近20年来，转基因植物在全球范围内发展迅速。转基因作物因其抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等优良性状，得到了很好的推广与应用。商业化的转基因植物以大豆、棉花、玉米、油菜这四种作物为主，此外，有20多种植物的转基因事件已被批准商业化，或仍在商业化进程中。转基因植物的推广与人类健康和环境安全息息相关，转基因育种的安全性问题一直是困扰该技术广泛应用的关键问题。随着转基因植物的迅速发展，如何对转基因植物进行合理的安全性评价日益体现出它的重要性。本文围绕转基因安全性评价的实质等同性原则，利用代谢组学手段对多个自然栽培大豆品种的代谢谱进行了分析，对转基因安全性评价进行了一系列的研究，并获得了重要的研究成果。此外，本研究还提出建立一个植物种子分子特征参考数据库来为安全性评价提供参考。为了探索利用组学方法研究转基因植物安全性的新思路，本研究以第一代抗草甘膦转基因大豆GTS40-3-2（抗农达）为例，从代谢组学层面综合分析了具有代表性的中国大豆品种的代谢谱差异，以及相对于自然品种的代谢物组分，转基因大豆在代谢物种类与含量上的差异。在代谢组水平上，本研究以29种来自全国不同生态区的主要大豆品种作为自然变异的研究对象，以转EPSPS大豆GTS40-3-2为代表，采取了整体的无偏向性的代谢轮廓分析方法，用GC-MS，HPLC-MS手段，共测得大豆种子中的代谢物169种。对这些代谢物在不同品种间的差异性分析表明，代谢物含量差异广泛存在于不同的自然品种之中，转基因大豆与非转基因大豆之间代谢物含量的差异都基本上在自然差异范围之内。此外对大豆种子代谢组学的研究还发现了大豆特有的代谢物、对大豆生态区划分有重要作用的代谢物、代谢物和代谢物之间的关系、代谢物和表型之间的关系。这种全局的无偏向性的代谢组学研究方法比靶标性的研究方法更能够全面体现大豆种子中的代谢物成分，应用于转基因大豆的安全性评价时也更有可能发现非预期效应。为了使转基因植物的安全性评价有一个客观的量化的参考，本研究设计了一个植物种子分子特征数据库。这个数据库包含了四种作物（水稻、大豆、玉米、小麦）的栽培品种的种子在四个组学水平（基因组、转录组、蛋白组、代谢组）上的实验数据。通过综合不同栽培品种间的数据，找到一个不同栽培品种各个组学表达量的安全变化范围，为这四种作物转基因的安全性评价提供依据。用户可以在本数据库中提交这四种作物栽培品种的实验数据，帮助我们拥有更广的数据来源，使计算出的安全变化范围更加客观，更能代表整体栽培品种品种间的变化范围；用户还可以提交转基因品种标准化后的实验数据，通过本数据库与其他栽培品种比较，观察其表达量是否与栽培品种显著不同，从而找到转基因和栽培品种的差异，为预测转基因品种安全性提供量化的证据。