 的最大基因漂移距离虽然较大，但在最大距

离处的基因漂移频率已很低。若从保持杂种种子纯度 99％或转基因混杂允许的阈值 1％

考虑，使基因漂移频率降低至 1%以下的距离为：广州 2002、2003 年试验分别为 2 m 和

5 m，杭州为 10 m，三亚为 20-50 m。（5）不同花期隔离对基因漂移影响的试验表明花

期相差 25 天，可 100%避免花期相遇（贾世荣，未发表数据）。

总之，由于水稻是自花授粉作物，转基因水稻的基因通过花粉向非转基因栽培稻转

移的能力不强。这种风险发生的程度因受体材料、地理位置和其他自然条件的不同而异，

但是要特别注意转基因水稻花粉向接受外来花粉能力较强的水稻不育系的漂移。采取一

定措施如种植间隔 100m 以上，花期相差 25 天，可基本避免转基因水稻的遗传物质向普

通水稻转移。

3.2.6.2 转基因水稻遗传物质向野生稻转移的可能性

我国有 3 种野生稻，即普通野生稻 Oryza rufipogon (AA 基因组)、药用野生稻 O.

officinalis (CC 基因组)和疣粒野生稻 O. meyeriana (GG 基因组)。福建、湖南、江西仅有

普通野生稻，广东、广西有普通野生稻和药用野生稻，云南和海南有上述三种野生稻。

湖北省没有野生稻分布，因此 Bt 汕优 63 在湖北的种植不会引起外源基因向野生稻漂移。

稻属的各个物种分别包含了 10 种不同的基因组类型，即 AA，BB，CC，BBCC，

CCDD，EE，FF，GG，JJHH 和 JJKK 基因组。不同基因组的物种之间有非常严格的生

殖隔离，他们之间的遗传关系也相对较远，很难发生天然杂交。栽培稻是 AA 基因组，

因此只有含 AA 基因组的野生稻如普通野生稻（Oryza rufipogon）才有可能成为转基因

漂移的对象。实验结果表明，在自然环境中多年生普通野生稻接受明恢 63 基因流频率

的最大可能接近 3%（卢宝荣等，2003）。但是栽培稻花粉散布距离是有限的，当风速为

10 m／s（约为 5 级风）时，栽培稻花粉的最大传播距离为 110 m（卢宝荣等，2003）。

因此，在转基因稻和其野生近缘种之间采取大于 110 m 的空间隔离，或利用其他高秆作

物设立的隔离带，便能有效地避免转基稻的外源基因向环境中逃逸（卢宝荣等，2003）。

3.2.6.3 转基因水稻遗传物质向杂草稻转移的可能性

“杂草稻”是指在栽培稻田里变成杂草的野生稻，主要包括“红稻”和 7 种其它

的野生稻，其遗传关系与栽培稻非常接近。杂草稻的分布范围特别广，拉丁美洲 95%的

水稻生长地、越南 38%的水稻生产地和东南亚等地区都存在大量杂草稻。在直播田中，

栽培稻很容易和红稻进行杂交并产生可育的后代，并且其杂交范围非常广，杂交率也比

较高，因此稻田中可滋生许多新的生态型杂草稻。但在我国的主要水稻产区，迄今未见

有关杂草稻的报道，转基因水稻中外源基因向相关杂草的漂移主要考虑向稗草漂流的可

能性（韩兰芝等，2006）。

3.2.6.4 转基因水稻遗传物质向稻田主要杂草-稗草漂移的可能性

贾士荣研究员等在杭州中国水稻所连续 5 年种植转基因抗 Basta 除草剂水稻的安全

圃中，采集与转基因水稻长期共生的稗草种子，播种出苗后于三叶期起相继喷 500、500、

800 ppm 的 Basta 溶液 3 次，结果总共 5 万多株稗草幼苗全部死亡，抗 Basta 除草剂苗

数为 0/50794，说明转基因水稻向稗草的基因漂移频率为 0。在连续 5 年共生的条件下，

未发现转基因水稻中抗除草剂基因向稗草的基因渐渗（Jia et al. 2007）。

对稗类植物（Echinochloa spp.）开花生物学特性的观察，发现稗草每日的开花节律

为：70~80%的颖花在 7:00 am 之前开，15~20%在 7:00~8:30 am 开，8:30 am 之后只有零

星开花，10:30am 之后未见稗草开花；栽培水稻的开花时间一般在 9:00am 以后，高峰期

在 11:00am 左右，说明稗草和水稻的花时不遇（宋小玲等，2002a）。将水稻花粉人工授

在稗草柱头上，花粉粒不萌发或花粉管停止伸长，杂交结实率为 0（宋小玲等，2002b）。

综上所述，转基因水稻向稗草发生基因漂移的可能性很小。

3.2.6.5 转基因水稻遗传物质向其他物种漂移的可能性

基因水平转移（Horizontal Gene Transfer，HGT）的定义是“遗传物质从一个有机体

(供体)向另一个与供体有性不亲和的有机体（受体）的转移”（贾士荣，2004）。因此，

如果植物的遗传物质向动物及细菌发生转移均属于基因水平转移的范畴。一般认为，植

物 DNA 向其它物种的水平转移条件是：(1) 有可转移的 DNA。在植物腐烂或转基因食

品被消化后，释放出的基因必须是自由 DNA 并有足够的长度。而在植物细胞分解过程

中，DNA 会被很快降解。(2) 受体细菌和细胞处于可吸收 DNA 的感受态，并存在吸收

外源 DNA 的机制。由于转基因作物中 DNA 不会以质粒形式释放，因此可排除接合转

移的可能性。(3)受体细胞需能整合、保持并利用引入的 DNA。外源 DNA 的整合条件是

要与受体细菌或细胞的 DNA 有序列同源性(贾士荣，2004)。因此，理论上植物 DNA 向

细菌转移的可能性很小，向动物转移的可能性更小。目前已有的实验都不能证明转基因

植物向细菌的基因水平转移（Schlüter et al., 1995; Nielsen et al., 1998; Bertolla and

Simonet, 1999; Gebhard and Smalla, 1999）。

另一方面，在自然条件下所有水稻的遗传物质都要经受大致相同的降解。外源插入

片段为 10kb 左右，而目前已经完成的水稻基因组测序计划表明水稻基因组的大小约为

389Mb（International Rice Genome Sequencing Project，2005）。Bt 汕优 63 的外源插入片

段大小只占整个水稻基因组的 10kb/389Mb=0.0026%。从概率上说，水稻基因组 DNA 发

生转移的可能性要远远高于外源插入片段。由于目前尚未见在自然条件下水稻 DNA 可

转移至动物及细菌的报道，可推断 Bt 汕优 63 的外源基因片段水平转移到其它动物和微

生物的可能性很小。

3.2.7 转变成杂草的可能性

从中间试验、环境释放和生产性试验的观察结果来看，Bt 汕优 63 与汕优 63 相比，

除了抗鳞翅目害虫能力显著增强外，其它主要农艺性状无显著差异；Bt 汕优 63 对褐飞

虱等非靶标害虫以及水稻常见病害的抗性无明显变化。

一般杂草的生物学特性是：适应性和抗逆性强，传播方式多，繁殖与再生力强，种

子休眠，生活周期一般都比作物短，无限生长，成熟的种子随熟随落，光合作用效益高

等。Bt 汕优 63 与汕优 63 相比，仅仅对鳞翅目类害虫的抗性显著增强，在其它杂草特征

上与汕优 63 无显著差异。因此 Bt 汕优 63 转变为杂草的可能性与汕优 63 相当，风险较

小。

3.2.8 抗病虫转基因植物对靶标生物及非靶标生物的影响，包括对环境中有益和有害生

物的影响：

对靶标生物的影响。通过多年、多代、多点、多方的试验证明，相对于汕优 63，

Bt 汕优 63 对主要标靶害虫水稻钻蛀螟虫（二化螟、三化螟）和稻纵卷叶螟的抗性显著，

对次要鳞翅目害虫稻苞虫亦有明显抗虫效果。在大田种植不打农药的条件下，Bt 汕优

63 对水稻钻蛀螟虫的抗性可达到 90%以上，对稻纵卷叶螟的抗性可达 80%以上（见附

件）。

对非靶标害虫的影响。试验证明 Bt 汕优 63 对稻飞虱、稻叶蝉等非靶标害虫没有显

著影响，但在水稻螟虫等主要害虫被 Bt 汕优 63 压制的条件下，个别非靶标害虫种群有

上升的趋势。

对有益天敌和其它节肢动物多样性的影响。华中农业大学植保系对 Bt 汕优 63 的环

境安全评价表明，Bt 汕优 63 对天敌中的蜘蛛、寄生蜂类群影响不显著。转基因植物环

境安全监督检测中心（北京）和转基因植物环境安全监督检测中心（杭州）进行了 Bt

汕优 63 对节肢动物生物多样性的影响的检测，检测结果表明，Bt 汕优 63 与汕优 63 间

及当地对照品种间，在水稻的苗期、分蘖盛期、始穗期和成熟期四个时期，在药剂防治

方式相同的条件下，节肢动物的总体及植食性昆虫、天敌、其它节肢动物等功能团的生

物多样性指数、均匀度指数、优势集中度指数等参数总体上无显著差异。

对水稻主要病源微生物的影响。转基因植物环境安全监督检测中心（北京）和转基

因植物环境安全监督检测中心（杭州）的检测结果表明，Bt 汕优 63 对水稻主要病害包

括水稻纹枯病、稻曲病、稻瘟病和白叶枯病等无影响。

对一些特殊益虫如蜜蜂的影响。大量已有报道证明，转 Bt 基因作物的花粉对蜜蜂

没有影响（田岩等，2006）。

对特定经济昆虫如家蚕的影响。试验表明，在桑稻共作的环境下，水稻花粉可以飘

落到桑叶上，且水稻离桑叶越近，桑叶上飘落的花粉浓度越大（樊龙江等，2003）。王

忠华等（2001）研究了 Bt 水稻花粉对家蚕生长发育的影响。其试验结果表明，无论非

Bt 水稻花粉处理，还是 Bt 水稻花粉处理，对初孵家蚕幼虫的致死率均无大的影响，但

对家蚕的体重有较大影响，其中 3 龄期家蚕体重存在极显著差异。但是，鉴于实际生态

条件下桑叶上的花粉浓度可能远远低于试验条件，因此，在实际稻桑稻共作的环境下，

Bt 水稻花粉对家蚕生长发育可能不会造成太大的影响。

3.2.9 对生态环境的其他有益或有害作用：

对比汕优 63，Bt 汕优 63 对生态环境的整体影响是正面的，其分析如下：

Bt 细菌广泛存在于自然环境中，如土壤、尘埃、水域、沙漠、植物、昆虫尸体等（黄

大昉，2001）。人类认识 Bt 菌已有百年历史，其制剂作为一种生物杀虫剂有超过 60 年

的安全使用记录（Shelton et al., 2002）。目前尚未发现 Bt 制剂对人类或环境有害的报道。

转 Bt 基因作物从 1996 年开始在全球进行大规模种植，迄今也有 10 多年的历史。

2006 年全球种植的转 Bt 基因作物为 1900 万公顷，转 Bt 基因及转抗除草剂基因的双抗

作物 1310 万公顷，两者的面积之和大致等于我国每年的水稻种植面积（James，2006）。

到目前为止，在自然条件下尚未发现 Bt 作物对人类或生态环境产生有害影响的报道。

在 2002~2004 年对参加 Bt 汕优 63 和 II 优明 86 生产性试验的 17 个自然村 320 户

农户种植转基因抗虫水稻的情况进行了调查。数据显示，与非转基因水稻相比，农民种

植转基因水稻平均施用农药 0.6 次，比非转基因水稻少施 3.1 次；平均施用农药 3.0 kg/

公顷，比非转基因水稻少施 20.5 kg/公顷，减少幅度在 80%以上。调查数据还显示，2002

至 2004 年未发现一例在转基因水稻田块施药时中毒的农民。而与此相反，3 年间农民在

非转基因水稻田块施药时中毒的人数则达到 3~10.9%（黄季焜和胡瑞法，2007）。

1999 年开始的在湖北省多年、多代、多点、多方对华恢 1 号和 Bt 汕优 63 进行的

中间性试验、环境释放和生产性试验得到的结论与上述结果基本一致。种植抗虫杂交稻

可以不喷施农药或大幅少施农药，其优点在于（1）节省了投入成本，减少了劳动强度，

避免了由此造成的农药中毒和喷药中暑的风险；（2）减少农药对田间益虫的影响，维持

了农田生物种群的生态平衡；（3）减少了农药残留对自然生态环境的污染，保护了水质，

提高稻米的安全性。因此，Bt 汕优 63 的生产性试验自始至终受到了示范点的农户，特

别是种田大户的欢迎。他们说种植抗虫杂交稻具有“免耕抛，不治虫、不弯腰，省劳力、

省开销，既增产、又增效”的优越性。

按我国水稻年种植面积 3000 万公顷计算，如果抗虫水稻的推广面积达到 50%即

1500 万公顷。如果每公顷少施杀虫农药 20kg 计算，每年少施的杀虫农药将达 30 万吨。

鉴于转基因抗虫水稻的推广可以大幅度减少杀虫农药的施用量，我们认为华恢 1 号及其

所配组合 Bt 汕优 63 对于保护稻田生态环境、减少种植区水体污染均具有积极意义，对

整个生态环境是有益的。

3.3 转基因植物与受体或亲本植物在对人类健康影响方面的差异：

3.3.1 毒性：

3.3.1.1 转基因水稻中新产生 Bt 蛋白的毒性检测

Cry1Ab/Ac 蛋白的杀虫功能是针对水稻螟虫等鳞翅目害虫，其来源供体苏云金芽孢

杆菌具有长期安全使用历史，且对哺乳动物和人类无毒性作用报道；Cry1Ab/Ac 蛋白与

已知的毒性蛋白无氨基酸序列同源性；该蛋白对小鼠半数致死量 LD50≥5 g/kg·bw，根据

毒性分级，属实际无毒；该蛋白在转基因水稻中的表达量很低，人体日常摄入量远远低

于试验设定的安全剂量。因此，Cry1Ab/Ac 蛋白具有潜在毒性的可能性很小。

（1）基因来源安全性

苏云金芽孢杆菌在商业上有近百年的作为生物防治的安全应用历史（Nester et al.,

2002），是一种格兰氏阳性土壤菌。在孢子期间生产晶体蛋白包涵体，这种包涵体表现

高度特异的杀虫剂活性，晶体蛋白在昆虫肠道的碱性条件下，被蛋白酶降解产生由晶体

蛋白 N-末端组成的活性的核心片断。活性的核心片断可以抵抗如胰蛋白酶等的进一步

消化。杀虫蛋白与敏感的昆虫的中肠上皮细胞相互作用，有证据表明杀虫蛋白可以在细

胞膜上产生小孔，因此破坏了细胞的渗透平衡，导致细胞膨胀，破裂，感染的昆虫幼虫

停止进食，最终死亡。以几种 Bt 蛋白来说，特异的高度亲和力的结合位点存在于感病

昆虫的中肠上皮。通过吸收和皮肤暴露给蛋白是不可能的。

受体与肠道环境如 pH 值对 Bt 蛋白的毒性作用起到重要作用。哺乳动物肠道上皮细

胞表面不存在苏云金芽孢杆菌亚属的外毒素蛋白的受体，Bt 蛋白无法结合到哺乳动物肠

道细胞上；且昆虫肠道环境为碱性，而哺乳动物肠道为酸性环境，因此 Bt 蛋白在哺乳

动物肠道中不稳定，容易降解。已经有大量的针对 Bt 蛋白的哺乳动物试验表明，大部

分常用的 Bt 杀虫剂对哺乳动物不会产生毒性作用。同时，Bt 蛋白安全性的大量的检测

也进一步证明这一类蛋白对人类无不良作用（Betz et al., 2000; Siegel, 2001）。美国环保

署 EPA 已经宣布，已经注册的转 Bt 基因作物对人类无毒性与致敏性作用（Mendelsohn et

al., 2003）。

本研究中采用的 Cry1Ab/Ac 蛋白，是两种常用的 Bt 蛋白（Cry1Ab 与 Cry1Ac）的

融合蛋白，其作用位点（昆虫的中肠上皮细胞）与其它 Bt 杀虫蛋白相似，没有针对哺

乳动物及人类的毒性作用。急性毒性试验的结果进一步证明，未发现该蛋白对小鼠产生

不良反应。

（2）Cry1Ab/Ac 蛋白与已知毒性蛋白的氨基酸序列相似性分析

为确保引入外源蛋白的安全性，对 Cry1Ab/Ac 蛋白氨基酸序列与网络数据库中已知

毒性蛋白的氨基酸序列的同源性进行了比较。结果显示，该蛋白与网络数据库中的已知

毒性蛋白无序列相似性。

（3）Cry1Ab/Ac 蛋白毒理学试验

A．大肠杆菌表达蛋白质与植物体内表达蛋白质等同性分析

因为转基因植物中的外源蛋白含量极低（本研究中低于可溶性蛋白总量的 0.01%），

不易获取。为了获得足够的蛋白样品进行毒理学与致敏性研究，国际通用做法是用原核

体系如大肠杆菌大量表达外源蛋白，以代替从植物体内提取的方法。本研究中，对大肠

杆菌表达与水稻中表达的 Cry1Ab/Ac 蛋白参照国家标准征求意见稿《转基因生物及其产

品食用安全检测 微生物表达外源蛋白与植物表达蛋白等同性分析方法》进行了实质等

同性分析。

通过对两种来源的 Cry1Ab/Ac 蛋白的 SDS-PAGE 表观分子量、免疫原性、糖基化、

质谱和生物活性测定，表明原核表达的 Cry1Ab/Ac 蛋白与转基因水稻中表达的

Cry1Ab/Ac 蛋白具有实质等同性，可以利用原核表达的 Cry1Ab/Ac 蛋白代替植物中的目

的蛋白进行急性毒性试验、热稳定性与消化稳定性试验。

B．Cry1Ab/Ac 蛋白急性毒性试验

通常，毒性蛋白的作用机制为急性毒性，因此，在进行蛋白的毒性检测时，急性

毒性试验往往作为最常用且最重要的依据。农业部农产品监督检验测试中心（北京）根

据标准《急性毒性试验》（GB 15193.3-2003）进行了原核表达的 Cry1Ab/Ac 蛋白的小鼠

急性经口试验。采用清洁级 CD-1 小鼠，随机分成 3 组，分别给予蒸馏水、牛血清白蛋

白（5 g/kg bw）和 Cry1Ab/Ac 蛋白（5 g/kg bw）。试验结果显示三组动物灌胃后均表现

正常，未发现明显的中毒情况与死亡情况。试验开始与结束时称量动物体重，各组之间

体重变化无差异。对各组动物解剖后，称量其心，肝，脾，肺，肾，胸腺，肾上腺以及

卵巢或睾丸的重量，结果显示各组动物脏器重量无显著性差异。大体解剖时未发现明显

的脏器病变。对灌胃 Cry1Ab/Ac 蛋白的小鼠的肝、肾、胃、肠的组织病理学检测结果显

示，无明显的毒理变化产生。因此，Cry1Ab/Ac 蛋白的 LD50≥5 g/kg·bw，根据毒性分级，

该蛋白属实际无毒。

（4）Cry1Ab/Ac 蛋白在可食部位中的含量与人群膳食摄入量

华恢 1 号稻米中 Cry1Ab/Ac 蛋白的表达量约为 2.5 µg/g。

通过小鼠急性毒性试验提供的 Cry1Ab/Ac 蛋白的安全摄入量（5 g/kg·bw）以及水

稻中该蛋白的含量（2.5 µg/g）可以计算出婴儿、儿童与成人达到该安全摄入量时所需

食用的稻米量。

表 8. 达到毒理试验中安全摄入量所需摄入稻米的量

人群 估算体重（kg） 折算稻米摄入量（kg/d）

婴儿 5 10000

儿童 10 20000

成人 70 140000

上述计算不考虑转基因水稻的市场份额及加工过程中可能的蛋白损失，即便如此，

仍具有足够的安全度，大于人体实际摄入量的 10 万倍。若考虑到其它因素（例如市场

份额和加工）的作用时，实际的安全系数会更大。因此，转基因水稻中的 Cry1Ab/Ac

蛋白对人体产生不利影响的可能性很小。

3.3.1.2 转基因水稻产品的毒性检测

用华恢 1 号稻米喂养大鼠 90 天后，与明恢 63 相比，未发现转基因稻米对大鼠的体

重、食物利用率、血液学和血生化指标、脏器系数、病理学变化等指标产生不利影响。

华恢 1 号稻谷的短期喂养试验、遗传毒性试验、三代繁殖试验、慢性毒性试验结果表明，

转基因稻谷对受试动物包括它们在任何一代的胚胎没有急性、进行性或不可逆性毒性和

致畸、致癌作用。动物试验的结果说明华恢 1 号转基因水稻对人类的健康具有潜在不良

影响的可能性很小。

（1）大鼠 90 天亚慢性毒性试验

对转基因作物进行 90 天动物喂养的亚慢性毒理学试验，以考察转基因作物的整体

和长期影响，是 FAO/WHO 和我国对转基因作物进行食用安全性评价的基本要求（FAO，

2000），也是目前通用的转基因作物食用安全检测方法。

2007 年，中国疾病预防控制中心食品与营养安全所依据《转基因植物及其产品食用

安全检测-大鼠 90 天喂养试验》（NY/T 1102-2006）对华恢 1 号稻米进行了大鼠亚慢性毒

性试验。将华恢 1 号转基因稻米及其亲本对照明恢 63 稻米分别按照 17.5%，35%和 70%

的比例掺入到普通饲料中，并用一组普通饲料作为基础对照，各组饲料主要营养成分含

量等同。选用清洁级 Wistar 大鼠，随机分为 7 组，分别给予不同饲料 90 天。观察动物

一般表现，每周称体重并计算进食量一次。于试验中期和末期取血测定血常规和血生化。

最后宰杀动物，称量脏器重量，并做组织切片。

结果显示：

1）体重与进食量：动物活动生长未见异常，被毛浓密有光泽。华恢 1 号各剂量组

雌雄大鼠体重、食物利用率、雌性大鼠进食量与基础料对照组比较无显著性差异。雄性

大鼠进食量与基础料对照组比较差异有显著性，而与相应剂量亲本稻米对照组比较差异

无显著性。说明华恢 1 号转基因水稻对动物体重、进食量、食物利用率无明显影响。

2）血液学检查：中期，中、高剂量转基因雄性组血小板下降，与基础料对照组有

显著性差异，但与相应的亲本稻米对照组相比无显著性差异。末期，低、高剂量转基因

雌性组与基础料对照组相比，除淋巴细胞与中性细胞外，其他白细胞水平下降，但与相

应剂量的亲本稻米无显著性差异。除此以外，华恢 1 号各剂量组雌雄大鼠白细胞计数，

淋巴细胞，中性细胞，红细胞计数，血红蛋白含量与基础料对照组相比，无显著性差异。

说明华恢 1 号对动物血液学指标无明显影响。

3）血生化检测：中期，华恢 1 号 35%雄性组谷草转氨酶升高，与基础饲料对照组

和亲本对照组均有差异；雄性 17.5%组白蛋白下降，与基础对照组有差异，与亲本对照

组无差异。末期，华恢 1 号 35%雄性组谷丙转氨酶，谷草转氨酶，碱性磷酸酶比基础饲

料对照组显著升高，但是与亲本稻米对照组无显著性差异。雄性 35%组血糖比基础对照

组和亲本对照组显著偏低，但在本实验室历史对照范围内。除此之外，华恢 1 号各剂量

组雌雄大鼠乳酸脱氢酶，尿素氮，肌酐，胆固醇，甘油三酯，总蛋白及雌性谷丙转氨酶，

谷草转氨酶，碱性磷酸酶，白蛋白，血糖与基础饲料对照组无显著性差异。说明，华恢

1 号转基因水稻对试验动物的生化指标无明显影响。

4）大体解剖观察：华恢 1 号组动物脏器未见明显异常，未见膀胱、胆总管结石。

各剂量组心，肝，脾，肾，肾上腺，胸腺，睾丸等脏器重量及其脏体比值与基础饲料对

照组无显著性差异。

5）病理组织学观察：未见转基因稻米组对、脑、肺、肝、肾、肾上腺、甲状腺、

胸腺、脾、胃、十二指肠、空肠、回肠、睾丸、前列腺、附睾、子宫、卵巢等脏器产生

异常病理学改变。

华恢 1 号转基因稻米掺入饲料中饲喂大鼠 90 天，动物活动、生长未见异常，与亲

本稻米比较，未发现转基因水稻对大鼠体重、进食量、食物利用率、血液学指标、血生

化指标、脏器重量、脏体比以及组织病理学观察有生物学意义的改变。未观察到转基因

水稻对大鼠的生长发育的不良影响（详见附件）。

（2）其他毒理学试验

1999 年至 2003 年，湖北省疾病预防控制中心对华恢 1 号稻谷按照毒理学评价程序

进行了四个阶段的毒理学检测，包括短期喂养试验，遗传毒性试验、三代繁殖试验和慢

性毒性试验。试验中，先后观察和检测了试验动物大鼠或小鼠经喂养或强行给予不同剂

量转基因稻米后的毒性反应、传统致畸作用和致突变效应；90 天喂养后的体重变化、食

物利用率、血液学和血生化变化、脏器系数；连续三代喂养对动物繁殖的影响和对胎儿

发育的致畸作用以及长期喂养后的各种可能的生理和病理变化、肿瘤发生情况等近百个

指标。

①小鼠两周喂养试验

为了了解经短时间连续喂养和自由摄食后华恢 1号稻谷对动物是否会产生一系列的

毒性反应，为进一步进行毒性试验的剂量和毒性判定指标的选择提供依据，进行了小鼠

两周喂养试验。采用昆明种小鼠定量给予制成块状的转基因稻谷，连续给予受试物两周，

记录两周内动物总进食量及中毒症状。动物经口喂养给予受试物后，摄食正常，无死亡

现象，毛发、精神及大便没有异常改变，两周内摄入受试物总量 184g/kg.bw。大体解剖

肉眼观察胸腹腔内脏，未发现明显的病理改变。华恢 1 号转基因稻谷经连续喂养两周，

未发现动物产生任何急性毒性反应。

②遗传毒性试验

A．小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验

利用体细胞致突变试验，检测转基因稻谷是否会使动物细胞中的染色体在有丝分裂

后期产生断片或环，以致最终单独形成比细胞核规则而小的微核，进而根据微核发生量

的多少，来判断受试物是否具有潜在的可遗传的致突变。采用昆明种小鼠，随机分成与

受试物对应的 8 组，分别给予基础饲料，普通稻谷对照饲料，高中低剂量转基因稻谷饲

料，以及给予 100mg/kg.bw、200mg/kg.bw Cry1Ab/Ac 蛋白，及 60mg/kg.bw 环磷酰胺阳

性对照。试验结果表明华恢 1号各剂量组雌雄性别微核率与基料和亲本对照组结果比较，

均在正常值范围内，转基因稻谷及 Cry1Ab/Ac 蛋白对体细胞无致突变作用。

B．小鼠精子畸形试验

为了了解转基因水稻对动物生殖细胞的致突变作用，利用小鼠精子细胞形态的改

变，和具有高度敏感性的特点进行了小鼠精子畸形试验。动物与分组情况同微核试验。

受试物各剂量组分别连续喂养 35 天后处死动物，取两侧副睾涂片，伊红染色。每只动

物高倍镜下观察 1000 个精子，记录畸形精子数。结果显示华恢 1 号各剂量组与亲本对

照组或基料组比较，均在正常值范围内，未观察到各受试物组对动物精子细胞产生明显

致突变作用。

C．Ames 试验

为了检测 Cry1Ab/Ac 蛋白对受试菌株是否具有致突变作用，进行了鼠伤寒沙门氏

菌回变试验。采用四株鼠伤寒沙门氏菌组氨酸缺陷型菌株TA97、TA98、TA100 和TA102。

采用多氯联苯(PCB) 诱导的大鼠肝匀浆作为体外活化系统(+S9)。受试物采用纯的

Cry1Ab/Ac 蛋白液，设五个剂量组。结果表明 Cry1Ab/Ac 蛋白液各剂量组回变菌落数均

未超过自发回变数 2 倍，且无剂量反应关系，故 Cry1Ab/Ac 蛋白不具有致突变作用。

D．传统大鼠致畸试验

通过交配前和受孕后不间断喂养，观察了解华恢 1 号转基因稻谷中的物质是否可

穿过胎盘屏障而影响胚胎的器官分化与发育，导致结构和机能的缺陷，出现胎儿畸形，

即致畸作用。选用 Wistar 大鼠随机分成五个组，分别给予高中低剂量的华恢 1 号转基因

稻谷饲料，亲本稻谷饲料及基础饲料。结果显示，Bt 稻谷各剂量组对孕鼠孕期体重、孕

鼠受孕情况、胚胎效应、胎鼠体重、身长、胎鼠骨骼等胎鼠生长发育指标未观察到明显

影响，且未见有致畸作用。

③大鼠三代繁殖试验与 90 天喂养试验

为了观察华恢 1 号转基因稻谷对动物繁殖和生长发育的影响及对仔代的致畸作用，

以不同剂量水平经三代不间断喂养动物。

A．大鼠三代繁殖试验

选用 SD 大鼠共 200 只，随机分成五个组，分别给予高中低剂量的转基因稻谷饲料，

亲本稻谷饲料及基础饲料。三代交配情况见图 7。

结果显示，1）各代中 Fa 与 Fb 代比较，其重量基本上在正常波动范围内，没有明

显的差异性，各剂量组没有发现剂量－反应对窝重产生的明显影响。2）三代各剂量组

分别在出生时 4 天和 21 天存活期胎仔的死胎数，与稻谷对照组比较没有显著性差异。3）

各剂量组在三代中（Fa 与 Fb 比较）无论是受孕率、妊娠率、胎仔出生存活率和哺乳存

活率，与普通稻谷组比较，结果基本一致，没有明显差异。

在 Bt 稻谷三代繁殖试验中，通过对实验动物 SD 大鼠受孕率、妊娠率、窝重、出

生及哺乳存活率、幼鼠体重增长情况和食物利用率、血液细胞、生化成分等指标的观察

与检测以及病理组织切片检查，未观察到受试物对动物繁殖有影响和对仔代有致畸作

用。

图 7 华恢 1 号转基因稻谷三代繁殖示意图

B．大鼠 90 天喂养试验

各代繁殖后的动物断乳后再继续观察适应一周离开母体，每个剂量随机称取动物 20

只，雌雄各半，共五个试验组，分笼饲养，连续喂养自由摄食 90 天。称量动物体重与

进食量，计算食物利用率；检测末期血液细胞、生化指标；最后处死试验动物，进行大

体病理观察和组织病理观察。

试验结果：1）体重与食物利用率：从 3 代 a，b 两组仔鼠初始和终体重结果看，各

代 a 组雌雄鼠未观察到体重随转基因稻谷剂量的增加而降低的情况；而第二代和第三代

b 组(即 2b 和 3b)雄鼠华恢 1 号高剂量组的终体重明显比亲本对照组的终体重稍轻，而同

剂量组雌鼠未观察到这种差异。但若考察全部 13 周体重表现，经单周的和各周聚合的

方差分析和平均数多重比较（DMRT）表明，3b 雄鼠在全部 13 周中有 10 周的体重与基

础饲料对照组的体重没有显著差异。就食物利用率而言，各华恢 1 号剂量组与亲本对照

组比较，其结果基本一致，没有显著性差异。

2）血液细胞、生化指标结果：各项指标各代中（Fa 与 Fb 代比较）所测数值在正

常值范围内，转基因水稻对大鼠的血生化与血常规指标无明显影响。

3）病理组织检查：大体肉眼观察：各代各剂量组雌雄性大鼠的心、肝、脾、肺、

肾、胃肠、子宫、睾丸等脏器与普通对照组比较，其外观颜色和脏器大小正常，均未见

明显渗出、增生、水肿、萎缩等病变。结合镜下检查，以上脏器部分病理改变，非试验

用样品毒性所致。

④大鼠慢性毒性和致癌试验

为了了解长期喂养转基因水稻后动物呈现的慢性毒性作用及其剂量-反应关系，尤

其是进行性或不可逆的毒性和致癌作用，最后确定最大无作用剂量，为转基因水稻能否

作为安全食品的最终评价提供依据，进行了大鼠慢性毒性和致癌试验。

A．大鼠慢性毒性试验

选用清洁级 SD 大鼠，随机分成五个组，受试物剂量同三代繁殖试验，分别定量给

予不同剂量的受试物 106 周。期间观察一般表现，行为，中毒症状和死亡情况。记录 12

周内体重和食物利用率，试验中期（12 周）和结束时测定血常规与血生化，最后宰杀动

物，称量脏器重量和脏器系数。并进行病理组织学检查。

试验结果：

1）动物一般表现：动物毛色、精神状况及进食、大小便等方面，各剂量组动物基

本正常，无异常行为表现，但由于诸多因素影响，在长达 106 周试验期间，动物有死亡，

各剂量组共死亡 70 只，其中 12 周前死亡 11 只，占动物总数 5.9%，106 周内陆续死亡

59 只，占动物总数 33.1%，按毒理程序规定，要求慢性毒性试验中 24 个月前动物死亡

率不能大于 50%，本次试验中动物死亡率总计达 39%，基本符合实验基本要求。

2）对大鼠 12 周体重的影响：华恢 1 号各剂量组体重与亲本对照组结果比较，差

异无显著性。

3）对大鼠平均食物利用率的影响：结果显示，华恢 1 号各剂量组动物的食物利用

率等指标，与亲本对照组比较其差异无显著性。

4）对大鼠血常规的影响：对照组与华恢 1 号各剂量组数值均在本实验室历史对照

正常值范围内。

5）对大鼠血生化的影响：大鼠血清测定结果对照组与华恢 1 号各剂量组数值均在

本实验室历史对照正常值范围内。

6）对大鼠脏器重量及系数的影响：华恢 1 号各剂量组与对照组无明显差异。

7）病理组织检查：

大体解剖肉眼所见：

a 对不同时期死亡部分大鼠进行大体解剖后观察，肺部感染的动物主要表现为肺

脓肿，伴有脓性渗出液和萎缩粘连肺以及肺组织陈旧性淤血灶多见，属大鼠常见的肺炎

特征，其他脏器如心、肝、脾、肾、胃未见明显因受试物毒性造成的病理改变。

b 各实验组结束时，雌雄大鼠各 10 只的心、肝、脾、肾、胃肠、睾丸、子宫等

脏器与基料组比较，其外观颜色和脏器大小正常均未见与受试物相关的渗出、增生、水

肿、萎缩等病变。

8）显微镜观察结果：

a 对各剂量组死亡的约 50 只动物，进行切片观察（除肺组织外）其中肝细胞主要

表现浊肿、汇管区炎性细胞浸润及小灶状坏死，肾小管上皮细胞浊肿，胃肠未见明显病

理改变。

b 106 周试验的动物，华恢 1 号各剂量组动物病理变化主要表现是肝、肾细胞的

浊肿，间质炎性细胞浸润和细胞点状、灶状坏死、脾红髓中含铁血黄素多见，脾小梁增

宽，胃肠粘膜、粘膜下、肌层、浆膜层均未见炎性细胞浸润，子宫、睾丸等脏器未见病

理改变。

总之，经过两年的喂养试验，未发现华恢 1 号转基因水稻对大鼠的生长、血液学

指标、脏器等造成不良影响。

B．致癌试验：

在长达两年多的时间中，主要采取在同等条件下，观察基料组，亲本稻谷对照组与

华恢 1 号各剂量组的肿瘤发生率以及剂量－反应关系作为基本依据：对 30 周以上的各

剂量组动物，随时观察动物外观的体征表现，每周用手触摸一次动物全身，观察皮肤表

面是否有突起部分出现，同时对死亡动物逐一进行大体解剖，肉眼观察胸腹腔内各脏器

及皮肤表面的形态学变化。

试验结果显示，对喂养 30 周以上的动物肉眼观察，华恢 1 号各剂量组雌性老年动

物均有皮下肿瘤发生，且动物均未引起死亡，自然肿瘤发生率观察共 5 例（9.1%），各

剂量组均有发生，其发生部位主要在皮下，经病理组织学诊断，各组间肿瘤在老年雌鼠

中发生率为 8.3~10%之间，符合美国 NIH Rodent 1980 catalogur SD 大鼠中注明的老年雌

性大鼠乳腺肿瘤自然发病率，没有与受试物相关的剂量反应关系。

3.3.2 过敏性：

Cry1Ab/Ac 蛋白的来源生物不是已知过敏源，这种蛋白或其它与之有密切联系的蛋

白也没有致敏性历史；与已知过敏原没有氨基酸序列的同源性；该蛋白在转基因稻米中

含量极低，且在模拟人体的体外胃肠道消化条件下很快被消化，表明该蛋白具有潜在致

敏性的可能性极低。

3.3.2.1 基因来源的致敏性评价

评估引入蛋白的潜在致敏性的最主要因素是其基因源是否有过敏性。Cry1Ab/Ac 蛋

白的两个母体蛋白 Cry1Ab 蛋白与 Cry1Ac 蛋白均来自于苏云金杆菌，这类微生物作为

生物杀虫剂和转入作物中的外源基因来源已经有几十年的应用历史，尚未发现该菌对人

体存在致敏性。

人类认识 Bt 蛋白的来源生物苏云金芽孢杆菌的历史已有百年，使用 Bt 制剂作为生

物杀虫剂的安全使用记录已有 60 多年，大规模种植 Bt 作物已经超过 10 年，其间没有

苏云金芽孢杆菌及其蛋白引起过敏反应的报告，也没有与生产含有苏云金芽孢杆菌的产

品有关的职业性过敏反应。以上资料表明，Cry1Ab/Ac 蛋白的来源没有引起过敏反应的

历史记录。在此基础上，对 Cry1Ab/Ac 蛋白的潜在致敏性进行了进一步的研究：1）与

已知过敏原的氨基酸序列的同源性；2）在体外模拟胃肠液中的消化稳定性与热稳定性。

3.3.2.2 外源基因表达蛋白质与已知致敏原氨基酸序列的同源性分析

根据国际粮农组织／世界卫生组织联合专家咨询组和食品法典委员会制定的蛋白

致敏性生物信息学分析方法，对 Cry1Ab/Ac 蛋白氨基酸序列与网络数据库中已知致敏蛋

白的氨基酸序列的同源性进行了比较。采用的比较工具为 BLASTP 2.2.18+ 和分数矩阵

BLOSUM62，在六个较大的公共网络数据库 NR，Refseq_Protein，SwissProt，Pat，PDB

和 Env_nr 中进行了分析比较。采用每 80 个氨基酸框架中≥35%的同源性作为评价标准。

并结合连续 8 个氨基酸相同的比较标准，在致敏性数据库 Allergen online 中进行了目的

蛋白与已知致敏原的同源性分析。结果显示，目的蛋白与网络数据库中的已知致敏原无

序列相似性，即 80 个氨基酸框架内的同源性低于 35%，且无连续的 8 个相同氨基酸序

列。

北京大学林忠平研究组也进行了类似的研究。他们将 Cry1Ab/Ac 蛋白在其自建的食

物过敏原数据库中进行了比较，结果显示，该蛋白与已知所有过敏原均无连续 8 个氨基

酸残基相同，但与女贞花粉中过敏原 Ligv1 在连续 9 个氨基酸残基中有 8 个氨基酸残基

一致。由于女贞过敏原 Ligv1 与橄榄过敏原 Ole e 1 有 93%相似性，而 Ole e 1 的过敏决

定簇为 C 端肽段，上述 9 个氨基酸的序列不在此过敏原决定簇内，因此该蛋白不含有已

知的过敏决定簇。同时，橄榄和女贞花粉中含有的过敏原不属于主要的 8 类过敏原，在

我国人群中也难以找到对橄榄和女贞花粉过敏的患者。因此认为作为食品，其潜在的致

敏性是非常低的。

3.3.2.3 Cry1Ab/Ac 蛋白在植物中的含量

另一个与蛋白过敏性有关的重要因素是，在食物中的含量。华恢 1 号水稻各组织

中 Cry1Ab/Ac 蛋白平均表达量为：茎中 1.4 μg/g，叶中 2.1 μg/g，根中 0.25 μg/g，稻谷

中 2.0 μg/g。大多数过敏原是特定食物中如牛奶、大豆、花生、小麦等的主要蛋白成份，

和这些过敏性蛋白的普遍特性相反，Cry1Ab/Ac 蛋白在转基因稻米中存在水平很低，其

含量低于可溶性总蛋白含量的 0.01%。因此，Cry1Ab/Ac 蛋白不符合蛋白过敏原的一般

性特征。

3.3.2.4 外源基因表达蛋白质消化稳定性研究

一般来说，大多数食品过敏原，对消化系统的消化液和酸性条件具有抗性，不易降

解，而非致敏蛋白常常容易被消化（Astwood J D，1996）。2007 年，农业部农产品质量

监督检验测试中心（北京）通过体外试验，对 Cry1Ab/Ac 杀虫晶体蛋白的可消化性按照

《转基因生物及其产品食用安全检测 外源蛋白质模拟胃肠道消化稳定性试验方法》进

行了检测。将 Cry1Ab/Ac 蛋白与模拟胃液和模拟肠液分别混合，37 度保温一段时间后

取出，进行电泳与杂交检测。结果显示，该蛋白在模拟胃液与模拟肠液中于 15s 内迅速

降解，不具有消化稳定性（详见附件）。

已知的蛋白过敏原通常在加热和加工过程中能保持稳定，因而不易被烹调或其它

加工过程破坏。对 Cry1Ab/Ac 蛋白的热稳定试验表明，该蛋白在加热 20 min 后无明显

降解。但是，本研究中未对加热后的蛋白的活性进行检测。根据通常情况，蛋白在加热

处理后，容易变性，而失去生物学活性。并且通常变性后的蛋白更容易被消化。结合以

上的模拟胃肠道消化试验，该蛋白在消化液中极易被消化，因此，其加工后在体内可以

很快被降解。

综上所述，华恢 1 号转基因水稻中的 Cry1Ab/Ac 蛋白具有致敏性的可能性很小。

3.3.3 抗营养因子：

2007 年，农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）对在安徽、湖北与福建三地

种植的华恢 1 号转基因水稻与其亲本对照明恢 63 水稻进行了抗营养因子的检测。结果

显示三地华恢 1 号稻米中的抗营养因子含量与其亲本对照变化不大，且数值均在同个检

测机构 2005 年至 2008 年测定的普通水稻糙米样品检测数据范围内。

3.3.4 营养成份：

2007 年，农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）对在安徽、湖北与福建三地

种植的华恢 1 号转基因水稻与其亲本对照明恢 63 水稻进行了营养成分的检测。对每个

地区的转基因样品与非转基因样品的相应成分分别进行比较，并与历史数据对比，结果

表明，转基因水稻的主要成分（水分，灰分，蛋白质，脂肪，淀粉），氨基酸，脂肪酸，

矿物质，维生素等营养成分与亲本对照水稻相比，没有生物学意义上的显著差异，且两

种水稻的营养成分含量均在同个检测机构 2005 年至 2008 年测定的普通水稻糙米样品检

测数据范围内（详见附件）。

农业部农产品质量监督检验测试中心（武汉）进行的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗

灰份、维生素 B1、维生素 B2 和 17 种氨基酸等营养成分的含量分析的结果也显示转基

因水稻华恢 1 号与其亲本无显著性差异。

3.3.5 抗生素抗性：

华恢 1 号选育过程中，潮霉素抗性标记基因（hph）已通过自交重组的方法从基因

组中剔除；基因组中有部分氨苄青霉素抗性基因序列，但缺少启动子及其编码序列 5’

端的 208 个碱基，该片段不具有转录和翻译功能。因此，转基因水稻华恢 1 号不存在潮

霉素和氨苄青霉素耐药性问题。

3.3.6 对人体和食品安全性的其它影响：

3.3.6.1 转基因水稻及其产品的主要成分对人群的摄入水平及相应的营养作用:

迄今为止，对华恢 1 号转基因水稻的遗传稳定性、农艺性状、食品成分分析和潜在

毒性或过敏性已进行了广泛的评价，未发现非预期的效应。除其中引入的抗虫性状外，

试验表明，华恢 1 号转基因水稻其它性状和传统对照水稻无实质性差异。

栽培水稻的种子可作为人类的粮食，全球半数以上人口以稻米为主食。稻米便于加

工、运输和储藏，是最重要的商品粮之一。稻米的淀粉粒小，易于消化吸收，稻米中还

含有蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等，各种营养成分配合相对比较合理，且可消化率

和吸收率都较高，因此可以作为优良的畜禽饲料。稻谷还是重要的加工、酿造业原料。

米糠可用于提炼糠油。转基因水稻在加工方式与用途上与其亲本水稻及其他传统水稻无

差异。

与其它禾本科传统食品一样，稻米主要提供人体所必须能量，同时也提供人体所必

须的脂肪酸、氨基酸和蛋白质，用于维持人体的正常生理代谢。对转基因水稻华恢 1 号

和亲本的蛋白质、碳水化合物、脂肪酸、维生素、矿物质的分析结果表明，在这些营养

成分的含量上，二者没有生物学上的显著差异。

因此，转基因水稻华恢 1 号和亲本在人体摄入水平及营养作用方面无明显差异。

3.3.6.2 转基因水稻及其产品的主要成分的生物利用率：

人类食用水稻已有几千年的历史，对水稻中的主要营养成分可以很好地吸收利用。

由于转基因水稻华恢 1 号产品主要提供人体所需要的能量，其他营养成分可以作为人体

所需要营养的一部分，以补充人体所需要的其他营养。转基因水稻与非转基因水稻在营

养成分上无明显差异，表明转基因水稻不会因为外源基因的插入影响其主要成分的作

用。

已经进行的大鼠 90 天喂养试验中，华恢 1 号各剂量组雌雄大鼠体重、食物利用率、

进食量与相应剂量亲本稻米对照组比较差异无显著性，说明华恢 1 号转基因水稻对动物

体重、进食量、食物利用率无明显影响，大鼠对转基因水稻的生物利用率与其亲本水稻

无显著性差异（详见 3.3.1.2）。因此，其他哺乳动物及人类对转基因水稻的生物利用率

不会受到影响。

3.3.6.3 转基因水稻产品中外来化合物蓄积资料:

水稻生产中为了防治病虫害大量使用农药的情况越来越严重，农药在稻米中的残

留会对消费者的身心健康产生不利影响。同时，土壤、空气、灌溉水中的重金属含量会

对水稻的生产及安全性造成影响，如水稻能选择性的优先吸收镉，使其籽粒中镉含量升

高，从而造成潜在的食品安全性问题。

2007 年，农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）对在三地种植的华恢 1 号

转基因水稻与其亲本对照明恢 63 水稻进行了进行了农药（甲胺磷、克百威、毒死蜱、

噻嗪酮、三环唑、吡虫啉）与重金属（铅、砷、镉、汞、硒）检测。结果显示，宣城华

恢 1 号的硒、铅、镉比参考范围偏高，荆州地区华恢 1 号的铅含量与福州地区华恢 1 号

的汞含量比参考范围偏低，但以上差异与亲本对照相差不大，且在三个地区随机出现，

不具有品种相关性。对转基因水稻华恢 1 号与非转基因水稻对照明恢 63 的农药残留检

测中，杀虫双有微量检出（转基因水稻华恢 1 号为 0.02 mg/kg，非转基因水稻对照明恢

63 为 0.024 mg/kg），且转基因水稻与亲本对照在杀虫双农药残留上差异不显著。其余农

药均未检出残留。转基因水稻华恢 1 号与非转基因对照明恢 63 的农药残留和重金属含

量未见明显差异（详见附件）。

3.4 根据上述评价，参照本办法第十三条有关标准划分转基因植物的安全等级

根据上述评价，该植物的安全等级为Ⅱ级。

4 转基因植物产品食用安全性评价

4.1 生产、加工活动对转基因植物安全性的影响：

转基因水稻的产品可能包括：稻种、稻草、稻米及其加工制品。稻种可以作为繁殖

材料，而稻草可以作为饲料，稻米及其加工制品主要作为人类食物。

转基因水稻在储运、加工方式与用途上与其亲本水稻及其他传统水稻无差异，不会

在生产、加工过程中引入新的安全隐患。

栽培水稻的种子可作为人类的粮食，全球半数以上人口以稻米为主食。稻米便于加

工、运输和储藏，是最重要的商品粮之一，也可以作为优良的畜禽饲料，还是重要的加

工、酿造业原料。除了传统的食用与加工方法，随着我国在方便食品和功能性食品方面

的发展，产品的品种日益多样化，加工技术多样化（速冻、微波、保鲜、休闲、调味食

品等）与米糠、米胚和稻壳资源的综合利用，开发出米蛋白，米淀粉，米糠营养油，米

糠多糖，膳食纤维以及谷维醇等功能性食品。转基因水稻华恢 1 号与其亲本在营养成分

上无明显差异，可以与传统水稻一样用于以上加工过程。

传统水稻储存中的食用安全性问题是真菌污染，熏蒸剂等化学试剂污染，脂类物质

酸败引起谷物变质等；在加工过程中的主要食用安全性问题是加工设备的润滑油泄露、

表面油漆脱落以及非法使用漂白剂、工业油质等添加剂，混入无机杂质、有机杂质，以

及对变质大米进行各种对人体有害的处理。这些问题主要是人为或者是天然变质造成的

安全性问题，对于转基因水稻不具有针对性。

4.2 转基因植物产品的稳定性：

该转基因水稻产品具有与正常水稻产品的稳定性无差异。

4.3 转基因植物产品与转基因植物在环境安全性方面的差异：

Bt 汕优 63 与普通杂交水稻相比减少了农药污染，其稻米与植株都同样带有

cry1Ab/Ac 基因。转基因水稻主要表现在大田对鳞翅目害虫的抗性，而转基因产品稻谷

可能对仓储鳞翅目昆虫有一定的抗性作用，它们对非鳞翅目害虫均无任何抗性。

4.4 转基因植物产品与转基因植物在对人类健康影响方面的差异；

用华恢 1 号稻米喂养大鼠 90 天后，与明恢 63 相比，未发现转基因稻米对大鼠的体

重、食物利用率、血液学和血生化指标、脏器系数、病理学变化等指标产生不利影响。

华恢 1 号稻谷的短期喂养试验、遗传毒性试验、三代繁殖试验、慢性毒性试验结果表明，

转基因稻谷对受试动物包括它们在任何一代的胚胎没有急性、进行性或不可逆性毒性和

致畸、致癌作用。动物试验的结果说明华恢 1 号转基因水稻对人类的健康具有潜在不良

影响的可能性很小。

4.5 参照本办法第十四条有关标准划分转基因植物产品的安全等级。

Bt 汕优 63 稻米及其制品、收获后残留植株的安全等级为 I 级，而稻种安全等级为

II 级。

六、相关附件资料

附件 1

转 cry1Ab/Ac 基因抗虫杂交稻组合 Bt 汕优 63 综合评价报告

一、摘要

转 cry1Ab/Ac 基因抗虫杂交稻组合 Bt 汕优 63 是转 cry1Ab/Ac 基因抗虫恢复系华恢 1 号和不育系

珍汕 97A 所配的杂交组合。华恢 1 号是华中农业大学培育的无标记基因抗虫转基因水稻品系。其原

始转化事件为 TT51，同于华恢 1 号的无标记基因株系为 TT51-1。

基因操作所用的受体品种是杂交稻恢复系明恢 63；所用的目的基因是由中国农科院生物工程中

心范云六院士等人工合成的 cry1Ab/Ac 融合蛋白基因，它的表达产物能够专一而且有效地控制水稻

二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等水稻鳞翅目害虫；所用的标记基因为潮霉素磷酸转移酶基因 hph，

提供对潮霉素 B 的抗性。目的基因和标记基因是经基因枪介导的双质粒共转化法导入受体品种的，

由于发生了独立整合，使抗潮霉素的标记基因因自交分离而未遗传给华恢 1 号。

分子特征分析表明，整合到华恢 1 号的插入序列的全长为 9.818kb，其整合位点位于水稻第 10

染色体第 5354669 至 5354670 碱基之间。插入序列包含一个完整和一个不完整的 cry1Ab/Ac 融合蛋

白基因以及一个不完整的来源于载体序列的抗氨苄霉素标记基因（AmpR）片段。由于比完整的 Amp

R

基因少了 208bp，且没有启动子，因此，该片段并不能转录为相应的 mRNA 和表达相应的蛋白，且

被表达检测试验所证实。

遗传稳定性分析表明，插入序列服从孟德尔单位点的遗传规律，且目的基因能在根、茎、叶、

花、种子等组织器官中稳定地表达。在叶片中检测的表达量为可溶性蛋白质的 0.01%。自华恢 1 号

选育以来，在近 10 年的种植过程中，从未观察到插入的外源目的基因 cry1Ab/Ac 发生基因沉默的现

象。

田间观察和环境安全性试验分析表明，Bt 汕优 63 高抗稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟等水稻鳞翅

目害虫；Bt 汕优 63 与汕优 63 相比，在生存竞争能力、向野生稻和杂草稻发生基因漂流可能形成的

环境影响、对稻飞虱等非靶标害虫的影响、对稻田蜘蛛等天敌和有益昆虫的影响、对稻田节肢动物

多样性等的影响方面，其环境安全性水平没有发现明显的改变，对农田生态和环境产生不良影响的

可能性小。

食用安全性分析表明，华恢 1 号稻米关键营养成分和抗营养因子具有与传统大米等同的营养价

值；用 Cry1Ab/Ac 蛋白经口灌胃小鼠和经 90 天喂养含高、中、低剂量华恢 1 号稻谷的大鼠未观察到

生长异常；Cry1Ab/Ac 蛋白在体外模拟胃肠液中易消化，其氨基酸序列与已知过敏原的氨基酸序列

无同源性，潜在过敏性低。现有数据还表明，华恢 1 号稻米对农药、重金属没有富集作用。综合分

析认为，华恢 1 号所配杂交组合 Bt 汕优 63 对哺乳动物和人体健康不会产生不良影响。

二、受体生物学特性

此报告涉及的受体生物为水稻，在分类上属于单子叶植物纲颖花目禾本科(Gramineae) 稻属

(Oryza)。水稻栽培种有 2 个，即普通栽培稻(Oryza sativa L)或称亚洲栽培稻和非洲栽培稻(0ryza

glaberrima Steud)。普通栽培稻主要分布于亚洲，在世界各地都有种植，非洲栽培稻仅在西非有少量

栽培。水稻的野生近缘种有 20～25 个，其中，在中国境内发现的有三种，即普通野生稻（Oryza nivara

L.）、药用野生稻（Oryza officinalis L.）和疣粒野生稻（Oryza minuta L.）。尽管普通野生稻在我国的

地域分布上可南起海南三亚（18°09 N），北至江西东乡（28°14 N）,西起云南盈江（97°56 E），东至

台湾桃园（121°15 E），但各地均只有零星生长。一般认为，普通栽培稻是由普通野生稻进化而来，

因此，两者的亲缘关系近、异交结实率较高。

中国是世界水稻生产大国，常年水稻种植面积约占粮食作物播种面积的 1/3，占世界水稻面积的

20%，居世界第二；年度稻谷总产量约占我国粮食总产量的 41%，占世界稻谷总产的 31%，居世界

第一。

Bt 汕优 63 是基于优势杂交组合汕优 63（珍汕 97A/明恢 63）通过转基因改良的抗虫杂交水稻。

汕优 63 是福建省三明市农业科学研究所于 1981 年育成，该组合属于迟熟中籼类型。汕优 63 典型的

农艺特征为：株高 110 厘米左右，株形适中，叶片稍宽，剑叶挺直，叶色较淡，茎秆粗壮，分蘖力

较强，每公顷有效穗 270 万穗，每穗 120－130 粒，结实率 80%以上，千粒重 29 克，抗稻瘟病，中

抗白叶枯病和稻飞虱。该组合具有良好的株叶形态、丰产性和抗性，作中稻一般每公顷产量为 7500

千克，高产者可达 8250 千克以上，曾经是我国杂交水稻种植面积发展最快、种植面积最大的组合之

一。

三、基因操作

此报告涉及的转基因植物为 Bt 汕优 63。Bt 汕优 63 是转基因抗虫恢复系华恢 1 号和不育系珍汕

97A 所配的杂交组合。华恢 1 号的原始转化事件为 TT51，通过自交分离获得的等同于华恢 1 号的无

标记基因株系为 TT51-1。

基因操作所用的受体品种是汕优 63 的恢复系明恢 63；所用的目的基因是由中国农科院生物工

程中心范云六院士等人工合成的 cry1Ab/Ac 融合蛋白基因，cry1Ab/Ac 的表达产物能够专一而且有效

地控制水稻二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等水稻鳞翅目害虫。所用的标记基因为潮霉素磷酸转移酶

基因 hph，提供对潮霉素 B 的抗性。目的基因和标记基因是经基因枪介导的双质粒共转化法导入受

体品种的，由于发生了独立整合，使抗潮霉素标记基因因自交分离而未遗传给华恢 1 号。

用于华恢 1 号转化的 cry1Ab/Ac 融合蛋白基因的功能表达单位主要由三部分组成：包括包含第

一外显子和第一内含子在内的水稻 actin I 启动子、cry1Ab/Ac 编码序列和人工合成的农杆菌胭脂碱合

成酶基因（nos）终止子。该功能表达单位的结构示意图和各元件的大小如图 1 所示。

图 1 cry1Ab/Ac 融合蛋白基因的功能表达单位。图中箭头所示为转录方向。

回交转育和遗传分析表明，插入序列服从单位点的孟德尔遗传，且能通过花粉传递。这表明外

源的 cry1Ab/Ac 基因已稳定地整合到核基因组中。

另外，插入的 cry1Ab/Ac 基因在华恢 1 号中的表达不具有组织和发育特异性，稻株的各器官，

如根、茎、叶、花、种子等均能稳定表达 Cry1Ab/Ac 融合蛋白。在叶片中检测到的与期望分子量大

小（60kDa）一致的有效表达量约占可溶性蛋白质的 0.01%（附件 4）。

四、遗传稳定性

目的基因整合的稳定性。在回交转育过程中观察到，华恢 1 号中整合的 cry1Ab/Ac 基因与其它

核基因一样可以通过花粉传递，且在回交 1 代群体中呈现单位点孟德尔遗传，表明外源 cry1Ab/Ac

基因已稳定地整合到核基因组中。

目的基因表达的稳定性。研究表明插入的 cry1Ab/Ac 基因在华恢 1 号中的表达不具有组织和发

育特异性，稻株的各器官，如根、茎、叶、花、种子等均能稳定表达 Cry1Ab/Ac 融合蛋白。自华恢

1 号选育以来，在近 10 年的试验过程中，从未观察到插入的外源目的基因 cry1Ab/Ac 发生基因沉默

的现象。

2000 年，Western 杂交分析表明华恢 1 号叶片中 Cry1Ab/Ac 的有效表达量约占可溶性蛋白质的

0.01%。2008 年 ELISA 分析证实目的基因在不同生态点（荆州、福州和宣城）和不同生长时期（分

蘖期、拔节期、齐穗期和成熟期）采样的根、茎、叶、颍果等 4 种组织器官中均有表达，其平均表

达量分别为 0.25~0.92 、1.26~1.83、1.88~2.36 和 1.58~1.85μg/g。

目标性状表现的稳定性。自华恢 1 号选育以来，其所配组合 Bt 汕优 63 先后进行了中间试验、

环境释放试验、大田生产性试验。各阶段的试验结果均表明汕优 63 无论是对人工大虫量接种的三化

螟一龄幼虫（2 卵块/株）还是对自然发生的二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫均有显著而

且稳定的抗性。与汕优 63 对照相比，Bt 汕优 63 对二化螟、三化螟的抗虫效果达 90％以上；对稻纵

卷叶螟的抗虫效果达 80％以上。

Actin I (1393bp) cry1Ab/Ac (1830bp) Nos-T

(271bp)

多克隆位点（37bp） 多克隆位点（17bp）

2007～2008 年，第三方检测验证试验在湖北荆州、福建福州和安徽宣城进行，结果表明，Bt

汕优 63 对主要水稻鳞翅目钻蛀害虫螟虫（二化螟、三化螟）和稻纵卷叶螟的抗性显著，田间控制效

果分别为 88%～100%、81%～100%；对次要鳞翅目害虫稻苞虫亦有明显的抗虫效果（附件 9）。

五、环境安全评价

1、生存竞争能力

与对照汕优 63 相比，Bt 汕优 63 的主要农艺性状如株型、株高、生育期、结实率、产量和适应

性等均无明显变化（附件 6）。另外，Bt 汕优 63 在有性繁殖特性、授粉方式、异交结实率和花粉的

离体生存和传播能力、休眠性、落粒性和越冬能力等方面均无明显的改变。

在抗病虫方面，Bt 汕优 63 除对鳞翅目害虫有显著的抗性外，对稻飞虱等非靶标害虫、对稻田蜘

蛛等天敌和有益昆虫、对稻田节肢动物等的多样性方面，其环境安全性水平没有发生明显的变化；

对水稻的主要病害包括水稻纹枯病、稻曲病、稻瘟病和白叶枯病等的发生也未见有差异（附件 9）。

汕优 63 是我国长江流域及以南区域种植的一种籼稻三系杂交组合。在自然条件下，籼稻与同种

或近缘野生种的天然异交率一致，通常为 0.2～4％，但与在中国分布的三种野生稻之间的杂种不育。

栽培稻与杂草稻之间的异交率也低于 0.3%。因此，Bt 汕优 63 的抗虫基因通过天然异交途径逃逸到

野生近缘属种的可能性较小。

2、基因漂移

水稻是典型的自花授粉作物，散出的花粉虽然可借助风媒传播，但由于在空气中的存活时间一

般仅为 5min，极个别情况下可达 15 min），因而，大大限制了其远距离传播的可能性。

外源基因向非转基因栽培稻漂流的可能性。系统研究数据表明，在相邻种植的条件下，转基因

向籼粳稻常规品种和杂交品种的基因漂流频率均在 1%以下，向中 9A、博 A、泗稻 8A 等不育系的

基因漂流频率可达 30～90%，向异交结实率低的培矮 64S 等不育系的基因漂流频率<10%。基因漂流

频率随距离增加而呈指数下降，并与风速、风向有关。另外，水稻基因漂流的最大距离因不同受体

材料而异，常规稻和杂交稻品种为 1～100 m，不育系为 4～320 m。花期隔离可有效降低基因漂流频

率至零。

外源转基因向野生稻漂流的可能性。在我国生长的药用野生稻 O. officinalis （CC 基因组）和疣

粒野生稻 O. minuta（GG 基因组）因其基因组与栽培稻不同，彼此间的杂交不育，因而阻断了外源

转基因向这两种野生稻漂流的可能性。在自然环境中多年生普通野生稻 Oryza nivara（AA 基因组）

接受明恢 63 基因流的频率＜3%（卢宝荣等，2003）。栽培稻花粉散布距离是有限的，当风速为 10m

／s（约为 5 级风）时，栽培稻花粉的最大传播距离为 110m（卢宝荣等，2003）。因此，在转基因稻

和其野生近缘种之间采取大于 110m 的空间隔离，或利用其他高秆作物设立隔离带，便能有效地避

免转基因稻的外源基因向野生稻漂移（卢宝荣等，2003）。

外源转基因向禾本科杂草漂流的可能性。贾士荣等（2007）曾连续 5 年采集与种植转基因抗 Basta

除草剂水稻长期共生的稗草种子，播种出苗后，自三叶期起先后喷施 500、500、800 ppm 的 Basta

溶液 3 次，结果总共 5 万多株稗草幼苗全部死亡；宋小玲等（2002）人工地将转基因花粉授在稗草

柱头上，但因花粉粒不萌发或花粉管停止生长，杂交结实率为零。这些数据说明转基因水稻向稗草

的基因漂流频率为零。

属内种间和种内亚种及品种间的基因漂流历来存在，它是植物进化的动力。基因漂流本身并不

等于环境风险，而是它可能引起的环境风险。这往往取决于基因的种类、基因所提供的性状、以及

转基因植物释放的环境。目前，并没有任何确切的数据表明来源于苏云金芽胞杆菌的 cry1 类杀虫蛋

白在农业生产中的直接（作为生物农药）和间接（通过转基因）应用对环境安全有不良影响。

外源转基因向其他物种漂流的可能性。目前已有的实验数据都不能证明外源转基因可由植物向

动物和微生物发生水平转移(Schlüter et al., 1995; Nielsen et al., 1998; Bertolla and Simonet, 1999;

Gebhard and Smalla, 1999)。

3、对靶标和非靶标生物的影响

田间观察和环境安全性试验分析表明，Bt 汕优 63 高抗稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟等水稻鳞翅

目害虫。与汕优 63 相比，Bt 汕优 63 对稻飞虱等非靶标害虫的影响、对稻田蜘蛛等天敌和有益昆虫

的影响、对稻田节肢动物生物多样性的影响等方面，其环境安全性水平没有差异，对农田生态和环

境产生不良影响的可能性小（附件 9）。

六、食用安全评价

1、营养学评价

2007 年对在福建、湖北和安徽三地种植的华恢 1 号与对照明恢 63 进行了营养成分的检测，包

括主要成分（水分、灰分、蛋白质、脂肪、淀粉）、微量营养成分（氨基酸、脂肪酸、矿物质、维生

素）以及抗营养因子（胰蛋白酶抑制剂和植酸）。结果表明，华恢 1 号的主要营养成分和抗营养因子

与对照明恢 63 相比，没有生物学意义上的差异（附件 10）。

2、毒理学评价

对原核表达及水稻来源的 Cry1Ab/Ac 蛋白的表观分子量、免疫原性、糖基化和生物活性测定的

结果表明，两种来源的 Cry1Ab/Ac 蛋白具有实质等同性。在此基础上，对原核表达的 Cry1Ab/Ac 蛋

白进行了急性毒性试验，结果表明，该蛋白的 LD50≥5 g/kg•bw。根据毒性分级，该蛋白属实际无毒

（附件 10）。

用华恢 1 号稻米喂养大鼠 90 天后，与明恢 63 相比，未发现转基因稻米对大鼠的体重、食物利

用率、血液学和血生化指标、脏器系数、病理学变化等指标产生不利影响。华恢 1 号稻谷的短期喂

养试验、遗传毒性试验、三代繁殖试验、慢性毒性试验结果表明，转基因稻谷对受试动物以及它们

后代的胚胎没有急性、进行性或不可逆性毒性和致畸、致癌作用（附件 10）。

动物试验的结果说明华恢 1 号转基因水稻对人类的健康具有潜在不良影响的可能性很小。因此，

其所配组合 Bt 汕优 63 对人类健康具有潜在不良影响的可能性也同样很小。

3、致敏性评价

人类认识 Bt 蛋白的来源生物苏云金芽胞杆菌的历史已有百年，使用 Bt 制剂作为生物杀虫剂的

安全使用记录已有 70 多年，大规模种植和应用 Bt 作物已经超过 10 年。其间没有苏云金芽胞杆菌及

其蛋白引起过敏反应的报告，也没有与生产含有苏云金芽胞杆菌的产品有关的职业性过敏反应的纪

录。以上资料表明，Cry1Ab/Ac 蛋白没有引起过敏反应的证据。

对 Cry1Ab/Ac 蛋白与已知致敏原的氨基酸序列同源性进行比较的结果显示，Cry1Ab/Ac 蛋白与

已知致敏原无序列相似性。

对 Cry1Ab/Ac 蛋白进行的体外模拟胃肠道消化试验的结果显示，该蛋白在模拟胃液与模拟肠液

中于 15S 内迅速降解，不具有消化稳定性（附件 10）。

综上所述，转基因水稻华恢 1 号中的 Cry1Ab/Ac 蛋白具有引起过敏反应的可能性很小。因此，

其所配组合 Bt 汕优 63 中的 Cry1Ab/Ac 蛋白具有引起过敏反应的可能性也很小。

4、抗生素抗性

华恢 1 号选育过程中，潮霉素抗性标记基因（hph）已通过自交重组的方法从基因组中剔除；基

因组中有部分氨苄青霉素抗性基因序列，但缺少启动子及其编码序列 5’端的 208 个碱基，该片段不

具有转录和翻译功能。因此，华恢 1 号所配组合 Bt 汕优 63 不存在潮霉素和氨苄青霉素耐药性问题。

5、重金属与农药残留

2007 年对三地取样的华恢 1 号及明恢 63 的有毒重金属（汞、硒、铅、镉、砷）和农药残留的

检测，未发现华恢 1 号对重金属有富集作用，其农药残留与对照明恢 63 相比也没有差异。华恢 1 号

水稻对重金属和农药无富集作用。因此，其所配组合 Bt 汕优 63 也对重金属和农药无富集作用。

八、非预期效应

分子分析结果显示，华恢 1 号基因组中除了整合有 2 拷贝外源目的基因 cry1Ab/Ac 基因外，还

整合有部分载体序列，其中包含一段不完全整合的抗氨苄青霉素标记基因的编码序列。但由于它缺

失了从起始密码子至中间的长度为 208bp 的片段，且没有启动子序列，经 RT-PCR 和 Northern 分析

证实该不完全序列并不能转录 mRNA。

在华恢 1 号基因组中，目的基因表达后引起华恢 1 号的叶色变淡，株高轻微增高和生育期略微

延长等非预期效应。但是，这些非预期效应没有出现在 Bt 汕优 63 中。与汕优 63 相比，Bt 汕优 63

的叶色正常。主要农艺性状包括株高、产量、生育期、适应性、有性繁殖特性、授粉方式、异交结

实率、花粉的离体生存和传播能力、休眠性、落粒性和越冬能力等方面也没有发现明显的改变。

九、生产应用前景及拟采取的安全监控措施

无标记基因的转基因抗虫恢复系华恢 1 号自 1998 年培育出来后，华恢 1 号和 Bt 汕优 63 从 1999

至今先后在湖北、安徽、江西、湖南和福建等省区进行了多年、多点、多次的中间试验、环境释放

实验、生产性试验以及第三方检测验证试验，完成了分子特征分析、遗传稳定性评价、环境安全和

食用安全评价等一系列试验，获得了插入位点和插入序列及其遗传与表达稳定性的准确数据。所有

的田间观测结果均一致地表明华恢 1 号及 Bt 汕优 63 对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等水稻鳞翅目

靶标害虫的抗性显著；Bt 汕优 63 与汕优 63 相比，其环境安全性水平没有发现明显的变化，对哺乳

动物和人类健康不会产生不良影响。这为 Bt 汕优 63 在生产上的应用奠定了坚实的理论基础。

华恢 1 号的受体品种明恢 63 及其所配杂交组合汕优 63，历史上曾是是我国三系杂交稻组合中

单产最高、推广面积最大的一个杂交稻品种。品种年度推广面积曾高达 700 万公顷以上。然而，象

所有其它水稻品种或组合一样，其巨大的生产潜力往往因水稻害虫尤其是螟虫等鳞翅目害虫的危害

而出现较大的波动，导致高产而不稳产。另外，化学防治虽然是过去几十年里人们一直沿用的方法，

但其高成本、高残毒和相对的低效用愈来愈为人们所关注。转基因抗虫恢复系华恢 1 号及其杂交组

合 Bt 汕优 63 的培育正是为了改进杂交组合汕优 63 的抗鳞翅目害虫性能而研制的。由于高效抗虫，

它能有效地改善其所配杂交组合的丰产和稳产性能，减少农药使用量，节约生产成本，从而使农民

能真正增产增收。因而，它的推广应用前景无疑将是十分广阔的。

为了积极配合 Bt 汕优 63 的推广应用，将拟订采取如下安全监控措施：

1. 实行严格的种子登记制度，禁止个人的种子买卖行为；在没有得到国家批准前，严防种子流入

临近省份，特别是南方有野生稻分布的省份；

2. 积极开发、选育新的抗虫品种，包括使用不同的抗虫基因，以防遗传背景过分单一招致严重的

因抗虫性丧失而造成严重损失的后果；

3. 对品种释放地进行严密跟踪观察，及时发现问题及时解决；同时，与推广区的县、乡、镇和农

户保持良好的沟通渠道，并为他们提供及时的技术指导，以使 Bt 汕优 63 得到正确的利用和种

植。

4. 加强对害虫产生抗虫性的研究、监控与监测。

附件 2 目的基因的核苷酸序列及其推导的氨基酸序列

1．目的基因的核苷酸序列

用于转化的目的基因 cry1Ab/Ac 是由中国农科院生物技术中心范云六院士等人用

cry1Ab 和 cry1Ac 融合而成并提供使用。该基因由 1833 个碱基组成，其中，A、T、G、

C 四个碱基的组成比率为 476：479：401：477。其全基因序列如下：

ATGGACAACAACTGCAGGCCATACAACTGCTTGAGTAACCCAGAAGTTGAAGTACTTGGT 60

GGAGAACGCATTGAAACCGGTTACACTCCCATCGACATCTCCTTGTCCTTGACACAGTTT 120

CTGCTCAGCGAGTTCGTGCCAGGTGCTGGGTTCGTTCTCGGACTAGTTGACATCATCTGG 180

GGTATCTTTGGTCCATCTCAATGGGATGCATTCCTGGTGCAAATTGAGCAGTTGATCAAC 240

CAGAGGATCGAAGAGTTCGCCAGGAACCAGGCCATCTCTAGGTTGGAAGGATTGAGCAAT 300

CTCTACCAAATCTATGCAGAGAGCTTCAGAGAGTGGGAAGCCGATCCTACTAACCCAGCT 360

CTCCGCGAGGAAATGCGTATTCAATTCAACGACATGAACAGCGCCTTGACCACAGCTATC 420

CCATTGTTCGCAGTCCAGAACTACCAAGTTCCTCTCTTGTCCGTGTACGTTCAAGCAGCT 480

AATCTTCACCTCAGCGTGCTTCGAGACGTTAGCGTGTTTGGGCAAAGGTGGGGATTCGAT 540

GCTGCAACCATCAATAGCCGTTACAACGACCTTACTAGGCTGATTGGAAACTACACCGAC 600

CACGCTGTTCGTTGGTACAACACTGGCTTGGAGCGTGTCTGGGGTCCTGATTCTAGAGAT 660

TGGATTAGATACAACCAGTTCAGGAGAGAATTGACCCTCACAGTTTTGGACATTGTGTCT 720

CTCTTCCCGAACTATGACTCCAGAACCTACCCTATCCGTACAGTGTCCCAACTTACCAGA 780

GAAATCTATACTAACCCAGTTCTTGAGAACTTCGACGGTAGCTTCCGTGGTTCTGCCCAA 840

GGTATCGAAGGCTCCATCAGGAGCCCACACTTGATGGACATCTTGAACAGCATAACTATC 900

TACACCGATGATCACAGAGGAGAGTATTACTGGTCTGGACACCAGATCATGGCCTCTCCA 960

GTTGGATTCAGCGGGCCCGAATTCACCTTTCCTCTCTATGGAACTATGGGAAACGCCGCT 1020

CCACAACAACGTATCGTTGCTCAACTAGGTCAGGGTGTCTACAGAACCTTGTCTTCCACC 1080

TTGTACAGAAGACCCTTCAATATCGGTATCAACAACCAGCAACTTTCCGTTCTTGACGGA 1140

ACAGAGTTCGCCGATGGAACCTCTTCTAACTTGCCATCCGCTGTTTACAGAAAGAGCGGA 1200

ACCGTTGATTCCTTGGACGAAATCCCACCACAGAACAACAATGTGCCACCCAGGCAAGGA 1260

TTCTCCCACAGGTTGAGCCACGTGTCCATGTTCCGTTCCGGATTCAGCAACAGTTCCGTG 1320

AGCATCATCAGGGCTCCTATGTTCTCTTGGATACACCGTAGTGCTGAGTTCAACAACATC 1380

ATCGCATCCGATAGTATTACTCAAATCCCTGCAGTGAAGGGAAACTTTCTCTTCAACGGT 1440

TCTGTCATTTCAGGACCAGGATTCACTGGTGGAGACCTCGTTAGACTCAACAGCAGTGGA 1500

AATAACATTCAGAATAGAGGGTATATTGAAGTTCCAATTCACTTCCCATCCACATCTACC 1560

AGATATAGAGTTCGTGTGAGGTATGCTTCTGTGACCCCTATTCACCTCAACGTTAATTGG 1620

GGTAATTCATCCATCTTCTCCAATACAGTTCCAGCTACAGCTACCTCCTTGGATAATCTC 1680

CAATCCAGCGATTTCGGTTACTTTGAAAGTGCCAATGCTTTTACATCTTCACTCGGTAAC 1740

ATCGTGGGTGTTAGAAACTTTAGTGGGACTGCAGGAGTGATTATCGACAGATTCGAGTTC 1800

ATTCCAGTTACTGCAACACTCGAGGCTGAATAA 1833

2．推导的目的基因蛋白质序列

推导的目的基因蛋白质序列共由 610 个氨基酸残基组成。其中前 489 个氨基酸残基

来自于 Cry1Ab，而后 121 个氨基酸残基则来自于 Cry1Ac。其序列如下：

MDNNCRPYNCLSNPEVEVLGGERIETGYTPIDISLSLTQFLLSEFVPGAGFVLGLVDIIW （60）

GIFGPSQWDAFLVQIEQLINQRIEEFARNDAISRLEGLSNLYQIYAESFREWEADPTNPA （120）

LREEMRIQFNDMNSALTTAIPLFAVQNYQVPLLSVYVQAANLHLSVLRDVSVFGQRWGFD （180）

AATINSRYNDLTRLIGNYTDHAVRWYNTGLERVWGPDSRDWIRYNQFRRELTLTVLDIVS （240）

LFPNYDSRTYPIRTVSQLTREIYTNPVLENFDGSFRGSAQGIEGSIRSPHLMDILNSITI （300）

YTDDHRGEYYWSGHQIMASPVGFSGPEFTFPLYGTMGNAAPQQRIVAQLGQGVYRTLSST （360）

LYRRPFNIGINNQQLSVLDGTEFADGTSSNLPSAVYRKSGTVDSLDEIPPQNNNVPPRQG （420）

FSHRLSHVSMFRSGFSNSSVSIIRAPMFSWIHRSAEFNNIIASDSITQIPAVRGNFLFNG （480）

SVISGPGFTGGDLVRLNSSGNNIQNRGYIEVPINFPSTSTRYRVRVRYASVTPIHLNVNW （540）

GNSSIFSNTVPATATSLDNLQSSDFGYFESANAFTSSLGNIVGVRNFSGTAGVIIDRFEF （600）

IPVTATLEAE (610)

附件 3 目的基因与载体构建的图谱

用于转化的目的基因和标记基因与载体的构建图谱见图 1a&b。

图 1. 目的基因 cry1Ab/Ac 与载体构建的图谱

图 2. 标记基因 hph 与载体构建的图谱

1

pFHBT1

5974bp

ActinⅠpromoter

and intron

cry1Ab/Ac

Ampr

NosT

Ori

BamHⅠ(1108)

(3564) ClaⅠ

Hind Ⅲ (1417)

Hind Ⅲ (5968)

(3284) KpnⅠ

SstⅠ(912)

(3290) SstⅠ

(5956) XhoⅠ

附件 4 目的基因与植物基因组整合及其表达的分子检测或鉴定结果（PCR 检测、

Southern 杂交分析、Northern 或 Western 分析结果和目的基因产物表达结果）

1．目的基因的整合情况

Southern 杂交表明，大小为 1.8 kb 的期望的 Bt 转基因拷贝整合到受体基因组中（见

图 2 中的 TT51 单株）。

图 2. 转基因当代植株的 Southern 杂交检测结果。5g 样本 DNA 和 30ng 质粒 DNA 经限制性核酸内

切酶 Hind III 和 SstⅠ酶解后与 Bt 探针杂交。

pFHBT1：含 cry1Ab/Ac 的质粒阳性对照；

NT：非转基因阴性对照。TT2-TT66：阳性转基因植株.箭头所示为期望的杂交带。

2．目的基因的表达情况

1) Western 分析

Western 分析表明，TT51-1 转基因系各单株均成呈阳性（图 3）。

2) 表达量估算

根据 Western 分析结果估算的 cry1Ab/Ac 杀虫蛋白总表达量[包括有效成分（图 3 中

的期望带）和无效成分（图 3 中的非期望带）] 约占可溶性蛋白的 0.01%；而有效成分

约为可溶性蛋白的 0.04%。

3．TT51-1 分离株中抗潮霉素标记基因及其所在整合位点的自交分离

1）PCR 扩增验证

PCR 扩增结果表明，TT51-1 没有大小为 0.72kb 的期望带（图 4）。证实 TT51-1 分

离株中的抗潮霉素标记基因及其所在的整合位点已被自交分离除去。

pF

HB

T1

NT

TT

2

TT

3

TT

10

TT

34

TT

35

TT

50

TT

51

TT

66

1.8 kb

图 3。TT51-1 转基因系的 Western 分析结果。上样量每泳道 50g 可溶性蛋白质。

cry1Ab toxin：结晶型纯 cry1Ab 毒蛋白；NT：阴性对照。TT51-1-1 至 TT51-1-7：

TT51-1 纯系的 7 个单株。箭头所指为期望的杂交带。

图 4.TT51-1 分离子及其后代无抗潮霉素标记基因的 PCR 验证结果。pROB5 和 pGL2RC7

分别为含抗潮霉素标记基因的阳性质粒对照。箭头所指为期望带。

2）Southern 杂交验证

用 Bt 基因探针杂交，TT51-1 及其用它作亲本生产的杂种 Bt 汕优 63 有阳性杂交信

号出现（图 5A），但用抗潮酶素标记基因探针杂交则没有阳性杂交信号出现（图 5B）。

进一步证实 TT51-1 分离株中的抗潮霉素标记基因及其所在的整合位点已被自交分离除

去。另外，从图 5A 中还可看出，当用 Bt 基因探针杂交时，在 HindIII/SstI 双酶酶切样

品中都有期望带出现，但在单酶（KpnI）或单端双酶（KpnI/ClaIH 和 PacI/ClaI）酶切样

品中，原始转转基因株 TT51 中的部分 Bt 转基因拷贝在其后代 TT51-1 中没有出现，说

明这些 Bt 基因拷贝已随抗潮霉素标记基因一起被分离出去。

4．抗潮霉素标记基因及其所在的整合位点被自交分离除去后，余下的 Bt 抗虫基因的整

合情况及染色体定位

综合限制性核酸内切酶酶切分析、等电点聚焦电泳分析和转基因拷贝间连接片段的

PCR 扩增长度分析等结果，推导出在抗潮霉素标记基因及其所在的转基因位点被自交分

离除去后。

T 8 T 1 0

Cry

1A

b 1

0n

g

Cry

1A

b 2

ng

NT

1 2 3 4 5 6 7

TT51-1

M (kDa)

66.0

46.0

30.0

60 kDa

T8

TT

51

-1

Min

gh

ui 6

3/ B

t

Sh

an

you

63

/Bt

1kb

lad

de

r

T0

TT

2

TT

3

TT

8

TT

34

1 k

b lad

de

r

pG

l2R

C7

M

inghui

63

63

Shan

you 6

3

TT

51

- 4

TT

51

- 5

TT

35

T

T51

pR

OB

5

0.72 kb

T1

图 5. TT51-1 分离子及其后代无抗潮霉素标记基因的 Southern 杂交验证结果.上图：用 cry1Ab/Ac 编码

序列作探针进行杂交；下图：用抗潮霉素基因编码作探针进行杂交。

HindIII/SstI KpnI PacI KpnI/ClaI PacI/ClaI

A

6.0 kb 7.6 kb

1.8 kb

4.5 kb

6.2 kb

22.0 kb

1.9 kb

6.2 kb

4.5 kb

4.3 kb

23.0 kb

1.1 kb

B

pF

HB

t1

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

-1-T

8

TT

51

-1-T

8

TT

51

-1-T

8

TT

51

-1-T

8

TT

51

TT

51

-1-T

8

Sh

any

ou

63

/Bt

Sh

any

ou

63

/Bt

Sh

any

ou

63

/Bt

Sh

any

ou

63

/Bt

Sh

any

ou

63

/Bt

附件 5 转基因性状及其产物的检测和鉴定技术

1．转基因产物的检测和鉴定技术

1）DNA 检测

利用 PCR 扩增两个 Bt 转基因拷贝之间的连接片段进行检测，并可作为本转基因系

的特异检测技术。

a）水稻基因组 DNA 的抽提

按常规的 CTAB 方法或各种快速抽提法进行即可。

b） PCR 反应体系：模板 DNA 100 ng；引物-正向：200 nM，反向：200 nM；Tris-SO4(pH9.1)

60mM；(NH4)2SO4 18mM；MgSO4 1.8mM；含延伸酶的 Taq 聚合酶 1 l。总反应体积

50 l。

c）PCR 反应程序：94C，30 秒。其中 94C ，30 秒；60C，30 秒；68C，3 分钟；共

30 循环。然后 72C，5 分钟，最后 4C，保存。

d）预期结果见图 7

图 7. 期望的扩增结果。

2）蛋白质检测

a）Bt 抗虫蛋白的抽提

称取 0.5-0.8g 转基因和非转基因对照植株的新鲜叶片或茎杆组织，在 4℃条件下于

抽提液[1.0-1.5ml 0.05M Tris-HCl (pH7.0), 10%（v/v）甘油和 0.1mM PMSF]中加石英砂磨

碎至匀浆。然后，在 13000rpm 条件下离心 10 分钟，收集上清液在同样条件下再离心

10 分钟。取上清液保存备用

b）总可溶性蛋白浓度测定

以牛血清作标准，用 PIERCE 公司生产的 BCA 蛋白质分析试剂盒按厂家提供的程

序于生物学分光光度计上测定抽提的上清液中的总可溶性蛋白的浓度

Min

ghui

63/c

k

3.8 kb 4.5 kb

Min

ghui

63/c

k

1 k

b l

adder

Shan

you 6

3/B

t

Shan

you 6

3/c

k

TT

51

-1 (

T8)

Shan

you 6

3/B

t

1 k

b l

adder

TT

51

-1 (

T8)

Shan

you 6

3/c

k

c） Bt 抗虫蛋白的检测

将每一份蛋白质抽提液与样品缓冲液[12.5M Tris（pH 6.8），0.20%（v/v）甘油，2%

（w/v）SDS，0.001%（w/v）溴酚兰，（v/v）或 0.3Mβ-巯基乙醇]一起煮沸 5 分钟，然

后，在 10%（w/v）SDS-PAGE 胶上电泳，每样品槽 50μg 蛋白质抽提液。电泳完毕后，

将分离的多肽用 BIO-RAD 公司生产的半干式转膜仪转移到到硝酸纤维膜上。经 5%

（w/v）TBST-脱脂牛奶液封阻过夜后，用兔抗 Bt 血清（第一抗体）与 Bt 抗虫蛋在室温

下结合 20-24 小时。第一抗结合完毕后，先用 5% TBST 洗膜三次，每次 10 分钟，再用

TBST-脱脂牛奶液封阻 1 小时。之后，再用第二抗体与之结合 1-2 小时。第二抗体结合

完毕后，也用 5% TBST 洗膜三次，每次 10 分钟。洗过的膜即可用于辣根过氧化物酶或

碱性磷酸酶显色反应。具体步骤依照试剂合提供的方法进行。

2 生物学检测

a）培养皿离体鉴定法

于抽穗期从转基因的和未转基因的稻株上每株取 8 cm 长的新鲜带节、带叶鞘茎杆

3-5 个置于垫有湿润滤纸的直径为 90 mm 的培养皿中，每段茎杆接种 6 头新孵化的一龄

三化螟幼虫，并于 28 ℃黑暗条件下保湿培养，4 天后检查幼虫的死亡率。

b）室外人工接虫鉴定法

于接虫前 1-3 天，从野外采集带叶的三化螟卵块。按每管一块放入盛蒸馏水的长度

为 9cm 的指型管中，并将管口用黑布扎上，然后，置于 28℃黑暗条件下保温 16-24 小

时，以让虫卵孵化。由每个卵块新孵化出的幼虫按每蔸一管约 80-120 头连管置于稻蔸

的基部。7-10 天后调查危害症状如枯心率或白穗率等。

附件 6 中间试验、环境释放和生产性阶段试验总结报告

6.1 不带选择标记基因的转基因抗虫恢复系华恢 1 号及其杂交组合在湖北的中间试验总

结报告

本项目 1999-2000 度中间试验主要在华中农业大学校内农场进行，试验安排依合同

执行，主要进行转基因华恢 1 号的大田抗虫鉴定，以及其所配杂种“汕优 63”的小面积杂

种杂交制种，产量比较和抗虫鉴定，同时进行昆虫 Bt 抗性研究和动物毒性试验中的极

毒性试验和 3 项致畸变试验，两年工作已圆满完成，现将两年的工作总结如下：

一、转基因系华恢 1 号及其杂种的田间抗性表现

1、 试验设计

Bt δ-内毒性转基因系华恢 1号及其与“珍汕 97A”所配杂交组合“Bt汕优 63”的大田抗

虫性能测试由三次重复组成，顺序排列设计。恢复系每小区种植 31 株，以原恢复系作

对照。试验期间除秧苗期喷施农药防治稻蓟马外，移植大田后不喷施杀虫剂。田间管理

按正常栽培模式进行。杂种每小区种植 84 株，小区面积 3m2，株行距为 18.9×26.4cm，

以原组合作对照。田间栽培管理同前，但不进行人工接虫。

2、抗虫性鉴定方法

1）三化螟

对三化螟的抗虫性鉴定以人工接虫法与自然发虫法结合进行。其人工接虫方法是：

从野外采集天然卵块，并按每管一个卵块分装在 6 cm 长的指行管中。然后，在人工条

件下孵化，孵化后的一龄幼虫速与 6 小时内接种到测试稻株的基部，平均每株接二管共

110 条幼虫。一周后调查三化螟危害的枯心率、白穗率及受害株率。

2）稻纵卷叶螟：自然发虫法。

3、试验结果

本抗性鉴定的结果列于表 1、表 2、表 3。结果表明：受试的 Bt 转基因系华恢 1 号

及其与珍汕 97A 所配杂交组合“Bt 汕优 63”具有明显的抗虫效果。其对稻纵卷叶螟在

自然发病条件下的抗虫交率达 83%以上，在人工高压接种三化螟条件下其抗虫效率更高

达 94%以上。另外，还注意到少数转基因抗虫植株虽然受到螟虫的危害，但取食后的幼

虫由于中毒死亡而不能达到化蛹和羽化阶段。

二、转基因杂种的产量表现

1、小区设计

Bt δ-内毒转基因系华恢 1 号与三系不育系珍汕 97A、Ⅱ-2A、协青早 A 和马协 A 所

配杂交组合 Bt 汕优 63、Bt 优 63、Bt 协优 63 和 Bt 马协 63 进行大田比产试验由四次

重复组成、随机区组设计，以汕优 63 作对照。小区面积 6.7m2，株行距 19.8 × 26.4cm，

单本株。试验期间除秧苗期喷施农药防止稻蓟马外，移植大田后以一组喷施杀虫剂，田

间管理按正常栽培模式进行。

2、试验结果

转基因杂交组合“Bt 汕优 63”重要农艺性状的考种结果和实际产量列于表 4。结果

显示，转基因“Bt 汕优 63”和对照汕优 63 在播始历期，株高、单株有效穗，每穗实粒

数上基本一致。其差异主要表现在每穗总粒数、千粒重和结实率上。就每穗总粒数而言，

对照汕优 63 比转基因“Bt 汕优 63”平均多 9.8 粒，而在结实粒上前者比后者低 5.3%，

因而理论产量相当 。但就实际产量而言，由于在不喷施杀虫剂条件下，转基因杂种植

株未受到螟虫的危害，表现比对照汕优 63 明显增产，增产幅度达 28.9%。这一结果表

明，转基因杂种不仅具有与对照杂种相仿的理论产量潜力，而且在不喷施农药条件下具

有突出的抗虫保产作用。

2000 年我们通过随机区组试验对以转基因华恢 1 号所配制的杂交种 Bt 汕优 63、Bt

Ⅱ优 63、Bt 协优 63 和 Bt 马协 63 进行产量试验，汕优 63 为对照。分两组处理，第一

组喷施农药；第二组喷施农药。试验结果表明（表 5）：两组试验喷施农药和不喷施农药

处理，转 Bt 基因杂交稻均比对照汕优 63 增产极显著。其中喷施农药组，它们分别比对

照汕优 63 增产 53-65%，而不喷施农药，它们更是增产 192.2-249.4%。它们比对照增产

的主要原因是对照被螟虫危害极为严重，即使喷施农药，也难以完全控制。充分说明了

螟虫在生产上对水稻危害的严重性，同时也说明了转基因抗螟虫水稻的推广，将在提高

杂交水稻的产量，提高稻米的卫生和食用品质，保护自然生态环境等方面具有广阔的应

用前景。

三、转 Bt 基因水稻对水稻其他害虫和天敌的影响

1. 对稻飞虱和天敌蜘蛛数量的影响

从图 1 可以看出，通过对转 Bt 基因水稻华恢 1 号及其杂交组合喷施农药和不喷施

农药处理，在喷施农药的情况下，1 星期后调查每株稻飞虱虫数，发现每株的稻飞虱数

目由每株 0.7 头下降为 0.2 头，而对照没有变化；2 星期后调查稻飞虱上升到每株 0.8 头，

而对照已上升到每株 1.3 头。对于天敌蜘蛛在喷药后 1 星期为由原来的 2.2 头降低到 1.5

头，2 星期后上升到每株 3.3 头，而不喷施农药天敌蜘蛛没有收到影响。以上结果表明

转 Bt 基因水稻对稻飞虱和天敌蜘蛛没有任何危害，而水稻在喷施农药杀死螟虫的同时，

也同样杀死了稻褐飞虱和天敌蜘蛛，表明喷施农药对环境影响较大。

2.稻褐飞虱发生量与天敌蜘蛛数量的消长情况

稻飞虱是水稻的第二大害虫，常常在水稻抽穗期后危害水稻茎秆和叶片，使水稻倒

伏，从而影响水稻的产量。天敌蜘蛛不危害水稻，是稻飞虱的天然克星，由于喷施农药

防治了水稻的害虫（如螟虫），同时也杀死了天敌蜘蛛，从而导致水稻后期稻飞虱的大

发生。本实验表明（如图 2），在不喷施农药的情况下，天敌蜘蛛完全可以抑制稻飞虱的

大发生，使水稻单株大发生量保持在每株 1 头以下。另外从表 6 可以看出，在稻飞虱初

始迁入时，在同一田块调查单株褐飞虱量，发现华恢 1 号和明恢 63 少于 Bt 汕优 63 和

汕优 63（对照）；明恢 63 和华恢 1 号、Bt 汕优 63 和汕优 63（对照）没有多大差异；而

单株蜘蛛量此时在不同田块和不同品系之间无太大差异。迁入后 1 个月调查发现，单株

褐飞虱量大大降低，而单株蜘蛛量增多，说明了在不喷施农药的情况下，天敌蜘蛛能有

效的控制褐飞虱在后期对水稻的危害。而该实验未发现转 Bt 基因水稻对褐飞虱和天敌

蜘蛛的有任何影响。

四、转 Bt 基因水稻选择标记基因的检测

利用抗潮霉素标记基因引物对不同世代的转基因株系检测潮霉素在后代的表现（图

3）表明，在 T0 代时，所有的转基因单株都带有潮霉素选择标记基因；而在 T1 代时，潮

霉素选择标记基因在不同的株系中显著发生了分离，T51-1 不含有潮霉素选择标记基因；

是 T8 代，由 T51-1 选择而来的华恢 1 号及其杂交组合“Bt 汕优 63”均不含有潮霉素选

择标记基因。以上结果表明，这一改进的转基因抗虫恢复系的获得不仅在实践上为选育

无标记基因转基因系找到了一条新的途径，同时也使得由标记基因引起的生物安全性疑

问在改进后的转基因抗虫恢复系中将不复存在。

五、动物毒性试验中的急毒性试验和致畸变试验

动物毒性试验主要委托湖北省疾病预防控制中心鉴定。主要以转基因稻谷华恢 1 号

喂养昆明种小鼠，完成“急性毒性试验”和“三项致突变试验”两项试验。急性毒性试

验结果表明，转 Bt 基因稻谷属无毒级类物质。三项致突变试验（小鼠骨髓嗜多染红细

胞微核试验、小鼠精子畸形试验、Ames 试验）结果均为阴性，表明 Bt 基因稻谷未发现

明显遗传毒性作用。

表 1 转 Bt 基因抗虫籼稻华恢 1 号在大田自然发虫条件下对稻纵卷叶螟的抗性表现

（华中农业大学 1999 年）

品种 重 样本 单株平均 单株平均受害叶 单株分蘖受害率 受害株率

复 数 分蘖数 片数 （%） （%）

华恢

1 号

Ⅰ 62 21.39 0.50±1.33 0.52±3.89 18.46±4.32

Ⅱ 62 25.08 0.19±0.51 0.62±1.76 12.6±2.37

Ⅲ 62 21.37 0.29±0.70 0.95±2.18 17.19±3.37

明恢63

Ⅰ 62 21.74 34.32±12.66 86.96±9.16 100

Ⅱ 62 21.44 30.84±10.29 84.96±13.65 100

Ⅲ 62 19.35 26.42±8.63 83.66±11.44 100

表 2 转 Bt 基因抗虫籼稻华恢 1 号在大田人工接虫条件下对三化螟的抗性表现（华中

农业大学 1999 年）

品种 重

复

测试

株数

单株

平

均

分蘖

数

单株

接

虫

头数

抽穗期 灌浆期

单株枯心率

（%）

受害株

率（%）

单株白穗率

（%）

白穗株

率（%）

华恢

1 号

Ⅰ 62 21.39 110 0.27±1.30 4.62±1.2

3 0.39±1.62

9.68±1.3

2

Ⅱ 62 25.08 110 0.16±0.91 5.41±1.8

9 0.72±2.14

12.9±1.3

3

Ⅲ 62 21.37 110 0.13±1.06 1.56±1.6

7 0.12±0.66

3.23±0.5

6

明恢63/C

K

Ⅰ 62 21.74 110 35.66±11.16 100.00 96.99±5.71 100.00

Ⅱ 62 21.44 110 45.06±13.46 100.00 90.51±11.63 100.00

Ⅲ 62 19.35 110 44.64±14.89 100.00 95.17±9.29 100.00

表 3 转基因抗虫杂交稻“Bt 汕优 63”在大田正常栽培条件下对螟虫的抗性表现（华中

农业大学 1999 年）

组合 重

复

调查

株数

稻纵卷叶螟平均卷

叶株率（%）

三化螟

枯心株率

（%）

单株白穗率

（%）

白穗株率

（%）

Bt 汕

优 63

Ⅰ 30 0.00 0.00 0.00 0.00

Ⅱ 30 0.00 0.00 0.00 0.00

Ⅲ 30 0.00 0.00 0.70±0.01 3.30±1.32

汕优63/ck

Ⅰ 30 57.38±18.89 0.90±2.42 4.85±1.10 25.0±1.83

Ⅱ 30 60.28±22.91 0.53±2.02 6.16±1.32 39.29±1.92

Ⅲ 30 55.97±15.90 1.99±5.92 18.82±2.50 67.86±2.52

表 4 转基因杂交稻 Bt 汕优 63 与对照汕优 63 在大田条件下的农艺性状比较（华中农

业大学 1999 年）

组合 播始期

（天） 株高

单株有

效穗

每穗

实粒

数

每穗空

粒数

每穗

总粒

数

结实

率(%)

千粒

重

(克)

实际产量

(公斤/亩) ±%

Bt 汕优 63 95 108.6 9.98 140.0 21.9 161.7 87.6 28.00 579.6 28.9

汕优 63/ck 95 106.4 9.60 143.7 28.8 172.5 83.3 28.76 449.16 —

表 5 转 Bt 基因杂交稻在喷施农药和不喷施农药条件下的产量结果

品系 喷施农药 不喷施农药

小区平均产量

（Kg）

比对照增

产

级

别

小区平均产量

（Kg）

比对照增

产

级

别

Bt 汕优 63 7.03±0.90 53.8** 4 7.73±0.74 200.8** 2

BtⅡ优 63 7.57±1.02 65.6** 1 7.58±0.69 194.9** 3

Bt 协优 63 7.43±0.13 62.5** 2 7.51±0.69 192.2 4

Bt 马优 63 7.38±0.81 61.5** 3 8.54±0.24 249.4 1

汕优

63(CK） 4.57±0.87 0 5 2.57±0.57 0 5

表 6 在不大药条件下测试稻田中褐飞虱发生量和天敌蜘蛛数量的消长关系（中国武

汉 2000）

田块* 品系

褐飞虱初始迁入时 迁入后一个月

单株褐飞虱

（头/株）

单株蜘蛛量

（头/株）

单株褐飞虱

（头/株）

单株蜘蛛量

（头/株）

Ⅰ

华恢 1 号 17.2 4.4 4.0 56.6

明恢 63（对

照）

17.4 4.4 7.0 36.6

Bt 汕优 63 48.8 3.1 7.0 51.3

汕优 63（对

照）

33.5 4.5 5.0 26.6

Ⅱ

华恢 1 号 9.3 2.4 8.6 27.0

明恢 63（对

照）

9.5 2.9 8.6 27.3

Bt 汕优 63 14.6 3.2 10.6 27.6

汕优 63（对

照）

13.4 4.1 6.0 19.0

*Ⅰ＝ 抗虫鉴定田；Ⅱ＝ 产量试验田

6.2 转 Bt 基因抗虫华恢 1 号 (TT51-1)及其杂交组合中间试验和环境释放总结报告

摘要 转 Bt 基因抗虫明恢 63 (TT51-1)（暂定名为华恢 1 号）及其杂交组合的大田中试

于 1999 年至 2000 年在华中农业大学实验农场进行，环境释放试验于 2001 年和 2002 在

湖北省 7 个不同生态区进行（2002 年试验正在进行中，其试验结果未能纳入总结报告）。

实验结果表明：1）华恢 1 号及其所配杂交组合对稻纵卷叶螟和三化螟等鳞翅目害虫的

抗虫效果十分理想，平均枯心率、白穗率和卷叶率等均低于 5%；2）华恢 1 号及其所配

杂交组合的亲本配合力和组合产量潜力未受到转基因拷贝的插入和整合的影响而降低；

3）抗潮霉素标记基因已从明恢 63 受体基因组中去除，由该抗抗生素标记基因引起的生

物安全性问题已不存在；4）去掉抗抗生素标记基因的明恢 63 转基因系 TT51-1 被证实

只携带两个完整的 Bt 转基因拷贝，且它们是以头尾相接的方式整合在转化位点上。转

基因拷贝的这种整合方式被认为是该转基因系稳定遗传与高效表达的分子基础；5）研

究还证实，由于不打或少打农药，转 Bt 基因稻田中的非目标害虫褐飞虱在一定程度上

可通过大量繁殖的天敌蜘蛛来控制。

一、 引言

杂交稻率先由我国于 1976 年进行商业化栽培。它在我国的年度栽培面积现已扩展

到一千五百万公顷。据估计因其对常规稻有 20％以上的产量优势，自 1976 至 1994 年的

18 年间杂交稻已为国家多生产了三百多万吨粮食（袁隆平 1996）。因而在国家粮食增产

方面，杂交稻确立了它的战略地位。

杂交稻之所以有如此优异的产量优势是由于它比常规稻具有更强的生长活力，对增

施化肥有更强的反应和对不同的作物生长环境有更好的适应性。然而，所有这些优势贡

献因子又恰恰与杂交稻对病害流行以及昆虫爆发的脆弱性紧密地联系在一起(Mew et al

1988)。一些报道显示，虫害爆发事件，特别是螟虫的爆发事件在杂交稻上比常规稻上

更频繁，其危害也更重。据最近在我国杂交稻大省湖南省的调查数据显示由二化螟和三

化螟为害引起的杂交稻的产量损失在严重爆发田块分别可达 98％和 50％（Tian and Li

1994）。迄今为止，在中国乃至世界其它地方没有一个杂交稻推广组合包括常规品种对

螟虫等鳞翅目害虫具有抗性。另外，由于高成本和高残毒，化学杀虫剂的使用正在受到

公众越来越多的关注。同时，由于螟虫幼虫在钻入茎杆之前仅在稻株的外表面只停留极

短的时间，所以常规的化学农药对水稻螟虫的防治常常是困难的和无效的。(Teng and

Revilla 1996)。

为了改善和提高水稻特别是杂交稻对螟虫等鳞翅目害虫的抗性，以增强其丰产和稳

产性能，我们自 1995 年底开始经过多年的努力已将一特异高效的抗虫基因――融合型

Bt 杀虫蛋白基因 cry1Ab/Ac 导入籼型三系杂交稻恢复系明恢 63 的基因组中(Tu et al

2000)。该基因由中国农科院生物工程中心人工合成并提供使用。在氨基酸残基组成上

该基因结合了 cry1Ab 高效的昆虫毒性活性位点和 cry1Ac 专一性极强的昆虫识别位点，

并被置于能在禾本科作物组织中高效表达的 Actin I 启动子的调控之下。转化所获得的

华恢 1 号及其杂交组合 Bt 汕优 63 也因此兼备以上这些特点。尤其是其高效的杀虫活性

已为我们早期的生物学接虫实验所证实。例如：1997 年―1998 年所作的人工接虫分析

实验（包括茎杆接虫实验、离体叶片保湿接虫实验和整株接虫实验）表明华恢 1 号对二

化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等害虫的杀虫效果均达 100％(Tu et al 2000)。但其大田抗虫

效果及其对非目标害虫和害虫天敌的影响尚待进一步研究证实和观察。

另一方面，抗抗生素标记基因的存在是人们长期以来对转基因植物的生物安全性关

注的一个焦点。因为，有人认为一旦转基因植物被投入生产利用，便有可能将其携带的

抗抗生素标记基因通过某种遗传途径扩散到土壤或肠道微生物中，从而产生耐抗生素的

超级微生物。另外，抗抗生素标记基因的存在也不利于基因累加时用相同的抗抗生素基

因对已获得的转基因植物进行二次转化，而现时可利用的标记基因资源则十分有限。因

此，从受体基因组中除去抗抗生素标记基因不仅可以消除有关的生物安全性疑问，而且

可以用相同的抗抗生素标记基因对已获得的转基因植株进行二次转化以累加新的目的

基因。

基于以上考虑，我们在国家转基因植物研究及产业化专项基金的资助下，对华恢 1

号及其杂交组合 Bt 汕优 63 等的大田抗虫性能、产量表现和它们的种植对种植田里非目

标害虫及害虫天敌的影响进行了系统评估；同时，我们对共转化的目标基因和标记基因

在受体明恢 63 基因组中的整合模式也进行了深入的分析，并在此基础上实现了该标记

基因的去除。

二、 试验材料和方法

1. 质粒载体和融合型 Bt 杀虫蛋白基因

用于水稻转化的两个质粒载体 pFHBT1 和 pGL2RC7 见图 1。质粒 pFHBT1 含有肌动

蛋白启动子（含有该基因的第一个内含子序列）以及它驱动的融合型 Bt 杀虫蛋白基因

cry1Ab/cry1Ac (Tu et al 1998)。该质粒是由中国农科院生物工程中心人工合成并提供使

用；质粒 pGL2RC7 含有标记基因 hph 编码序列、35S 启动子和 nosT 终止子（Datta et al

2001）。该质粒的用途是为两质粒共转化时提供抗潮霉素的选择标记。

2. 转基因植物材料

用于本研究的转基因植物材料有华恢 1 号及其杂交组合 Bt 汕优 63、Bt 马优 63、Bt

协优 63、和 Bt II 优 63 以及恢复系对照明恢 63 和组合对照汕优 63 等七个材料。其中，

经 Southern 杂交分析抗潮霉素标记基因和 Bt 杀虫蛋白基因均为阳性（图 2 和 3）的转基

因系华恢 1 号是由基因枪法转化后于转基因第二代选育获得的，其株系编号为 TT51-1。

它所携带的融合型 Bt 杀虫蛋白的表达量为 20 ng/mg 可溶性蛋白，并经人工接虫实验包

括切茎接虫实验、离体叶片保湿接虫实验和整株接虫实验证实其对对二化螟、三化螟和

稻纵卷叶等害虫的杀虫效果均达 100％。Bt 汕优 63、Bt 马优 63、Bt 协优 63、和 Bt II

优 63 等杂种是由华恢 1 号分别于不育系珍汕 97A、马协 A、协青早 A、和 II-32A 杂交

后生产的。

3. 大田抗虫性鉴定试验

华恢 1 号及其杂种 Bt 汕优 63 等的大田抗虫性试验于 1999 和 2000 年在华中农业大

学实验农场进行。受试的目标害虫有三化螟和稻纵卷叶螟，其中对三化螟的抗性鉴定以

人工接虫和自然发虫并举的方法进行。人工接虫的虫卵卵块于接虫前 1-3 天采集于当地

稻田，并按每管一块卵放进盛有 1ml 蒸馏水的 9cm 长指型管中。然后，将其置于 28C

暗条件下孵化 24 小时。幼虫孵化后于 6 小时内接种到稻株的基部。人工接虫的时期选

在水稻生长的中后期即从秧苗最高分蘖期至抽穗期为止。人工接虫的虫量约为每株 150

条 1 龄幼虫（两块卵量/株）。接虫后 7-10 天观察记载稻株的受害情况。测试指标有枯心

率、白穗率和受害株率。

对稻纵卷叶螟的测试为自然发虫法。植株受害症状在自然发虫达到高峰后 5-7 天进

行调查。调查的指标有单株受害叶片数和受害株率。试验材料的田间设计为双行区，每

行插 31 株（1999 年）或 150 株（2000 年），株行距为 19.8cm 26.4cm，单本植。小区

按顺序排列，重复 3 次。受试材料自移栽后不打农药。

4. 大田产量比较试验

大田产量试验按随机区组设计，小区面积 60 尺 2，单本植，并设打药和不打药两个

处理。处理内每小区重复 3 次。参加产量比较试验的材料有：华恢 1 号、Bt 汕优 63、

Bt II 优 63、Bt 协优 63、Bt 马优 63 和对照明恢 63 及汕优 63。

5. 环境释放试验

环境释放试验是大田抗虫试验和产量比较试验的继续和扩大，其目的在于进一步检

验实验材料于不同生态区在这两方面的性状表现。2001 由农业部农业生物基因工程安全

管理办公室批准同意的环境释放试验安排在湖北省六个不同生态区进行。经比准同意的

受试验组合为华恢 1 号和 Bt 马优 63，对照为汕优 63。试验的田间设计则严格按照湖北

省种子管理站规定的区试标准进行，并设打药和不打药两个处理。观察记载的项目包括

产量形状、生育期、株高、实际产量、三化螟危害的枯心率、白穗率和受害株率以及稻

纵卷叶螟危害的受害叶片数和受害株率等。

6. 螟虫对 Bt 杀虫蛋白的抗性适应或抗性突变产生的检测

将提纯的 Bt 杀虫蛋白加入螟虫的人工饲料中，接入某一龄期的幼虫并让其取食数

天，之后，调查螟虫的死亡率或存活幼虫的龄期、体重，再计算半致死剂量 LD50 值或

半抑制剂量 ID50。值，将来源于 Bt 抗虫品系和对照品系的螟虫的 LD50 值加以比较确定

其抗性指数。不同抗感品系来源的螟虫种群的抗性指数差异即为螟虫对抗虫转基因水稻

的适应性差异。然后，通过计算找出螟虫的敏感基线和诊断剂量。在诊断剂量下的螟虫

存活率即是抗性个体出现的频率。

7. DNA 抽提和 Southern 杂交

转基因植株叶组织基因组 DNA 用改良的 Murray 和 Thompson 氏 CTAB 程序进行抽

提（1980）。经 RNA 酶处理和荧光分析仪定量后，每样品取 5 g DNA，用不同的核酸

内切酶在 50l 终反应体积里进行酶解。酶解后的 DNA 在 0.8% or 1% 琼脂胶上电泳, 电

泳后的 DNA 片段经变性再按厂家提供的程序转移到 Hybond-N+尼龙膜上（Amersham,

Arlinton Heights, IL）。与此同时，用相同的酶从质粒 DNA 上切下抗潮霉素基因和融合

型 Bt 杀虫蛋白基因的编码序列片段, 再用 Rediprime 标记试剂盒进行放射性同位素

[(-32

P) dCTP]标记, 之后，再用作为 Southern 杂交的探针。杂交后经洗膜、压片将杂交

信号暴光到 X 光片上。

8. PCR 扩增分析

对短片段的抗潮霉素转基因拷贝, 用黄宁等（1997）描述的程序以 PCR 核心试剂盒

（PCR core kit—Roche Diagnostics GmbH, IN, USA）进行 PCR 扩增分析。PCR 反应的终

体积为25 l，其反应成份有 100 ng模板DNA、50 ng 3 端引物DNA、50 ng 5 端引物DNA、

0.16 mM dNTPs、2.1 mM MgCl2、1X PCR 缓冲液(10mM Tris pH8.4, 50 mM KCl), 和一

单位 Taq DNA 聚合酶。模板 DNA 在 PCR 反应起始时先于 94C 变性 5 分钟, 紧接着的是

35 圈 PCR 循环扩增反应即 94 C 变性 30 秒、60C 引物退火 30 秒、72C 引物延伸 1 分钟。

之后，再让引物在 72C 条件下完全延伸 5 分钟，并于 4C 下保存备用。

对长片段的转基因结合点两端邻接片段的扩增，用 ELONGase 混合酶按制造厂家提供

的程序进行。PCR 反应的终体积为 50 l，其反应成份有 100 ng 模板 DNA、200 nM 3 端

引物 DNA、200 nM 5 端引物 DNA、200 M dNTPs、60 mM Tris-SO4 (pH9.1)、1.8 mM

(NH4)2SO4、 1.8 mM MgSO4 和 1l ELONGase 混合酶液。模板 DNA 在 PCR 反应起始时先

于 94C 变性 5 分钟, 紧接着的是 35 圈 PCR 循环扩增反应即 94 C 变性 30 秒、60C 引物

退火 30 秒、68C 引物延伸 3 分钟。之后，再让引物在 68C 条件下完全延伸 5 分钟，并于

4C 下保存。扩增产物在 0.8-1%琼脂胶上于 1 倍缓冲液中电泳鉴定。

三、 试验结果

1. 大田抗虫性鉴定

1999 年和 2000 年的试验结果表明：转 Bt 抗虫基因华恢 1 号及其杂交组合 Bt 汕优

63 在人工接虫和自然发虫后受三化螟为害的枯心率和白穗率均不到 4%，极显著地低于

汕优 63 对照 20-90%的水平（表 1-4）；受稻纵卷叶螟为害的叶片数每株少于 0.5 张，也

极显著地低于对照的每株 10-34 张（表 5 和 6）。就受害普遍程度而言，转 Bt 抗虫基因

华恢 1 号及其 Bt 汕优 63 受三化螟为害的枯心株率和白穗株率平均为 0-13.3%，而对照

的枯心和白穗株率在人工接种条件下为 70-100%（表 1-4），在自然发虫条件下为 5-100%，

两者的差异达极显著水平。受稻纵卷叶螟为害的受害株率在转 Bt 抗虫基因材料上为

0-20%，在对照材料上为 100%（表 5 和 6）。上述结果证实移栽后在不打农药条件下，

转 Bt 基因抗虫华恢 1 号及其杂种 Bt 汕优 63 对上述鳞翅目害虫的抗虫效果十分显著。

2. 华恢 1 号及其杂种产量比较试验

a) 1999 年

1999 年，试验比较了 Bt 汕优 63 和对照汕优 63 的农艺性状及产量潜力。试验结果

表明：Bt 汕优 63 比对照汕优 63 的株高高 2.0cm, 但播始历期同为 95 天；有效穗多 0.38

个，但穗实粒数少 3.7 粒；结实率高 4.3%，但千粒重低 0.76g（表 7）。这些结果暗示转

基因的导入对其受体植株的某些产量构成成分有一定的影响。然而，由于这些产量构成

成分的变化与原组合对照相比有升有降，由它们推算的理论产量在这两组合间则完全相

同。

不同的是它们的实际产量。如表 7 所示，Bt 汕优 63 的实际产量为 579.3 kg/亩，而

对照汕优 63 的实际产量仅为 449.3 kg/亩，前者比后者增产 28.9%，增产达 1%显著水平。

考虑到该杂种产量比较试验自移栽后未打农药，这些实验结果因而证实转基因杂种植株

对稻纵卷叶螟和三化螟具有极佳的防治效果且外源基因的插入和整合未影响其产量潜

力。

b) 2000 年

试验结果表明：在不打药条件下，对照明恢 63 和汕优 63 因螟虫危害严重而大幅减

产，平均亩产分别为 218 和 322 公斤；转 Bt 基因抗虫华恢 1 号及其 Bt 杂交组合汕优、

II 优、协优和马优 63 等四个杂交组合则因高度抗虫而充分显示其产量潜力，各组合实

际产量折合亩产分别达 620、773、758、751 和 854 公斤，比对照增产 1.4-2.5 倍（表 8）。

在打药条件下，因虫害减轻使转基因恢复系及其所配杂交组合较对照明恢 63 和汕优 63

的增产幅度收窄（21.2%-65.6%），但其差异仍达极显著水平(表 9)，因而充分地反映了

其良好的稳产潜力。

就经济性状而言，根据在我校实验农场所作的试验结果，转基因华恢 1 号比对照明

恢 63 长 2.3 天，分别为 130.5 和 128.2 天。杂种组合中生育期最长的是 Bt 马优 63（129.8

天），其后依此为 Bt II 优 63（128.3 天）、Bt 协优 63（127.1 天）和 Bt 汕优 63（125.6 天）

（表 10）。有效穗最多的是 Bt 马优 63 和华恢 1 号，分别为每株 19.9 和 16.5 个；转基因

组合中有效穗最少的是协优 63，每株 12.3 个。转基因组合中穗长最长的是汕优 63，平

均达 26.55 厘米；其次为 II 优 63，平均为 25.71 厘米；最短的是马优 63，仅为 24.7 厘

米。转基因组合中每穗实粒数最多的是 II 优 63，平均每穗 139.9 粒；其次为汕优 63，

平均每穗 133.0 粒；最少的是马优 63，平均每穗仅 100.9 粒。转基因华恢 1 号的穗实粒

数（87 粒/穗）比对照明恢 63（86.7 粒/穗）的穗实粒数略高，相差仅 0.3 粒。就结实率

而言，各转基因组合均在 80%以上。其中，最高的是 II 优 63，为 87.5%, 其次为马优

63，为 84.3%, 最低的是协优 63，为 80.3%。转基因杂交组合的千粒重都在 26g 以上， II

优 63 与协优 63 的基本相同，均在 27g 左右，而最重的是马优 63，为 28.41g。转基因亲

本华恢 1 号的千粒重与对照相比则下降了 2.8 个百分点，表明该性状对基因插入后的反

应较为敏感（表 10）。在理论产量方面，各参试转基因组合的预测范围均与其实际产量

750 公斤以上水平相当或接近，表明了其良好的生产潜力，同时也证明其转基因恢复系

的一般配合力并未因外源基因的插入与整合而发生改变。

b）2001 年

大田产量比较试验的田间设计与上一年相同，但因隔离田面积的限制，试验材料减

少到四个，即 Bt 汕优 63、Bt 马优 63、汕优 63XB 和对照汕优 63。其中，汕优 63XB 为

同时携带 Xa21 和 Bt 基因的新育成杂交组合。试验结果表明：无论是在打药还是在不打

药条件下 Bt 单基因杂种组合均比原组合对照增产。其增产幅度在打药条件下为 10-13%，

在不打药条件下为 54-60%，后者达 5%显著水平（表 11）。从而进一步验证了上一年的

产量试验结果。但新育成的汕优 63XB 因其种子纯度不够而未表现增产。

3. 环境释放试验结果

试验结果表明：Bt 汕优 63 和 Bt 马优 63 两杂交组合在各试验点，无论是在打药还是

在不打药条件下，受到稻纵卷叶螟和二化螟或三化螟的危害均较对照极显著减轻。其各

点平均受害率在所调查的三个指标上包括卷叶株率、枯心率和白穗率等均不到 5 %，比

对照的受害程度轻 5-40 倍（表 12），表现出良好和稳定的抗螟虫性能。

就农艺性状的表现而言，Bt 汕优 63 与原组合对照在株高、穗实粒数、千粒重等方

面持平或前者较后者略高，而在千粒重方面则相反，前者比后者略低（表 13 和 14）。有

效穗是农艺形状中增加较多的一个性状，各地平均增加达 1 万穗/亩左右，同时，其生育

期也延长 1-3 天。这些农艺形状的增加或延长可能与 Bt 杂交组合的高度抗螟虫特性导致

的植株受害轻、生长更健康等因素有关。两 Bt 组合在各点的平均产量在打药条件下增

加 9%左右，增产不显著；但在不打药条件下，尽管今年的螟虫危害发生较轻，仍增产

15%以上，增产达 5%显著水平。进一步证实了转 Bt 基因抗虫杂交稻所具有的良好而又

稳定的保产增收性能。

4. 抗潮霉素标记基因的去除及转基因整合位点的分子分析

在对华恢 1 号转基因 T1 代植株进行分子分析时，我们发现共转化的抗潮霉素选择标

记基因（图 2）和 Bt 目标抗虫基因（图 3）是分别整合在受体明恢 63 基因组的不同染

色体上，呈独立遗传分离（见涂巨民博士论文，华中农业大学生命科学院作物遗传改良

国家重点实验室，1998 年 6 月）。在此基础上，我们先后用两对选择标记基因（hph）引

物对明恢 63 转基因当代、T1 代、T2 代和 T8代植株进行了系统的 PCR 分析。结果发现：

大小为 0.68kb 的标记基因扩增片段可由阳性质粒对照，转基因当代（TT51-T0）植株（包

括同一转化子的其它阳性植株如 TT2、TT3、TT8、TT34、TT35）（图 4）、部分 T1 代植

株如 TT51-4 和 TT51-5 扩增出来，但不能从抗虫的 TT51-1（T1）及其衍生的后代株系

（TT51-T8）样本即华恢 1 号中扩增出来（图 4），这些结果表明，共转化的标记基因已

从该 TT51-1 受体基因组中去除。该结果也为其后的 Southern 杂交分析所证实（图 5）。

这一无标记基因转基因系的成功选育不仅在理论上打破了英国科学家小组 Kohli 和

Christou 等人（1998）提出的用基因枪法转化的复整合事件是作为一个完整的 Cluster 整

合在一个单一的转基因位点上的结论，同时也使得由标记基因引起的生物安全性疑问将

不复存在。

与此同时，通过深入的酶解分析和 PCR 扩增及 Southern 杂交验证（图 5-10），我们

还弄清了明恢 63 转基因当代植株基因组上目的基因和标记基因的转基因拷贝的组织和

结构情况。如图 9 所示，全部转基因拷贝在受体基因组上共有两个整合位点。 其中，

一个位点包含两个完整的标记基因拷贝、一个完整的 Bt 基因拷贝和一个非完整的 Bt 基

因拷贝；而另一个位点则仅包含两个完整的 Bt 基因拷贝。在 TT51-1 基因组上通过自交

分离去掉的是前一个转基因位点。因此，这些结果表明不带标记基因的转基因系-华恢 1

号只携带两个完整的转基因拷贝，且它们是以头尾相接的方式整合在转化位点上。转基

因拷贝的这种整合方式可能是该转基因系稳定遗传与高效表达的分子基础（详细论述见

附件-提交发表文章）。

5. Bt 杂交水稻对非目标害虫的防治效应研究

结合大田抗虫性试验，我们对 Bt 杂交稻的种植对种植田里非目标昆虫的影响进行

了初步研究。试验从非目标害虫和害虫天敌两个方面入手，比较了 Bt 杂交水稻田块打

药和不打药两种处理单株褐飞虱发生量和蜘蛛数目的消长关系。试验结果表明：

1）在打农药的稻田，农药对稻飞虱有良好的防治作用，但同时也使害虫天敌蜘蛛的

数量大幅下降（图 10）。因此，该田块的稻飞虱防治需要靠农药来维持。

2）2000 年我们观察到，在不打农药的稻田，尽管褐飞虱在初始迁入时的数量较大，

但由于其天敌蜘蛛的数量稳定维持在一个较高的水平，迁入的当代褐飞虱很快被天敌蜘

蛛抑制而其数量大幅下降（图 11 中和下，2000 年结果）。之后，由卵孵化的第二代褐飞

虱虽然可以再次形成一个次高峰，但很快又被天敌蜘蛛抑制并最终处于一个较低的水平

（图 11 中和下，2000 年结果）。害虫褐飞虱与天敌蜘蛛在数量上的这种消长关系在宽行

扦植的害虫鉴定区表现得更为明显。在间隔一个月的两次调查中，褐飞虱的数量从发生

高峰时的每株 17.2-50 头，下降为最后每株 4.0-7.0 头；相反地，天敌蜘蛛的数量则从最

初的每株 3.1-4.5 头上升到最后的每株 27-57 头（表 15）。因而，这些试验结果初步表明

在不打药的 Bt 杂交稻田块，天敌蜘蛛对 Bt 非目标害虫褐飞虱的危害具有一定的控制作

用。2001 年我们重复对此进行了观察，但由于试验工人按习惯在试验期间喷洒了一次农

药，故试验结果未能重演。

3）另外，从调查的稻纵卷叶螟发生量在转基因试验田不同试验材料上的消长变化也

可以充分看出 Bt 杂交水稻对稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫具有极强的抗虫作用（图 11 上，

2000 和 2001 年试验结果）。

6. 昆虫 Bt 抗性研究

进行这项研究的目的旨在探讨三化螟和稻纵卷叶螟对由转基因植株生产的 Bt 杀虫

毒素产生抗性的可能性存在的大小，并为制订转 Bt 抗虫基因杂交稻在生产上利用后的

害虫综合防治策略提供理论依据。因而它是一项超前的研究内容。遗憾的是通过室内 6

个世代的人工筛选和室外 5 个世代的自然筛选，均未能获得三化螟对 Bt 杀虫毒素的抗

性突变体。或许这从另一个侧面反映了明恢 63 转基因系转化所用的融合型 Cry1Ab/Ac

毒蛋白具有极强的杀虫活性，所获得的转基因株系达到高剂量表达水平。另一方面也可

能表明我们室内筛选所用的三化螟群体还不足够大。因此，在扩大三化螟筛选群体的基

础上继续对该项内容进行深入研究以获得更为可靠的数据资料是很有必要的。

四、 主要研究进展小结

1) 经研究证实，华恢 1 号及其所配杂交组合对稻纵卷叶螟和三化螟等鳞翅目害虫的

抗虫效果十分理想，平均枯心率、白穗率和卷叶率等均低于 5%；

2) 华恢 1 号及其所配杂交组合的亲本配合力和组合产量潜力未受到转基因拷贝的

插入和整合的影响而降低。

3) 抗潮霉素选择标记基因已从明恢 63 受体基因组中去除，由该抗抗生素标记基因

引起的生物安全性问题已不存在；

4) 去掉抗抗生素标记基因的明恢 63 转基因系 TT51-1 被证实只携带两个完整的 Bt

转基因拷贝，且它们是以头尾相接的方式整合在转化位点上。转基因拷贝的这种

整合方式被认为是该转基因系稳定遗传与高效表达的分子基础；

5) 研究还证实，由于不打或少打农药，转 Bt 基因稻田中的非目标害虫褐飞虱在一

定程度上可通过大量繁殖的天敌蜘蛛来控制。

表 1、华恢 1 号在大田栽培条件下对人工接虫的三化螟的抗性反应（武汉，1999）

品系 重复 测试株

数

单株分

蘖数

孕穗期 灌浆期

枯心株率

（%） 单株枯心率(%)

白穗株率

（%）

单株白穗率

（%）

华恢 1

号

I 62 21.4 4.8 0.3 ± 1.3 9.7 0.4 ± 1.6

II 62 25.1 6.5 0.2 ± 0.9 12.9 0.7 ± 2.1

III 62 21.4 1.6 0.1 ± 1.1 3.2 0.1 ± 0.7

平均 62 22.6 4.3* 0.2 ± 1.1* 8.6** 0.4 ± 1.5**

明恢

63/ck

I 62 21.7 100.0 35.7 ± 11.2 100.0 97.0 ± 5.7

II 62 21.4 100.0 45.1 ± 13.5 100.0 90.5 ±11.6

III 62 19.4 100.0 44.6 ± 14.9 100.0 95.2 ± 9.3

平均 62 20.8 100.0 41.8 ± 13.2 100.0 94.2 ± 8.9

**表示与对照的差异达 1%显著水平

表 2、Bt 汕优 63 在大田栽培条件下对自然发生的稻纵卷叶螟和三化螟的抗性反应 a（武汉，1999）

组合 重复 稻纵卷叶螟受害株率（%）

三化螟 b

单株枯心率(%) 单株白穗率（%） 白穗株率（%）

Bt 汕优 63

I 0.0 0.0 0.0 0.0

II 0.0 0.0 0.0 0.0

III 0.0 0.0* 0.1 ± 0.0 3.3

平均 0.0** 0.0 0.0 ± 0.0* 1.1**

汕优 63/CK

I 57.4 ± 18.9 0.9 ± 0.4 4.9 ± 1.1 25.0

II 60.3 ± 22.9 0.5 ± 0.0 6.2 ± 1.3 40.0

III 56.0 ± 15.9 2.0 ± 0.9 19.8 ± 2.5 66.7

平均 57.9 ± 19.3 1.1 ± 0.4 10.3 ± 1.6 43.9

a 数据来自每重复每材料 30 个样本；b 在 T 测验前三化螟危害数据先转换成平方根再计算;

*与对照的差异达 5%显著水平; **与对照的差异达 1%显著水平.

表3、华恢1号和Bt汕优63在大田栽培条件下对人工接种的三化螟的抗性反应（武汉，2000)*

品系 重复 单株分蘖

数

单株穗

数

孕穗期 灌浆期

枯心株率

(%) 单株枯心率

(%) 白穗株率

(%) 单株白穗率(%)

华恢1号

I 36.1 26.8 0.0 0.0 10.0 0.4 1.5

II 40.0 32.3 0.0 0.0 10.0 0.6 1.1

III 35.9 31.2 0.0 0.0 20.0 0.6 0.7

平均 37.3 30.1 0.0** 0.0** 13.3** 0.5 1.1**

明恢63/ ck

I 53.5 17.2 100.0 6.0 0.2 100.0 46.5 3.7

II 45.8 17.2 100.0 6.3 0.5 100.0 51.2 1.6

III 47.0 15.1 100.0 2.7 1.0 100.0 65.6 3.3

平均 48.8 16.5 100.0 5.1 0.6 100.0 54.4 2.9

Bt汕优63

I 34.3 37.4 0.0 0.0 10.0 0.7 1.3

II 31.1 39.5 0.0 0.0 10.0 0.2 0.1

III 34.9 38.4 0.0 0.0 20.0 1.3 1.7

平均 33.4 38.4 0.0** 0.0** 13.3** 0.7 1.0**

汕优63/CK

I 37.4 17.1 100.0 10.0 0.3 100.0 59.1 4.5

II 39.5 16.7 100.0 12.6 0.5 100.0 71.9 3.1

III 38.4 18.2 100.0 11.5 0.7 100.0 81.3 2.7

平均 38.4 17.3 100.0 11.5 0.5 100.0 70.8 1.1**

每重复每株系测定70株和每株接种150头一龄幼虫； **表示与对照的差异达1%显著水平。

表 4、华恢 1 号和 Bt 汕优 63 在大田栽培条件下对自然发生的三化螟的抗性反应（武汉，2000）*

品系 重复 单株分蘖

数

单株穗

数

孕穗期 灌浆期

枯心株率

(%) 单株枯心率

(%) 白穗株率

(%) 单株白穗率(%)

华恢1号

I 20.2 18.8 0.0 0.0 0.0 0.0

II 21.1 17.9 0.0 0.0 0.0 0.0

III 20.9 18.2 10.0 0.3 0.4 0.0 0.0

平均 20.8 18.3 3.3** 0.1 0.1** 0.0** 0.0**

明恢63/ ck

I 21.5 13.0 100.0 12.5 0.3 100.0 42.3 1.7

II 19.3 11.6 90.0 12.9 0.5 90.0 37.9 1.9

III 18.6 10.7 100.0 14.5 0.4 90.0 29.0 2.3

平均 19.8 11.8 96.7 13.1 0.4 93.3 36.4 1.9

Bt汕优63

I 15.8 13.7 10.0 3.2 0.1 0.0 0.0

II 16.7 16.1 10.0 1.7 0.3 0.0 0.0

III 20.1 16.3 10.0 2.9 0.5 0.0 0.0

平均 17.5 15.4 10.0** 2.9 0.3** 0.0** 0.0**

汕优63/CK

I 19.1 10.9 100.0 18.8 1.3 100.0 45.0 2.5

II 16.3 10.3 70.0 14.1 0.5 100.0 63.1 1.1

III 18.3 10.6 80.0 9.7 0.4 100.0 56.6 2.7

平均 17.9 10.6 83.3 24.5 0.7 100.0 54.9 2.1**

每重复每株系测定70株； **表示与对照的差异达1%显著水平。

表5、华恢1号在大田栽培条件下对自然发生的稻纵卷叶螟的抗性反应（武汉，1999）

品系 重复

测试

株数 受害株率（%） 单株分蘖数

（个）

单株受害蘖数

（%）

单株受害叶片数

（张）

华恢1号

I 62 17.7 * 21.4 0.5 3.9 0.5 1.3

II 62 12.9 25.1 0.6 1.8 0.2 0.5

III 62 16.1 21.4 1.0 2.2 0.3 0.7

平均 62 15.6* 22.6 0.7 2.6** 0.3 0.9**

明恢 63/ck

I 62 100.0 21.7 87.0 09.2 34.3 12.7

II 62 100.0 21.4 85.0 13.7 30.8 10.3

III 62 100.0 19.4 83.7 11.4 26.4 08.6

平均 62 100.0 20.8 85.9 11.4 30.5 10.5

**表示与对照的差异达 1%显著水平

表6、华恢1号和Bt汕优63在大田栽培条件下对自然发生的稻纵卷叶螟的抗性反应*

（武汉，2000）

品系 重复

接虫鉴定区 不打药产量试验区

受害株率 单株受害叶片数 受害株率 单株受害叶片数

华恢1号

I 0.0 0.0 0.0 0.0

II 0.0 0.0 10.0 0.1 0.2

III 10.0 0.2 0.3 10.0 0.1 0.1

平均 3.3** 0.1 0.1** 6.7** 0.1 0.1**

明恢63/ ck

I 100.0 13.8 1.1 100.0 18.4 3.0

II 100.0 15.1 2.4 100.0 22.7 2.7

III 100.0 30.6 2.0 100.0 22.9 1.9

平均 100.0 19.8 1.8 100.0 21.3 2.5

Bt汕优63

I 20.0 0.3 0.1 0.0 0.0

II 0.0 0.0 20.0 0.3 0.2

III 0.0 0.0 0.0 0.0

平均 6.7** 0.1 0.0** 6.7** 0.1 0.1**

汕优 63/CK

I 100.0 10.7 1.2 100.0 20.0 2.6

II 100.0 18.0 2.5 100.0 21.7 2.7

III 100.0 10.7 3.1 100.0 20.8 2.6

平均 100.0 13.1 2.3 100.0 20.8 2.7

*害虫鉴定区的受试植株数是 20 株，而产量鉴定区的受试植株数是 10 株；**表示与对照的差异达

1%显著水平。

表 7、Bt 汕优 63 和对照汕优 63 在大田栽培条件下的农艺性状比较（武汉，1999）

组合

播始历

期

（天）

株高

(cm)

单株

有效

穗

穗实

粒数

穗瘪

粒数

结实

率

（%）

千粒重

（g）

理论

产量

（kg/

亩）

实际产量*

kg/亩 %

Bt 汕优 63 95 108.6 9.98 140.0 21.9 87.6 28.00 496.0 579.3 +28.9**

汕优 63/CK 95 106.4 9.60 143.7 28.8 83.3 28.76 496.0 449.3 ---

* 表中所列实际产量为四小区平均产量并折合成亩产。小区面积为 0.01 亩。

** 表示增产达 1%显著水平.

表8、华恢1号及其杂交组合在不打药条件下产量比较试验结果（武汉，2000）

品系 小区产量* (kg) 小区平均

产量 (kg)

比对照增产

（%） 位次

1 2 3

华恢1号 6.20 5.84 6.56 6.20 0.36 140.3** 5

明恢 63 2.58 2.98 2.18 2.58 0.40 0.0 6

Bt 汕优 63 8.49 7.01 8.74 7.73 0.74 200.8** 2

汕优 63 2.33 2.16 3.22 2.57 0.57 0.0 7

Bt II 优 63 8.29 7.54 6.90 7.58 0.69 194.9** 3

Bt 协优 63 8.29 6.99 7.24 7.51 0.69 192.2** 4

Bt 马优 63 8.72 8.37 8.84 8.54 0.24 249.4** 1

*小区面积为 0.01 亩；**表示增产达 1%显著水平。

表9、华恢1号及其杂交组合在打药条件下产量比较试验结果（武汉，2000）

品系 小区产量* (kg) 小区平均

产量 (kg)

比对照增产

（%） 位次

1 2 3

华恢1号 6.27 7.51 6.81 6.86 0.62 21.2** 5

明恢 63 6.12 5.58 5.27 5.66 0.43 0.0 6

Bt 汕优 63 6.01 7.74 7.35 7.03 0.90 53.8** 4

汕优 63 5.52 3.81 4.37 4.57 0.87 0.0 7

BtII 优 63 7.62 6.53 8.57 7.57 1.02 65.6** 1

Bt 协优 63 7.30 7.43 7.56 7.43 0.13 62.5** 2

Bt 马优 63 8.29 7.35 6.51 7.38 0.81 61.5** 3

表 10、华恢 1 号及其杂交组合与对照品系在大田栽培及不打药条件下的农艺性状比较

（武汉，2000）

品系 生育期

（天）

有效穗

（个）

穗长

（cm）

总粒

数/穗

实粒

数/穗

结实

率

（%）

千粒

重

（g）

理论

产量

（kg/亩）

实际产

量（kg/

亩）

比对照

增产

（%）

华恢 1 号 130.5 16.5

1.3

23.86

1.86

108.5

6.8

87.0

6.3

80.2

1.6

26.40

1.46

568.95

14.85 620.0 140.3**

明恢63

ck 128.2

10.1

1.2

24.27

1.37

108.7

28.1

86.7

16.9

79.7

8.1

29.20

0.83

383.70

128.85 258.0 000.0

Bt 汕优 63 126.3 15.2

0.3

26.55

0.62

162.5

11.5

133.0

9.5

81.9

0.1

26.00

0.80

787.65

37.35 773.0 200.8**

汕优 63/ck 125.6 5.8

0.3

23.41

0.37

142.3

3.1

122.8

10.1

86.3

0.3

26.3

0.85

280.20

30.90 257.0 000.0

Bt II 优 63 128.3 12.7

0.7

25.71

0.32

159.9

2.2

139.9

4.8

87.5

0.9

27.15

0.21

723.30

22.20 758.0 194.9**

Bt 协优 63 127.1 12.3

0.6

25.25

0.45

151.4

13.7

121.6

22.6

80.3

1.9

27.53

0.14

617.70

110.70 751.0 192.2**

Bt马优63

129.8 19.9

2.1

24.70

0.10

119.7

1. 0

100.9

1.3

84.3

1.0

28.41

0.49

855.45

73.05 854.0 249.4**

**表示增产达1%显著水平。

表11、Bt杂交稻在打药和不打药条件下的产量比较试验结果（武汉，2001）

处理 品系

小区产量（kg/6.67m2）

小区平均产量

（kg/6.67m2）

比对照(ck)

增产（±%）

位次

I II III

不

打

药

Bt 汕优 63 7.34 7.54 6.98 7.29 54.12** 2

Bt 马协 63 7.74 7.44 7.50 7.56 59.83** 1

汕优 63（XB） 4.86 4.50 4.80 4.72 0.00 4

汕优 63（CK） 5.82 3.79 4.59 4.73 --- 3

打

药

Bt 汕优 63 6.90 8.40 7.35 7.55 10.54** 2

Bt 马协 63 7.49 8.31 7.52 7.73 13.17** 1

汕优 63（XB） 4.77 4.95 5.95 5.22 0.00 4

汕优 63（CK） 7.31 6.42 6.77 6.83 --- 3

**表示与对照的差异达 1%的极显著水平。 其不打药处理的 LSD0.5=1.178 kg/6.67m2 和 LSD0.1=1.461

kg/6.67m2； 其打药处理的 LSD0.5=1.272 kg/6.67m

2 和 LSD0.1=1.570 kg/6.67m2。

表 12、Bt 汕优 63（I）和Bt 马优 63（II）及对照汕优 63（ck）在湖北环境释放点对害虫的抗

性表现 (2001)

性状 处理 组合 沙洋 鄂州 襄樊 英山 石首 平均

稻纵卷叶

螟平均卷

叶 株 率

（%）

打

药

ck 9.50 12.05 3.58 0.50 0.70 5.27

I 0.00 0.08 1.66 0.00 0.00 0.35**

II 0.00 0.11 1.32 0.00 0.00 0.29**

LSD0.5=3.38 LSD0.1=4.68

不

打

药

ck 29.40 24.47 6.78 1.40 1.68 12.75

I 0.00 0.09 1.83 0.16 0.08 0.43**

II 0.00 0.12 1.43 0.11 0.08 0.35**

LSD0.5=8.40 LSD0.1=11.67

平均枯心

率（%）

打

药

ck 2.50 2.17 1.05 1.20 1.20 1.62

I 0.00 0.00 0.57 0.10 0.00 0.13**

II 0.00 1.05 0.46 0.07 0.00 0.32**

LSD0.5=0.51 LSD0.01=0.70

不

打

药

ck 4.20 10.48 3.94 2.90 2.60 4.82

I 0.00 0.00 0.64 0.25 0.00 0.18**

II 0.00 0.67 0.82 0.32 0.00 0.36**

LSD0.5=2.065 LSD0.1=2.856

平均白穗

率（%）

打

药

ck 4.80 2.86 2.53 1.20 1.06 2.49

I 0.00 0.00 1.59 0.10 0.00 0.34**

II 0.00 0.00 0.91 0.07 0.00 0.20**

LSD0.5=1.09 LSD0.1=1.50

不

打

药

ck 19.50 18.18 12.63 2.90 1.87 11.02

I 0.00 0.00 1.47 0.25 0.00 0.34**

II 0.20 0.00 0.97 0.32 0.00 0.30**

LSD0.5=5.28 LSD0.1=7.30

性状 处理 组合 恩施 沙洋 鄂州 襄樊 英山 石首

生

育

期

（天）

打

药

ck — 134.00 125.00 133.00 135.00 133.00

I — 134.00 127.00 134.00 138.00 134.00

II — 138.00 127.00 131.00 143.00 139.00

不

打

药

ck — 134.00 125.00 136.00 135.00 133.00

I — 134.00 127.00 135.00 138.00 134.00

II — 138.00 127.00 134.00 143.00 139.00

株

高

（cm）

打

药

ck — 123.60 116.28 122.60 122.70 120.00

I — 123.00 115.00 125.20 120.70 120.60

II — 120.40 116.07 112.00 111.30 120.50

不

打

药

ck — 122.80 112.42 114.20 123.00 121.00

I — 121.20 116.08 112.60 121.70 121.70

II — 120.40 114.07 110.60 113.00 119.00

有

效

穗

（万）

打

药

ck 19.00 17.00 16.30 19.70 15.83 17.65

I 19.80 17.90 18.70 18.90 18.30 17.93

II 19.40 18.20 21.80 22.00 18.25 18.66

不

打

药

ck 18.40 16.80 12.80 21.40 13.31 16.70

I 19.80 17.40 18.70 18.70 15.65 17.63

II 19.40 17.30 21.54 20.90 17.15 17.65

每

穗

实

粒

数

（粒）

打

药

ck 108.00 127.22 113.69 122.20 116.80 128.00

I 112.00 130.85 103.67 115.00 121.90 129.90

II 110.00 115.43 99.11 100.89 99.00 126.60

不

打

药

ck 105.00 115.00 108.54 113.50 138.30 129.50

I 112.00 136.26 104.32 110.30 133.70 130.10

II 110.00 116.96 88.83 97.01 96.90 126.90

结

实

率

（%）

打

药

ck 78.30 84.50 78.12 85.28 0.00 —

I 79.80 88.40 73.64 80.67 0.00 —

II 78.80 87.10 73.58 84.30 0.00 —

不

打

药

ck 77.80 85.70 76.47 85.53 0.00 —

I 79.80 90.80 66.88 81.15 0.00 —

II 78.80 89.40 79.53 83.15 0.00 —

千

粒

重

（克）

打

药

ck 28.20 28.70 30.08 29.12 28.00 27.10

I 28.20 28.60 30.68 29.23 26.50 27.30

II 28.20 30.10 30.56 30.57 28.90 27.50

不

打

药

ck 28.20 28.60 29.15 28.72 27.20 27.00

I 28.20 28.80 30.43 28.42 28.00 27.00

II 28.20 30.00 30.42 30.54 28.70 27.50

理

论

产

量

（kg/亩）

打

药

ck 578.70 620.70 557.42 701.00 517.70 622.40

I 625.30 669.90 594.77 635.30 591.20 635.80

II 601.70 632.30 660.28 619.20 522.20 649.60

不

打

药

ck 544.00 552.50 404.98 697.50 500.70 583.90

I 625.00 682.80 593.62 586.20 585.90 609.80

II 601.00 607.00 582.06 613.50 476.90 615.90

实

际

产

量

（kg/亩）

打

药

ck 591.60 603.72 506.80 587.50 518.70 612.20

I 615.00 681.22 579.95 626.50 589.60 632.90

II 601.60 664.37 625.81 662.50 522.50 649.60

不

打

药

ck 533.00 567.70 370.18 466.00 495.50 586.10

I 585.00 688.75 529.98 581.50 584.00 609.80

II 551.60 646.65 568.65 613.50 477.80 615.90

表 13、Bt 汕优 63（I）和马优 63（II）及对照汕优 63（ck）在湖北环境释放点的农艺表现（2001）

表 14、Bt汕优63和Bt马优63及对照汕优63各农艺形状在湖北省环境释放点的平均表现（2001）

处

理 品种 生育期

（天）

株 高

（cm）

亩有效

穗（万）

穗实粒

数（粒）

结实

率（%）

千粒重

（克）

理论产量

（公斤/

亩）

实际产量

（公斤/

亩）

比对照

增产±%

打

药

汕优63/ck 132.0 ±

4.0

121.0 ±

3.0

17.6

±1.5

119.3

±7.9

81.5

±3.8

28.8

±1.0

604.7

±39.8

570.1

±45.4

---

Bt 汕优 63 133.4 ±

4.0

120.9 ±

3.8

18.6

±0.7

118.9

±10.7

80.6

±6.1

28.4

±1.5

628.1

±26.4

620.9

±36.1

+8.9

Bt 马优 63 135.6 ±

6.5

116.1 ±

4.4

19.7

±0.6

108.5

±11.1

81.0

±6.0

29.3

±1.3

626.3

±53.6

621.1

±53.9

+9.0

不

打

药

汕优63/ck 132.6 ±

4.4

118.7 ±

5.0

16.6

±3.2

118.3

±12.9

81.4

±4.9

28.1

±0.9

555.2

±65.5

503.1

±71.9

---

Bt 汕优 63 133.6 ±

4.0

118.7 ±

4.1

18.0

±1.4

121.1

±13.8

79.7

±9.8

28.5

±1.1

621.2

±34.5

596.5

±52.2

+18.6*

Bt 马优 63 136.2 ±

6.1

115.4 ±

4.1

19.0

±1.9

106.1

±14.4

82.7

±4.8

29.2

±1.3

588.6

±53.2

579.0

±60.3

+15.1*

*表示与对照的差异达 5%显著水平。其 LSD0.5=75.2 公斤/亩；LSD0.1=110.2 公斤/亩

表 15、在不打药条件下测试稻田中褐飞虱发生量和天敌蜘蛛数量的消长关系(武汉，2000)

品系 田块*

褐飞初始迁入时 迁入后一个月

单株褐飞虱量

（头/株）

单株蜘蛛量

（头/株）

单株褐飞虱量

（头/株）

单株蜘蛛量

（头/株）

华恢 1 号 I 17.2 4.4 4.0 56.6

II 9.3 2.4 8.6 27.0

对照

明恢 63

I 17.4 4.4 7.0 36.6

II 9.5 2.9 8.6 27.3

Bt

汕优 63

I 48.8 3.1 7.0 51.3

II 14.6 3.2 10.6 27.6

对照

汕优 63

I 33.5 4.5 5.0 26.6

II 13.4 4.1 6.0 19.0

*I = 抗虫鉴定田; II = 产量试验田。

图 1、用于水稻转化的两个质粒载体 pFHBT1(a)和 pGL2RC7(b)结构图。 ：表示 PCR扩增

引物，括弧中的数字表示引物所在序列的位置。

actinI 5’intron cry1Ab/cry1Ac nos

HindIII NruI SstI HindIII SstI ClaI

KpnI

Ar Btf1 Btf2

(1203 bp) (22 bp) (709 bp)

0.245 kb 0.655 kb 0.430 kb 1.830 kb 0.270

kb

a

b

EcoRI BamHI KpnI BamHI KpnI-HindIII BamHI-SacI NruI HindIII

35S hph nos 35S RC7

0.430 kb 0.2 kb 0.831 kb 0.27 kb 0.43 kb 0.092 kb 0.986 kb

Hf Hr

(321 bp) (1004 bp)

图 2、携带融合型 Bt 杀虫蛋白基因 cry1Ab/Ac 转化植株的 Southern 杂交验证。pFHBT1：阳性质粒

对照；NT：阴性质粒对照；TT2 至 TT66：转基因当代植株。箭头所指为期望杂交带。

图 3、携带抗潮霉素标记基因的转化植株的 Southern 杂交验证。PROB5：阳性质粒对照；NT：阴性

质粒对照；TT2 至 TT51：转基因当代植株。箭头所指为期望杂交带。

PF

HB

T1

1.8 kb p

FH

BT

1

NT

TT

2

TT

3

TT

8

TT

34

TT

35

TT

50

TT

51

TT

66

PR

OB

5

NT

TT

2

TT

3

TT

8

TT

34

TT

35

TT

51

1.1 kb

图4、 在不同世代的转基因植株上抗潮霉素标记基因的PCR分析。pROB5: 含抗潮霉素标记

基因的质粒；1 kb ladder：分子量标记；TT51-1，TT51-4和TT51-5：转基因第一代植株；TT2

至TT51：转基因当代植株。箭头所指为期望扩增带。

图 5、去掉抗潮霉素标记基因后，转基因当代植株（TT51）、它的第八代株系

（TT51-1）和由它与珍汕 97 不育系配组获得的杂种汕优 63 基因组上转基因整合

模式的 Southern 杂交比较。（a） 与 Bt 专一探针杂交的结果；（b）与 hph 专一探

针杂交的结果。T51-1：转基因当代植株；T51-1（T8）：转基因株系第八代；Shanyou

63/Bt：由 TT51 株系与珍汕 97 不育系配组获得的 Bt 转基因杂种。

pG

L2R

C7

T8

TT

3

TT

35

TT

51

-5

TT

51

-1

华恢

1号

汕优

63

1 k

b la

dd

er

TT

2

TT

8

TT

34

TT

51

TT

51

-4

pR

OB

5

1 k

b la

dd

er

明恢

63

汕优

63/Bt

T1

T0

0.68 kb

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

PF

HB

T1

TT

51

TT

51-1

(T

8)

Sh

an

yo

u 6

3/B

t

TT

51-1

(T

8)

Sh

an

yo

u 6

3/B

t

TT

51-1

(T

8)

Sh

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yo

u 6

3/B

t

TT

51-1

(T

8)

Sh

an

yo

u 6

3/B

t

TT

51-1

(T

8)

Sh

an

yo

u 6

3/B

t

22/23 kb

20 kb

6.20 kb

6.17 kb

4.80 kb

4.77 kb

48/50 kb

20 kb

8.3 kb

6.2 kb

4.8 kb

1.8 kb

1.6 kb

4.8 kb

2.0 kb

1.1 kb

a

b

Hin

dIII/S

stI

Kp

nI

PacI

Kp

nI/

Cla

I

PacI/

Cla

I

图 6、在明恢 63 转基因当代植株（TT51）上进行的 Bt 转基因整合模式的 Southern 杂交分析。（a）基因组 DNA 经 Bt 编码序列专一内

切酶 HindIII/SstI，质粒单切点酶 KpnI 和 NruI，质粒无切点酶 PacI 以及 KpnI/ClaI，NruI/ClaI，和 PacI/ClaI 双酶组合酶切消化后，以

cryIAb/Ac 的编码序列为探针进行杂交的结果。酶切和酶切后片段大小的控制对照为 KpnI/ClaI，NruI/ClaI，和 PacI/ClaI 双酶组合酶切

消化的质粒 DNA。NT：为未转化原品种对照； pFHBT1：阳性质粒对照。（b）PacI 酶切释放的两个分子量分别为 48kb 和 50kb 的大

片段的脉冲场电泳分离结果。分离后的两个片段清晰可见。 K

pn

I/C

laI

20.0 kb

8.3 kb 8.0 kb

6.2 kb

4.8 kb

1.8 kb

22/23 kb

6.20 kb

6.17 kb

4.80 kb 4.77 kb

3.00 kb

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

PF

HB

T1

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

TT

51

NT

PF

HB

T1

PF

HB

T1

PF

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T1

Hin

dIII/

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Kp

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laI

Pa

cI/C

laI

Nru

I/C

laI

Pa

cI/C

laI

TT

51

50 kb

48 kb

b a

图 7、在一个只含 Bt 转基因的整合位点上两个完整的 cryIAb/Ac 拷贝间的接合片段的 PCR 扩增。TT51-1（T8）：转基因株系第八代；

Minghui 63：非转基因原品种对照；Shanyou 63/Bt：由 TT51 株系与珍汕 97 不育系配组获得的 Bt 杂种；Shanyou 63：杂种汕优 63 对照。

3.8 kb 4.5 kb

Min

gh

ui

63

/ck

Min

gh

ui

63

/ck

1 k

b la

dd

er

Sh

an

yo

u 6

3/B

t

Sh

an

yo

u 6

3/c

k

TT

51-1

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8)

Sh

an

yo

u 6

3/B

t

1 k

b la

dd

er

TT

51-1

(T

8)

Sh

an

yo

u 6

3/c

k

图 8、对由 NruI-酶切释放的包含抗潮霉素标记基因（hph）的 4.8-kb 片段的 Southern 杂

交验证。植株基因组 DNA 先用 NruI 和 NruI/ClaI 酶组合分别酶切，并用 Bt 杀虫蛋白基

因 cryIAb/Ac 的编码序列与之杂交。在不洗去 Bt 探针的情况下，同一张膜再与抗潮霉素

基因的探针杂交。在暴光到 X 光片后，所期望的带有强杂交信号的 4.8-kb 片段出现在

TT51-1 的泳道上而不出现在其它样品的泳道上。TT51-1：转基因当代植株；TT51-1（T8）：

转基因第八代株系；Shanyou 63/Bt：由 TT51 株系与珍汕 97 不育系配组获得的 Bt 转基

因杂种。箭头所指为 4.8-kb 的期望片段。

4.8 kb

TT

51

TT

51

-1 (

T8)

Sh

an

yo

u 6

3/B

t

TT

51

TT

51

-1 (

T8)

Sh

an

yo

u 6

3/B

t

Nru

I

Nru

I/C

laI

图 10、打药和不打药处理对褐飞虱发生量和天敌蜘蛛数量的影响（2000）。

上：打药和不打药处理对褐飞虱发生量的影响；

下：打药和不打药处理对天敌蜘蛛数量的影响。

单株虫量（头/

株）

单株虫量（头/

株）

调查日期

2000 年 2001 年

图 11、不同年份目标害虫稻纵卷叶螟和非目标害虫稻褐飞虱及其天敌蜘蛛的单株虫量在不打药的 Bt 转基因水稻种植田的消长情况。上：稻纵

卷叶螟单株虫量在 Bt 转基因水稻种植田的消长情况；中：稻褐飞虱单株虫量在 Bt 转基因水稻种植田的消长情况；下：害虫天敌蜘蛛的单株虫

量在 Bt 转基因水稻种植田的消长情况

单株虫量（头）

调查日期

0

2

4

6

8

10

12

14

16

7.23 7.29 8.05 8.12 8.20 8.27 9.02 9.09

MH/Bt

SY/Bt

IIY/Bt

XY/Bt

MY/Bt

MH/CK

SY/CK

0

5

10

15

20

25

30

35

7.23 7.29 8.05 8.12 8.20 8.27 9.02 9.09

MH/Bt

SY/Bt

IIY/Bt

XY/Bt

MY/Bt

MH/CK

SY/CK 0

2

4

6

8

10

7.5 7.15 7.25 7.31 8.5 8.1 8.15 8.2 8.25 8.3 9.5 9.15

SY/Bt

MY/Bt

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SY/CK

0

1

2

3

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5

6

7.23 7.29 8.05 8.12 8.20 8.27 9.02 9.09

MH/Bt

SY/Bt

IIY/Bt

XY/Bt

MY/Bt

MH/CK

SY/CK0

1

2

3

4

5

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7.05

7.15

7.25

7.31

8.05

8.10

8.15

8.20

8.25

8.30

9.05

9.15

SY/Bt

MY/Bt

SY/XB

SY/CK

0

1

2

3

4

5

7.05 7.15 7.25 7.31 8.05 8.10 8.15 8.20 8.25 8.30 9.05 9.15

SY/Bt

MY/Bt

SY/XB

SY/CK

81

6.3 华恢 1 号配制的生产种 Bt 汕优 63 在湖北省生产性试验总结报告

根据中华人民共和国农业转基因生物安全审批书农基安审字（2002）第 095 号

批件，我们于 2003 年对转基因杂交水稻汕优 63 在湖北省进行了生产性试验。主要

目的如下：

1、全面评价抗虫水稻的稳定性及其对稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟等鳞翅目

害虫和非鳞翅目昆虫的抗性影响；

2、全面考察抗虫水稻不施农药和非抗虫水稻施农药后的农艺性状、产量表现、

生产成本以及对环境的影响；

3、昆虫抗性情况调查及抗性治理措施；

4、抗虫水稻对我国水稻资源多样性及起源地的保护措施。

通过 1 年试验主要得到如下结果：通过多年试验结果表明，转 Bt 基因抗虫杂

交水稻遗传抗性及目的基因功能表达稳定；其高抗目标害虫，对非目标害虫无明显

抗性；未发现转基因抗虫杂交稻对其接触过的人、畜、禽和鸟类等产生毒害或不良

影响。通过调查未发现对 Bt 基因产生抗性的目标昆虫，对昆虫抗性治理措施可采

用“昆虫庇护所”和多Bt基因聚合扩大Bt基因水稻对鳞翅目害虫的抗谱和抗性能力；

通过加强对 Bt 抗虫水稻推广的有效管理来达到对我国南方稻区水稻资源的有效保

护。主要试验方案、试验过程和试验结果如下：

一、试验总结报告

一）试验材料，试验面积和隔离情况

试验材料为 Bt 汕优 63 和对照汕优 63。种植面积分别为：仙桃市豆河镇千桥村

120 亩；襄阳市襄阳区东津镇营口村 95 亩；荆门市掇刀区团林镇兴隆村 108 亩；江

夏区五里界中洲村 8 组 130 亩；黄陂区长岭镇向家咀村 105 亩。共种植转基因 Bt

汕优 63 约 558 亩，种植转基因抗虫杂交稻的四周均无同期抽穗的常规稻，隔离物

主要为旱地、果园、水库、村庄等。

试验材料的种植：按当地正常杂交水稻生产模式进行。

二） 抗虫杂交稻对水稻害虫的抗性效果

水稻害虫有螟虫（包括稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟和大螟等），稻飞虱，蜘

蛛和蓟马等。2003 年湖北省由于异常高温导致水稻害虫特别是螟虫大发生，从各点

对螟虫危害的角度看转基因抗虫 Bt 汕优 63 能有效的防止鳞翅目害虫。通过 5 个点

数据调查结果统计如下：

（1）对目标害虫的抗性

稻纵卷叶螟：抗虫 Bt 汕优 63 卷苞率为 0－0.484％，对照的卷苞率为 4.0-87.0%。

在不喷施农药的情况下，对稻纵卷叶螟的防治效率达 97.8%以上。

一代二化螟：抗虫 Bt 汕优 63 植株枯鞘率为 0-2.00％，枯心率为 0－1.67%；对

照汕优 63 枯鞘率为 5.3-11.90%，枯心率为 4.7-9%，在不喷施农药情况下对二化螟

的防治效率达 92.9%以上。

二代三化螟：抗虫 Bt 汕优 63 植株枯心枯鞘率为 0－0.141%，对照为 3.2－7.5%，

抗虫防治效果达 95.59%以上。

三代三化螟：抗虫 Bt 汕优 63 植株白穗率为 0，对照为 1－28%。抗虫防效达

82.1%以上。由于水稻螟虫难以防治，即使喷施农药由于喷施农药的时机不当，螟

虫同样也会给水稻造成较大的为害。如五里界农技站调查表明，转基因抗虫 Bt 汕

优 63 整个生育期不喷施农药，未发生螟虫为害，基本没有枯心和白穗现象发生，

82

而对照在抽穗前不定期施药防治螟虫，田块仍有 5-8％的枯心率。在抽穗期后不防

治第三代三化螟和第三代稻纵卷叶螟，其白穗率将高达 7％以上，稻纵卷叶螟百蔸

束小苞卷叶率达 28％。

（2）对非目标害虫的间接防治

稻田非目标害虫主要有稻飞虱、稻蓟马等，而这些害虫的天敌主要是蜘蛛。通

过多年对 Bt 水稻的中间试验、环境释放研究表明，Bt 转基因水稻对稻飞虱、稻蓟

马和蜘蛛等昆虫没有明显的毒害作用，但是由于转基因抗虫杂交稻由于不喷施农

药，使得稻蜘蛛群体数量增加，从而抑制了稻飞虱对转基因水稻的危害。本次生产

性试验同样得到这一相似结果。

通过秧田对稻蓟马调查表明，蓟马对抗虫杂交稻和对对照的危害基本相同，无

显著差异。黄陂区向家咀村对秧田蓟马调查表明，在不喷施农药情况下抗虫杂交稻

的蓟马 1.3 头/掌，而对照 1.35 头/掌。由于抗虫杂交稻不喷施农药，因而蜘蛛量比

喷施农药的对照田块的蜘蛛量增多，从而能够抑制稻飞虱对水稻的危害。如对五里

界乡李店村 3 组种植的转基因抗虫 Bt 汕优 63 进行稻飞虱危害调查，抽查的 10 个

未施药田块中，其中 9 块轻度发生（仅稻杆基部枯黄），1 块因施肥过重中度发生（稻

杆基部枯黄，可见少量稻飞虱为害的穿孔），而邻近的 10 个对照汕优 63 田块中因

前期打农药抑制了害虫天敌的生长，导致后期稻飞虱大发生，以至稻杆全部枯黄倒

伏。

三） 抗虫杂交稻 Bt 汕优 63 的产量表现

抗虫 Bt 汕优 63 主要农艺性状与汕优 63 相同，茎杆粗壮，分蘖力强，穗大粒

多和千粒重大，作一季中稻一般亩产 550－632.7 千克之间。在同等条件下种植转基

因抗虫 Bt 汕优 63 因抗虫性较好较汕优 63 亩产增产 10－23.6％之间，具有较好的

增产潜力。另外据襄樊襄阳区东津镇营口村调查表明，抗虫杂交稻在产量结构上与

对照比较表现为亩有效穗数增加，每亩增加有效穗 5.2 万，千粒重增加 0.3 克，实

测产量 630.5 千克，比对照汕优 63 增产 167 千克，增产 36％。

四） 抗虫杂交稻对人、畜、禽的影响

转 Bt 抗虫汕优 63 从 1999 年开始经过在湖北省多年、多点的中间性试验、环

境释放和生产性试验，使农民对种植抗虫杂交稻以及其抗虫效果有了较好的认识，

群众反映强烈。同时，由于抗虫杂交稻的种植可以不喷施农药或少施农药，不仅节

省了投入成本，减少了劳动强度，还避免了可能出现的农药中毒、喷药中暑事件，

减少了农药残毒对自然生态环境的污染，防止有毒农药对田间益虫的伤害，维持了

农田生物种群的生态平衡，保护水质，提高稻米的安全性。因此，转 Bt 抗虫汕优

63 的生产性试验自始至终受到了示范点的农户，特别是种田大户的欢迎。他们说种

植抗虫杂交稻具有“免耕拋，不治虫、不弯腰，省劳力、省开销，既增产、又增效”

的优越性。

江夏五里界中洲村 8 组村民叶挺朴根据生产实际概括说：种抗虫稻有五大好处：

（1）减少打药成本。一般种一季中稻全生育期防治螟虫需喷药 6 次，每亩农药成

本约 3 元，计 18 元，不打农药即可省下这笔费用。（2）减少劳动用工。每亩用药 6

次，折合用工 1 个，计用工款 25 元。（3）减少螟虫为害损失。按最轻为害损失 50

斤/亩稻谷计算，计 25 元。以上三项总计减少投入 68 元/亩。（4）省心、放心。农

村青壮年劳动力一般在外打工，家中妇女、老人喷施农药由于身体状况不适应，容

易引起农药中毒事故，种植抗虫水稻无需担心虫害，可以安心在外打工。（5）生产

无污染，因不防螟虫，不担心稻谷上有残留农药，同时不损伤蜘蛛和青蛙等昆虫天

83

敌。

同时，为了全面了解抗虫 Bt 汕优 63 对环境的影响，在抗虫 Bt 汕优 63 全生育

过程中，我们对种植抗虫水稻的农户以及对与该稻接触过的鸟类、鸡、鸭、猪、牛

等禽畜进行了跟踪调查和观察未发现产生危害及异常情况。

五） 农民群众对抗虫杂交稻的认识

螟虫是对水稻为害最大的害虫，由于螟虫的世代之间重叠，给防治工作带来不

便，唯一采取的措施是增加防治次数和增加农药用量，这无疑又增加了农民对生产

投入。一般来说，在水稻整个生育过程中，农民对螟虫（包括二化螟、三化螟和稻

纵卷叶螟）的防治至少 6 次，按水稻种植农户的说法：“水稻种下地，螟虫防不尽，

每周一遍药，肩膀磨破皮”。这形象说明了农民种水稻防病治虫，需投入大量人力

物力的辛苦程度。有了抗虫杂交稻，农民在不喷施农药的正常田间管理情况下，一

般每亩能多收入 50 元左右，同时抗虫稻具有稳产、高产的特点。因此抗虫杂交稻

的生产性试验，受到农民的热烈欢迎。广大农民朋友真诚希望抗虫杂交能尽快走入

生产，同时希望有更多优质、廉价的抗虫稻新组合应用于生产。

二、昆虫抗性情况调查及抗性治理措施

1、昆虫抗性效应的研究

进行这项研究的目的旨在探讨三化螟和稻纵卷叶螟对由转基因植株产生的Bt

杀虫毒素产生抗性的可能性存在的大小，并为制订转Bt抗虫基因杂交稻在生产上利

用后的害虫综合防治策略提供理论依据。因而它是一项超前的研究内容。

自2000年开始，我们进行了室内6个世代的人工筛选和室外5个世代的自然筛

选，但当时未能获得三化螟对Bt杀虫毒素的抗性突变体。2002年后，我们结合环境

释放试验继续从事这一研究工作，希望能从Bt水稻种植田块中分离到二化螟或三化

螟的抗Bt突变体，但直至今日也未能成功，这可能与Bt水稻种植的面积过小有关。

也或许是明恢63转基因系转化所用的融合型Cry1Ab/Ac毒蛋白具有极强的杀虫活

性，所获得的转基因株系达到高剂量表达水平，能杀死突变初期出现的全部杂合体

螟虫幼虫。当不带标记基因的转基因抗虫杂交稻Bt汕优63推广后，我们将继续严密

监视昆虫抗性的发生和发展情况。

2、昆虫抗性治理措施

为了预防昆虫抗性的发生，我们将采取相应的抗性综合治理措施：1） 昆虫“庇

护所”法，即带Bt基因水稻品种或组合与常规水稻品种或组合在空间上进行布局。2）

利用新的Bt基因或将不同Bt基因聚合于同一水稻品种，延长Bt基因对水稻螟虫的抗

性，增加Bt基因对水稻螟虫的抗谱。目前，华中农业大学作物遗传改良国家重点实

验室正在着手转化和培育带不同Bt基因的水稻品种，并取得良好的进展。

三、抗虫杂交稻对我国水稻资源多样性及起源地的保护措施

我国是水稻的起源中心地之一，具有丰富的稻种资源和广阔的野生稻种分布区

域，西起云南的景洪，东至台湾的桃园。北到江西的东乡，南达海南的崖县。水稻

虽是自花受粉作物，但考虑到其有一定的天然异交率（0-5%）而抗虫特性又可能提

高水稻的自然生存竞争能力，因此，当Bt杂交水稻推广后，对如何保护我国水稻资

源多样性及起源地确实是一个不容忽视的崭新课题。为此，我们提出的保护措施如

下：

1. 实行严格的种子登记制度，并禁止个人的种子买卖行为；

84

2. 在没有得到国家批准前，严防种子流入临近省份，特别是南方有野生稻分布的

省份；

3. 积极开发、选育新的抗虫品种，包括使用不同的Bt抗虫基因亦或不同的基因，

以防遗传背景过分单一化而招致严重后果；

4. 对品种释放地进行严密跟踪观察，及时发现问题及时解决；

5. 与推广区的县、乡、镇和农户保持良好的沟通渠道，并为他们提供良好的技术

指导，以使Bt水稻得到正确的使用和种植。

85

附件 7 该类转基因植物国内外生产应用概况

目前 Bt 转基因植物国内外生产应用情况如下：

1. 全球转基因作物种植面积从 1996年的 170万公顷增加到 2007年的11430万公顷，

12 年间增加了 67 倍；

2. 2007 年 Bt 转基因性状总利用面积超过 3400 万公顷；

3. 2007 年转基因作物全球面积应用比率，大豆达到 64%，棉花 43%，油菜 20%，

玉米 24%，但水稻为零；

4. 目前，Bt 抗虫性状得到应用的转基因作物主要有 Bt 玉米和 Bt 棉花；

2007 年中国的 Bt 棉种植面积达到 380 万公顷，比上一年的 350 万公顷增加 10.0%。

86

附件 8 田间监控方案，包括监控技术、抗性治理措施、长期环境效应

的研究方法等。

1、田间监控方案

获得安全证书后，该恢复系的制种、推广建议由华中农业大学作物遗传改良国

家重点实验室林拥军教授和何予卿教授为技术总监，同时在制种基地设监测站，负

责全过程监控。

2、对我国水稻资源多样性及起源地的保护措施

我国是水稻的起源中心地之一，具有丰富的稻种资源和广阔的野生稻种分布区

域，西起云南的景洪，东至台湾的桃园。北到江西的东乡，南达海南的崖县。水稻

虽是自花受粉作物，但考虑到其有一定的天然异交率（0-5%）而抗虫特性又可能提

高水稻的自然生存竞争能力，因此，当Bt杂交水稻推广后，对如何保护我国水稻资

源多样性及起源地确实是一个不容忽视的崭新课题。为此，我们提出的保护措施如

下：

1）实行严格的种子登记制度，并禁止个人的种子买卖行为；

2）在没有得到国家批准前，严防种子流入临近省份，特别是南方有野生稻分布的

省份；

3）积极开发、选育新的抗虫品种，包括使用不同的Bt抗虫基因亦或不同的基因，

以防遗传背景过分单一化而招致严重后果；

4）对品种释放地进行严密跟踪观察，及时发现问题及时解决；

5）与推广区的县、乡、镇和农户保持良好的沟通渠道，并为他们提供良好的技术

指导，以使Bt水稻得到正确的使用和种植。

3、长期环境效益的研究方法

（1）昆虫抗性效应的研究：进行这项研究的目的旨在探讨三化螟和稻纵卷叶

螟对由转基因植株生产的Bt杀虫毒素产生抗性的可能性存在的大小，并为制订转Bt

抗虫基因杂交稻在生产上利用后的害虫综合防治策略提供理论依据。因而它是一项

超前的研究内容。

自2000年开始，我们即进行了过室内6个世代的人工筛选和室外5个世代的自然

筛选，但当时未能获得三化螟对Bt杀虫毒素的抗性突变体。2002年后，我们结合环

境释放试验继续从事这一研究工作，希望能从Bt水稻种植田块中分离到二化螟或三

化螟的抗Bt突变体，但直到今天也未能成功，这可能与Bt水稻种植的面积过小有关。

也或许是明恢63转基因系转化所用的融合型Cry1Ab/Ac毒蛋白具有极强的杀虫活

性，所获得的转基因株系达到高剂量表达水平，能杀死突变初期出现的全部杂合体

87

螟虫幼虫。当不带标记基因的转基因抗虫杂交稻Bt汕优63推广后，我们将继续严密

监视昆虫抗性的发生和发展情况。同时，为了预防昆虫抗性的发生，我们将采取相

应的抗性综合治理措施。如“庇护所”策略，带不同Bt基因水稻品种或组合轮换种植

法或从空间上进行布局。目前，华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室正在着

手转化和培育带不同Bt基因的水稻品种，并取得良好的进展。

（2）农药在农作物的残留及其对环境和人们身心健康的影响：进行此项研究

的目的是要回答农药残留和转基因植物那个对环境和人们的影响更大。

88

附件 9 相关环境安全检测报告

1）华恢 1 号对靶标害虫、非靶标生物和生物多样性的影响（报告编号 No.

ESTC-07-WT-E-002）

检测单位：农业部专家基因植物环境安全监督检验测试中心（北京）

检验结论：在水稻苗期、分蘖盛期、始穗期和成熟期，转基因水稻华恢 1 号上的螟

害丛率和螟害株率、卷叶丛率和卷叶率均分别显著低于非转基因水稻明恢 63 和 II

优明 86。转基因水稻华恢 1 号对鳞翅目害虫具有显著的抗虫效果。

在水稻苗期、分蘖盛期、始穗期和成熟期，非靶标害虫在转基因水稻华恢 1 号

和非转基因水稻明恢 63 及 II 优明 86 之间不存在差异。水稻主要病害在转基因水稻

华恢 1 号和非转基因水稻明恢 63 及 II 优明 86 之间也不存在差异。

在水稻苗期、分蘖盛期、始穗期和成熟期，节肢动物多样性在转基因水稻华恢

1 号和非转基因水稻明恢 63 及 II 优明 86 之间也不存在差异。

2）华恢 1 号对靶标害虫、非靶标生物和生物多样性的影响（报告编号 No.2008-H-02）

检测单位：农业部专家基因植物环境安全监督检验测试中心（杭州）

检验结论：华恢 1 号对主要鳞翅目害虫螟虫（二化螟、三化螟、大螟）和稻纵卷叶

螟的抗虫性显著，田间控制效果分别为 80%-100%、91%-100%。对次要鳞翅目害虫

稻苞虫亦有明显的抗虫效果。

华恢 1 号对稻飞虱、稻叶蝉等非靶标刺吸式害虫和纹枯病、稻曲病等主要害虫

没有明显影响。

华恢 1 号与明恢 63 及当地对照间，在药剂防治方式相同的条件下，节肢动物

总体及植食性昆虫、天敌、其他节肢动物等功能团的生物多样性指数、均匀度指数、

优势集中度指数等参数总体上无显著差异。

89

附件 10 相关食用安全检测报告

1. 华恢 1 号理化检测报告（抽样地：安徽宣城）（报告编号 No.070251A）

2. 华恢 1 号理化检测报告（抽样地：安徽宣城）（报告编号 No.070251B）

3. 明恢 63 理化检测报告（抽样地：安徽宣城）（报告编号 No.070252A）

4. 明恢 63 理化检测报告（抽样地：安徽宣城）（报告编号 No.070252B）

5. 华恢 1 号理化检测报告（抽样地：湖北荆州）（报告编号 No.070253A）

6. 华恢 1 号理化检测报告（抽样地：湖北荆州）（报告编号 No.070253B）

7. 明恢 63 理化检测报告（抽样地：湖北荆州）（报告编号 No.070254A）

8. 明恢 63 理化检测报告（抽样地：湖北荆州）（报告编号 No.070254B）

9. 华恢 1 号理化检测报告（抽样地：福建福州）（报告编号 No.070255A）

10. 华恢 1 号理化检测报告（抽样地：福建福州）（报告编号 No.070255B）

11. 明恢 63 理化检测报告（抽样地：福建福州）（报告编号 No.070256A）

12. 明恢 63 理化检测报告（抽样地：福建福州）（报告编号 No.070256B）

检测单位：农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）

检测结论：

1）主要营养成分

三个地区（安徽宣城、湖北荆州、福建福州）的华恢 1 号水稻的营养成分（水

分、灰分、蛋白质、脂肪、淀粉、直链淀粉、直链淀粉、直链淀粉/支链淀粉）均在

本检测中心自 2005 年至 2008 年测定的非转基因水稻糙米样品检测数据范围内，转

基因水稻与非转基因亲本对照主要营养成分差异不显著。

2）氨基酸组成分析

华恢 1 号氨基酸含量基本上在本检测中心自 2005 年至 2008 年测定的非转基因

水稻糙米样品检测数据范围内。转基因水稻和非转基因亲本不具有生理学意义上的

差异。

3）脂肪酸组成分析

三地区的华恢 1 号的脂肪酸含量与其对照亲本明恢 63 相比变化不大，不具有

生物学意义上的差异，且均在本检测中心自 2005 年至 2008 年测定的非转基因水稻

糙米样品检测数据范围内。

4）矿质元素分析

三地区的华恢 1 号的矿质元素与其对照亲本明恢 63 相比变化不大，不具有生

物学意义上的差异，且均在本检测中心自 2005 年至 2008 年测定的非转基因水稻糙

米样品检测数据范围内。

5）维生素含量

三地区的华恢 1 号的维生素量与其对照亲本明恢 63 相比变化不大，不具有生

90

物学意义上的差异，且均在本检测中心自 2005 年至 2008 年测定的非转基因水稻糙

米样品检测数据范围内。

6）抗营养因子

三地区的华恢 1 号的抗营养因子与其对照亲本明恢 63 相比变化不大，不具有

生物学意义上的差异，且均在本检测中心自 2005 年至 2008 年测定的非转基因水稻

糙米样品检测数据范围内。

7）农药残留与重金属含量

宣城华恢 1 号的硒、铅、镉比参考范围偏高，荆州地区华恢 1 号的铅含量与福

州地区华恢 1 号的汞含量比参考范围偏低，但以上差异与亲本对照相差不大，且在

三个地区随机出现，不具有品种相关性。对转基因水稻华恢 1 号与非转基因水稻对

照明恢 63 的农药残留检测中，杀虫双有微量检出（转基因水稻华恢 1 号为 0.02

mg/kg，非转基因水稻对照明恢 63 为 0.024 mg/kg），且转基因水稻与亲本对照在杀

虫双农药残留上差异不显著。其余农药均未检出残留。转基因水稻华恢 1 号与非转

基因对照明恢 63 的农药残留和重金属含量未见明显差异。

13. Cry1Ab/Ac 蛋白含量检测报告（报告编号 No.070259）

检测单位：农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）

检测结论：三地样品的 Cry1Ab/Ac 蛋白含量相近，平均含量为 2.3 μg/g。

14. Cry1Ab/Ac 蛋白热稳定性检测报告（报告编号 No.080010C）

检测单位：农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）

检测结论：Cry1Ab/Ac 蛋白在加热 20 min 后无明显降解，具有较强的热稳定性。

15. Cry1Ab/Ac 蛋白模拟胃肠道消化稳定性检测报告（报告编号 No.080010B）

检测单位：农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）

检测结论：Cry1Ab/Ac 蛋白在模拟胃液中在 15s 内迅速降解，不具有消化稳定性。

Cry1Ab/Ac 蛋白在模拟肠液中在 15s 内迅速降解，不具有消化稳定性。

16. Cry1Ab/Ac 蛋白小鼠急性毒性检测报告（报告编号 No.080010A）

检测单位：农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）

检测结论：农业部农产品监督检验测试中心（北京）根据标准《急性毒性试验》（GB

15193.3-2003）进行了原核表达的 Cry1Ab/Ac 蛋白的小鼠急性经口试验。采用清洁

级 CD-1 小鼠，随机分成 3 组，分别给予蒸馏水、牛血清白蛋白（5 g/kg bw）和

Cry1Ab/Ac 蛋白（5 g/kg bw）。试验结果显示三组动物灌胃后均表现正常，未发现

明显的中毒情况与死亡情况。试验开始与结束时称量动物体重，各组之间体重变化

无差异。对各组动物解剖后，称量其心，肝，脾，肺，肾，胸腺，肾上腺以及卵巢

或睾丸的重量，结果显示各组动物脏器重量无显著性差异。大体解剖时未发现明显

的脏器病变。对灌胃 Cry1Ab/Ac 蛋白的小鼠的肝、肾、胃、肠的组织病理学检测结

果显示，无明显的毒理变化产生。因此，Cry1Ab/Ac 蛋白的 LD50≥5 g/kg·bw，根据

毒性分级，该蛋白属实际无毒。

91

17. 华恢 1 号大鼠 90 天喂养试验（报告编号 No.200704042）

检测单位：中国疾病预防控制中心食品与营养安全所

检测结论：中国疾病预防控制中心食品与营养安全所依据《转基因植物及其产品食

用安全检测-大鼠 90 天喂养试验》（NY/T 1102-2006）对华恢 1 号稻米进行了大鼠亚

慢性毒性试验。将华恢 1 号转基因稻米及其亲本对照明恢 63 稻米分别按照 17.5%，

35%和 70%的比例掺入到普通饲料中，并用一组普通饲料作为基础对照，各组饲料

主要营养成分含量等同。选用清洁级 Wistar 大鼠，随机分为 7 组，分别给予不同饲

料 90 天。观察动物一般表现，每周称体重并计算进食量一次。于试验中期和末期

取血测定血常规和血生化。最后宰杀动物，称量脏器重量，并做组织切片。

1）体重与进食量：动物活动生长未见异常，被毛浓密有光泽。华恢 1 号各剂

量组雌雄大鼠体重、食物利用率、雌性大鼠进食量与基础料对照组比较无显著性差

异。雄性大鼠进食量与基础料对照组比较差异有显著性，而与相应剂量亲本稻米对

照组比较差异无显著性。说明华恢 1 号转基因水稻对动物体重、进食量、食物利用

率无明显影响。

2）血液学检查：中期，中、高剂量转基因雄性组血小板下降，与基础料对照

组有显著性差异，但与相应的亲本稻米对照组相比无显著性差异。末期，低、高剂

量转基因雌性组与基础料对照组相比，除淋巴细胞与中性细胞外，其他白细胞水平

下降，但与相应剂量的亲本稻米无显著性差异。除此以外，华恢 1 号各剂量组雌雄

大鼠白细胞计数，淋巴细胞，中性细胞，红细胞计数，血红蛋白含量与基础料对照

组相比，无显著性差异。说明华恢 1 号对动物血液学指标无明显影响。

3）血生化检测：中期，华恢 1 号 35%雄性组谷草转氨酶升高，与基础饲料对

照组和亲本对照组均有差异；雄性 17.5%组白蛋白下降，与基础对照组有差异，与

亲本对照组无差异。末期，华恢 1 号 35%雄性组谷丙转氨酶，谷草转氨酶，碱性磷

酸酶比基础饲料对照组显著升高，但是与亲本稻米对照组无显著性差异。雄性 35%

组血糖比基础对照组和亲本对照组显著偏低，但在本实验室历史对照范围内。除此

之外，华恢 1 号各剂量组雌雄大鼠乳酸脱氢酶，尿素氮，肌酐，胆固醇，甘油三酯，

总蛋白及雌性谷丙转氨酶，谷草转氨酶，碱性磷酸酶，白蛋白，血糖与基础饲料对

照组无显著性差异。说明，华恢 1 号转基因水稻对试验动物的生化指标无明显影响。

4）大体解剖观察：华恢 1 号组动物脏器未见明显异常，未见膀胱、胆总管结

石。各剂量组心，肝，脾，肾，肾上腺，胸腺，睾丸等脏器重量及其脏体比值与基

础饲料对照组无显著性差异。

5）病理组织学观察：未见转基因稻米组对、脑、肺、肝、肾、肾上腺、甲状

腺、胸腺、脾、胃、十二指肠、空肠、回肠、睾丸、前列腺、附睾、子宫、卵巢等

脏器产生异常病理学改变。

华恢 1 号转基因稻米掺入饲料中饲喂大鼠 90 天，动物活动、生长未见异常，

与亲本稻米比较，未发现转基因水稻对大鼠体重、进食量、食物利用率、血液学指

标、血生化指标、脏器重量、脏体比以及组织病理学观察有生物学意义的改变。未

观察到转基因水稻对大鼠的生长发育的不良影响。

18. 华恢 1 号食用安全检测报告（报告编号 鄂疾控(1999)检字第 20272 号）

检测单位：湖北省疾病预防控制中心

检测结论：1999 年至 2003 年，湖北省疾病预防控制中心对华恢 1 号稻谷按照毒理

学评价程序进行了四个阶段的毒理学检测，包括短期喂养试验，遗传毒性试验、三

代繁殖试验和慢性毒性试验。试验中，先后观察和检测了试验动物大鼠或小鼠经喂

92

养或强行给予不同剂量转基因稻米后的毒性反应、传统致畸作用和致突变效应；90

天喂养后的体重变化、食物利用率、血液学和血生化变化、脏器系数；连续三代喂

养对动物繁殖的影响和对胎儿发育的致畸作用以及长期喂养后的各种可能的生理

和病理变化、肿瘤发生情况等近百个指标。

1）小鼠两周喂养试验

采用昆明种小鼠定量给予制成块状的转基因稻谷，连续给予受试物两周，记录

两周内动物总进食量及中毒症状。动物经口喂养给予受试物后，摄食正常，无死亡

现象，毛发、精神及大便没有异常改变，两周内摄入受试物总量 184g/kg·bw。大体

解剖肉眼观察胸腹腔内脏，未发现明显的病理改变。华恢 1 号转基因稻谷经连续喂

养两周，未发现动物产生任何急性毒性反应。

2）遗传毒性试验

A．小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验

利用体细胞致突变试验，检测转基因稻谷是否会使动物细胞中的染色体在有丝

分裂后期产生断片或环，以致最终单独形成比细胞核规则而小的微核，进而根据微

核发生量的多少，来判断受试物是否具有潜在的可遗传的致突变。采用昆明种小鼠，

随机分成与受试物对应的 8 组，分别给予基础饲料，普通稻谷对照饲料，高中低剂

量转基因稻谷饲料，以及给予 100mg/kg·bw、200mg/kg·bw 的 Cry1Ab/Ac 蛋白，及

60mg/kg·bw 环磷酰胺阳性对照。试验结果表明华恢 1 号各剂量组雌雄性别微核率与

基料和亲本对照组结果比较，均在正常值范围内，转基因稻谷及 Cry1Ab/Ac 蛋白对

体细胞无致突变作用。

B．小鼠精子畸形试验

受试物各剂量组分别连续喂养 35 天后处死动物，取两侧副睾涂片，伊红染色。

每只动物高倍镜下观察 1000 个精子，记录畸形精子数。结果显示华恢 1 号各剂量

组与亲本对照组或基料组比较，均在正常值范围内，未观察到各受试物组对动物精

子细胞产生明显致突变作用。

C．Ames 试验

为了检测 Cry1Ab/Ac 蛋白对受试菌株是否具有致突变作用，进行了鼠伤寒沙

门氏菌回变试验。采用四株鼠伤寒沙门氏菌组氨酸缺陷型菌株 TA97、TA98、TA100

和 TA102。采用多氯联苯(PCB) 诱导的大鼠肝匀浆作为体外活化系统(+S9)。受试物

采用纯的 Cry1Ab/Ac 蛋白液，设五个剂量组。结果表明 Cry1Ab/Ac 蛋白液各剂量组

回变菌落数均未超过自发回变数 2 倍，且无剂量反应关系，故 Cry1Ab/Ac 蛋白不具

有致突变作用。

D．传统大鼠致畸试验

通过交配前和受孕后不间断喂养，观察了解华恢 1 号转基因稻谷中的物质是否

可穿过胎盘屏障而影响胚胎的器官分化与发育，导致结构和机能的缺陷，出现胎儿

畸形，即致畸作用。选用 Wistar 大鼠随机分成五个组，分别给予高中低剂量的华恢

1 号转基因稻谷饲料，亲本稻谷饲料及基础饲料。结果显示，Bt 稻谷各剂量组对孕

鼠孕期体重、孕鼠受孕情况、胚胎效应、胎鼠体重、身长、胎鼠骨骼等胎鼠生长发

育指标未观察到明显影响，且未见有致畸作用。

3）大鼠三代繁殖试验与 90 天喂养试验

为了观察华恢 1 号转基因稻谷对动物繁殖和生长发育的影响及对仔代的致畸

作用，以不同剂量水平经三代不间断喂养动物。

A．大鼠三代繁殖试验

选用 SD 大鼠共 200 只，随机分成五个组，分别给予高中低剂量的转基因稻谷

93

饲料，亲本稻谷饲料及基础饲料。

结果显示，各代中 Fa 与 Fb 代比较，其重量基本上在正常波动范围内，没有明

显的差异性，各剂量组没有发现剂量－反应对窝重产生的明显影响；三代各剂量组

分别在出生时 4 天和 21 天存活期胎仔的死胎数，与稻谷对照组比较没有显著性差

异；各剂量组在三代中（Fa 与 Fb 比较）无论是受孕率、妊娠率、胎仔出生存活率

和哺乳存活率，与普通稻谷组比较，结果基本一致，没有明显差异。

在 Bt 稻谷三代繁殖试验中，通过对实验动物 SD 大鼠受孕率、妊娠率、窝重、

出生及哺乳存活率、幼鼠体重增长情况和食物利用率、血液细胞、生化成分等指标

的观察与检测以及病理组织切片检查，未观察到受试物对动物繁殖有影响和对仔代

有致畸作用。

B．大鼠 90 天喂养试验

各代繁殖后的动物断乳后再继续观察适应一周离开母体，每个剂量随机称取动

物 20 只，雌雄各半，共五个试验组，分笼饲养，连续喂养自由摄食 90 天。称量动

物体重与进食量，计算食物利用率；检测末期血液细胞、生化指标；最后处死试验

动物，进行大体病理观察和组织病理观察。

试验结果：体重与食物利用率：从 3 代 a，b 两组仔鼠初始和终体重结果看，

各代 a 组雌雄鼠未观察到体重随转基因稻谷剂量的增加而降低的情况；而第二代和

第三代 b 组（即 2b 和 3b）雄鼠华恢 1 号高剂量组的终体重明显比亲本对照组的终

体重稍轻，而同剂量组雌鼠未观察到这种差异。但若考察全部 13 周体重表现，经

单周的和各周聚合的方差分析和平均数多重比较（DMRT）表明，3b 雄鼠在全部 13

周中有 10 周的体重与基础饲料对照组的体重没有显著差异。就食物利用率而言，

各华恢 1 号剂量组与亲本对照组比较，其结果基本一致，没有显著性差异。

血液细胞、生化指标结果：各项指标各代中（Fa 与 Fb 代比较）所测数值在正

常值范围内，转基因水稻对大鼠的血生化与血常规指标无明显影响。

病理组织检查：大体肉眼观察：各代各剂量组雌雄性大鼠的心、肝、脾、肺、

肾、胃肠、子宫、睾丸等脏器与普通对照组比较，其外观颜色和脏器大小正常，均

未见明显渗出、增生、水肿、萎缩等病变。结合镜下检查，以上脏器部分病理改变，

非试验用样品毒性所致。

4）大鼠慢性毒性和致癌试验

A．大鼠慢性毒性试验

选用清洁级 SD 大鼠，随机分成五个组，受试物剂量同三代繁殖试验，分别定

量给予不同剂量的受试物 106 周。期间观察一般表现，行为，中毒症状和死亡情况。

记录 12 周内体重和食物利用率，试验中期（12 周）和结束时测定血常规与血生化，

最后宰杀动物，称量脏器重量和脏器系数。并进行病理组织学检查。

动物一般表现：动物毛色、精神状况及进食、大小便等方面，各剂量组动物基

本正常，无异常行为表现，但由于诸多因素影响，在长达 106 周试验期间，动物有

死亡，各剂量组共死亡 70 只，其中 12 周前死亡 11 只，占动物总数 5.9%，106 周

内陆续死亡 59 只，占动物总数 33.1%，按毒理程序规定，要求慢性毒性试验中 24

个月前动物死亡率不能大于 50%，本次试验中动物死亡率总计达 39%，基本符合实

验基本要求。

对大鼠 12 周体重的影响：华恢 1 号各剂量组体重与亲本对照组结果比较，差

异无显著性。

对大鼠平均食物利用率的影响：华恢 1 号各剂量组动物的食物利用率等指标，

与亲本对照组比较其差异无显著性。

94

对大鼠血常规的影响：对照组与华恢 1 号各剂量组数值均在本实验室历史对照

正常值范围内。

对大鼠血生化的影响：大鼠血清测定结果对照组与华恢 1 号各剂量组数值均在

本实验室历史对照正常值范围内。

对大鼠脏器重量及系数的影响：华恢 1 号各剂量组与对照组无明显差异。

病理组织检查：

大体解剖肉眼所见：a）对不同时期死亡部分大鼠进行大体解剖后观察，肺部

感染的动物主要表现为肺脓肿，伴有脓性渗出液和萎缩粘连肺以及肺组织陈旧性淤

血灶多见，属大鼠常见的肺炎特征，其他脏器如心、肝、脾、肾、胃未见明显因受

试物毒性造成的病理改变。B）各实验组结束时，雌雄大鼠各 10 只的心、肝、脾、

肾、胃肠、睾丸、子宫等脏器与基料组比较，其外观颜色和脏器大小正常均未见与

受试物相关的渗出、增生、水肿、萎缩等病变。

显微镜观察结果：a）对各剂量组死亡的约 50 只动物，进行切片观察（除肺组

织外）其中肝细胞主要表现浊肿、汇管区炎性细胞浸润及小灶状坏死，肾小管上皮

细胞浊肿，胃肠未见明显病理改变。b）106 周试验的动物，华恢 1 号各剂量组动物

病理变化主要表现是肝、肾细胞的浊肿，间质炎性细胞浸润和细胞点状、灶状坏死、

脾红髓中含铁血黄素多见，脾小梁增宽，胃肠粘膜、粘膜下、肌层、浆膜层均未见

炎性细胞浸润，子宫、睾丸等脏器未见病理改变。

总之，经过两年的喂养试验，未发现华恢 1 号转基因水稻对大鼠的生长、血液

学指标、脏器等造成不良影响。

B．致癌试验：

在长达两年多的时间中，主要采取在同等条件下，观察基料组，亲本稻谷对照

组与华恢 1 号各剂量组的肿瘤发生率以及剂量－反应关系作为基本依据：对 30 周

以上的各剂量组动物，随时观察动物外观的体征表现，每周用手触摸一次动物全身，

观察皮肤表面是否有突起部分出现，同时对死亡动物逐一进行大体解剖，肉眼观察

胸腹腔内各脏器及皮肤表面的形态学变化。

试验结果显示，对喂养 30 周以上的动物肉眼观察，华恢 1 号各剂量组雌性老

年动物均有皮下肿瘤发生，且动物均未引起死亡，自然肿瘤发生率观察共 5 例

（9.1%），各剂量组均有发生，其发生部位主要在皮下，经病理组织学诊断，各组

间肿瘤在老年雌鼠中发生率为 8.3~10%之间，符合美国 NIH Rodent 1980 catalogur

SD 大鼠中注明的老年雌性大鼠乳腺肿瘤自然发病率，没有与受试物相关的剂量反

应关系。