对含有事件DP-?51291–2的玉米进行环境风险评估，该玉米通过表达IPD072Aa蛋白具备防治玉米根虫（Diabrotica spp.）的能力

《GM Crops & Food》：An environmental risk assessment of maize containing event, DP-?51291–2, with activity against corn rootworms (Diabrotica spp.) via expression of the protein, IPD072Aa

　　玉米事件DP-?51291–2表达来自假单胞菌的IPD072Aa蛋白，用于控制玉米根虫。通过环境风险评估发现，该蛋白对非目标生物（如水生生物、土壤分解者、捕食性昆虫等）的最坏情况暴露浓度与安全阈值相比，风险极低，MOE均远大于10。田间评估显示非目标节肢动物群落多样性未受影响。

　　### 非目标生物环境风险评估与研究结论

玉米（*Zea mays* L.）作为一种全球广泛种植的重要农作物，其产量在2023年至2024年间达到了约12.3亿公吨，较前一年增长了6%。其中，美国是全球最大的玉米生产国，占全球总产量的32%。然而，玉米种植过程中面临诸多挑战，包括病害、天气变化、杂草竞争以及害虫侵袭。其中，玉米根虫（*Diabrotica* spp.）是玉米种植中最常见的害虫之一，尤其是在欧洲、加拿大东部和美国地区。这些害虫对玉米的根部造成损害，影响植物的生长和产量，因此需要有效的防治措施。

为了应对玉米根虫带来的挑战，科学家们开发了多种控制方法，包括轮作、土壤或种子/叶面施用化学药剂，以及通过基因工程技术表达杀虫蛋白的转基因玉米。随着技术的发展，一些新的杀虫蛋白被引入，如IPD072Aa蛋白，该蛋白来源于土壤细菌*Pseudomonas chlororaphis*，通过在植物中表达，可以对玉米根虫产生特定的控制效果。IPD072Aa蛋白的作用机制是破坏玉米根虫的中肠上皮，从而抑制其生长和繁殖。

为了确保转基因玉米在田间种植时不会对非目标生物（NTOs）造成不合理的影响，科学家们进行了全面的环境风险评估（ERA）。该评估包括对潜在暴露和危害的分析，以确定转基因玉米对非目标生物种群的潜在风险。在评估过程中，科学家们采用了一系列方法，包括最坏情况下的估计环境浓度（EECs）计算、实验室膳食毒性研究，以及田间调查，以全面了解IPD072Aa蛋白对非目标生物的影响。

#### 估计环境浓度（EECs）的计算

在进行环境风险评估时，首先需要估算非目标生物可能接触到的IPD072Aa蛋白的浓度。科学家们采用了最坏情况下的假设，以确定可能的暴露水平。这些假设包括植物组织中IPD072Aa蛋白的最大浓度，以及非目标生物在不同生态环境中的潜在接触途径。

例如，对于传粉者和传粉性昆虫，科学家们假设它们会直接摄入转基因玉米的花粉，或者间接摄入通过风力传播到其他植物上的玉米花粉。因此，最坏情况下的EECs基于转基因玉米花粉中IPD072Aa蛋白的最大浓度。同样，对于水生生物，科学家们使用了美国环境保护署（US EPA）的标准农业田间-池塘模型，以估算IPD072Aa蛋白在水体中的浓度。这种模型假设10公顷的农田中产生的物质会流入1公顷的池塘，从而提供对水生生物可能暴露的估算。

对于土壤中的分解者和食腐生物，科学家们认为它们可能通过摄入转基因玉米植株在土壤中分解的组织而接触到IPD072Aa蛋白。因此，最坏情况下的EECs基于转基因玉米植株中IPD072Aa蛋白的最大浓度。对于捕食性生物和寄生性昆虫，科学家们考虑了它们通过摄入已经食用过转基因玉米组织的猎物而暴露的可能性。因此，最坏情况下的EECs假设所有蛋白质都会从转基因植物转移到猎物，然后再转移到捕食者。

此外，科学家们还计算了经过优化的EECs，以反映更现实的环境条件。例如，对于捕食者和寄生性昆虫，优化后的EECs假设只有20%的蛋白质会从转基因植物转移到猎物，然后再转移到捕食者。这种优化方法旨在减少对非目标生物的暴露水平，从而提供更准确的风险评估。

#### 危害评估

为了评估IPD072Aa蛋白对非目标生物的潜在危害，科学家们在实验室中进行了膳食毒性研究。这些研究使用了代表不同功能组的非目标生物作为替代物种，包括传粉者和传粉性昆虫、水生生物、土壤中的分解者和食腐生物、捕食者和寄生性昆虫、食虫鸟类以及食谷哺乳动物。通过比较危害值与暴露值，科学家们计算了边际暴露（MoE），以判断转基因玉米对非目标生物种群的潜在风险。

在这些研究中，科学家们发现IPD072Aa蛋白对非目标生物的影响非常有限。例如，对于蜜蜂，实验室研究显示在IPD072Aa蛋白浓度达到200纳克/蜜蜂时，没有观察到对蜜蜂幼虫和成虫的不良影响。对于水生生物，如*Daphnia magna*，在15毫克/升的浓度下，也没有观察到对繁殖和存活的不良影响。对于土壤中的分解者，如*Folsomia candida*，在4000纳克/毫克的膳食浓度下，也没有观察到对生存和繁殖的显著影响。

#### 田间评估

除了实验室研究，科学家们还进行了田间评估，以进一步验证转基因玉米对非目标生物的影响。田间评估包括对田间非目标生物种群的观察和收集，以及对生物多样性和种群动态的分析。在三个美国玉米种植区（伊利诺伊州、爱荷华州和宾夕法尼亚州）的田间试验中，科学家们使用了视觉观察、粘虫板和陷阱等方法，以收集和分析非目标生物的数据。

田间评估的结果显示，转基因玉米DP-?51291–2（简称DP51291）与对照玉米相比，对非目标生物的种群数量、多样性和均匀性没有显著影响。例如，在视觉观察中，最常见的非目标生物是瓢虫，而在粘虫板和陷阱中，最丰富的种类是寄生性胡蜂和蜘蛛。这些数据进一步支持了转基因玉米对非目标生物的低风险结论。

#### 综合分析与结论

通过综合实验室研究和田间评估的结果，科学家们得出结论，转基因玉米DP51291的种植不会对非目标生物种群造成不合理的影响。这主要基于以下几点：

1. **IPD072Aa蛋白的表达水平**：转基因玉米中IPD072Aa蛋白的表达水平在不同组织中有所不同，但总体上较为保守，不会对非目标生物造成过高的暴露。
2. **非目标生物的暴露途径**：虽然某些非目标生物可能通过直接或间接途径接触到IPD072Aa蛋白，但实际暴露水平远低于最坏情况下的估计值。
3. **危害评估结果**：实验室研究显示，IPD072Aa蛋白对非目标生物的危害极小，大多数情况下没有观察到显著的不良影响。
4. **田间数据支持**：田间评估的结果与实验室研究一致，表明转基因玉米对非目标生物的影响可以忽略不计。

此外，科学家们还考虑到转基因玉米的生态特性，如其生命周期、与周围植物的兼容性以及土壤和水体中的降解过程。这些因素都进一步降低了IPD072Aa蛋白对非目标生物的潜在风险。

综上所述，转基因玉米DP51291的种植对非目标生物的环境风险非常低。通过综合实验室和田间研究，科学家们确认了该转基因玉米在实际种植条件下的安全性，为未来的转基因作物开发和环境风险评估提供了重要的参考。这些研究不仅验证了IPD072Aa蛋白的生态安全性，也为其他转基因作物的环境风险评估提供了方法上的借鉴。