全球转基因玉米专利信息分析与技术展望 *

转基因玉米是当前全球第二大转基因作物,在保障人类能源、饲料、工业等方面发挥着重要作用。基于智慧芽数据库(PatSnap)对欧盟、美国及中国等国家或地区收录的1985~2018年全球转基因玉米技术领域专利文献进行统计分析,得出全球转基因玉米专利技术发展的总体趋势、技术分布与格局及研发热点,并对比分析了国内外主要研发单位转基因玉米研发的竞争力,对未来转基因玉米的产业发展提出了展望。     

大豆转基因育种及产业化发展

转基因技术是现代生物技术研究的热点之一,转基因作物种植已经成为全球普及最为迅速的生物技术.转基因大豆是目前种植区域最广、种植面积最大的转基因作物,已成为世界大豆主产国大豆产业发展的主要动力.中国的大豆产量居世界第四位,但转基因大豆育种的研究尚处于起步阶段,在转基因大豆产业化发展方面潜力巨大.我国应该充分利用现代生物技术的成果,借鉴国外转基因大豆的发展经验,立足本国实际,在农业转基因生物安全管理相关法律法规下,建立和健全我国转基因大豆育种及其产业化发展体系,大力发展转基因大豆,提升我国大豆产业的市场竞争力.本文概述了我国转基因大豆的研究现状以及国际转基因大豆的研发趋势,分析了我国转基因大豆发展所面临的挑战并提出了应对策略.     

转基因生物技术领域专利发展态势分析

转基因技术可将能够表达相应性状的基因片断直接移植到目标品种的基因组中,从而使其表现出某些在自然状态下并不存在的性状或行为.因此,全球对于转基因生物技术的可专利性以及如何对转基因生物技术进行知识产权保护方面仍存在一定的争议,尤其是在转基因动物技术的保护方面争议明显.与转基因动物相比,转基因微生物技术的专利保护制度和体系已经较为成熟,我国在该领域的研发方面都存在着较大的潜力,有待进一步挖掘.而在转基因作物专利方面,以孟山都、杜邦、拜耳、巴斯夫、先正达等为代表的跨国企业在全球专利布局上的领先态势明显.     

阿根廷转基因作物安全管理制度概况及进展

阿根廷是最早采用转基因技术的国家之一,目前已成为全球第三大转基因作物种植国。阿根廷是全球尤其是拉美国家在生物技术产品监管和审批方面的先驱,其在转基因作物监管问题方面的丰富经验以及联合国粮食及农业组织的认可使阿根廷成为全球转基因作物监管的领导者之一。介绍了阿根廷转基因作物研发和应用、转基因作物监管体系、新型育种技术监管体系、转基因作物进出口情况以及追溯体系,讨论了转基因技术的引进对阿根廷的影响,旨在全面了解阿根廷转基因作物及新型育种技术的监管体系,为我国转基因作物安全管理提供参考。     

转基因作物在南非的应用及对我国的启示*

2019年是南非转基因作物商业化种植的第22年,3种主要转基因作物:棉花、玉米和大豆共种植了268万公顷,在全球所有转基因作物生产国中排名第八位,在非洲大陆排名第一位。这样一个具有超高转基因作物应用率的国家,有关其转基因商业化进程及现状鲜有系统介绍。综合1996~2019年的国际农业生物技术应用服务组织(International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications,ISAAA)的报告及其他数据资料,对南非转基因作物批准和种植情况、自主研发情况、安全管理制度、进出口情况及公众接受度做了概述,并以此为基础对我国转基因产业提出建议。     

我国转基因主粮作物产业化进展、存在问题及对策

目前,我国转基因产业化种植面积较大的作物只有棉花、木瓜等。主粮作物水稻、玉米的一些转基因品种虽已获安全证书将近7年,但至今尚未进行产业化生产。另一方面,我国每年进口大量的玉米、大豆等农产品,且进口的玉米和大豆中转基因产品占比较高。这是由于一方面国内有关转基因的舆论氛围以及我国目前就转基因作物的研发现状均要求推进转基因主粮作物产业化进程时要稳重、谨慎;另一方面,转基因作物产业化的全球发展趋势、增产潜力、经济和环境效益以及我国在该技术领域的基本策略和国内供需需求,又迫使我们要加快开展转基因主粮作物产业化的进程。如何化解这对矛盾使转基因主粮作物的研发和产业化在适合国情的前提下顺利开展,是目前的主要任务之一,因此有必要就有关转基因作物产业化在我国的发展现状、前景、存在问题和对策予以讨论,以期为我国转基因作物产业化提供参考。     

全球商业化转基因作物发展现状和趋势

转基因作物在经济社会效益中的潜力,引发了全球各国的高度关注。文章概述了转基因作物的全球政策布局,结合市场、专利数据,对全球商业化转基因作物发展现状和趋势进行了分析和阐述。     

中国转基因作物,机遇与挑战

2008年7月9日中国政府正式启动转基因生物新品种培育科技重大专项,这是中国在生物技术领域的重大举措之一.在中国分子植物育种领域面临如此重要的标志性机遇之时,本文回顾了全球转基因技术发展的历史和中国转基因作物发展的现状,对中国今后转基因作物研发与商业化中知识产权和研发模式两大瓶颈问题进行了讨论.作者还列举了近期国内有关转基因作物生物安全和生态风险方面争论的各方观点,阐明了在中国当前情况下,通过完善相应的法规并强化贯彻落实来规范转基因研发和商业化的必要性.毫无疑问,中国转基因作物又迎来了一个值得期待的春天,机遇与挑战并存.     

阿根廷农业生物技术年报(2016)

阿根廷仍然是转基因作物的第三大生产国,产量占全球转基因作物产量的14%。阿根廷研究人员研发的抗病毒土豆和抗旱大豆两个转基因事件(genetically engineered,GE)得到最终批准。中国转基因事件的批准仍然是阿根廷外贸的首要任务。种子专营权制度仍然是本国的重要问题;阿根廷农业部向国会提交了一项新的《种子法》提案。     

国内外转基因作物产业化的比较

当前,全球转基因作物研发和产业化迅猛发展, 创造了巨大的经济、社会和生态效益。转基因作物产业化发展的快慢, 是关系到我国农业可持续发展和提高农产品国际竞争力的重大问题。就国内外转基因作物的产业化进行了优劣势比较, 并从影响转基因作物产业化的技术瓶颈和安全性监管两方面进行了探讨。     

美国生物乙醇技术的专利计量分析

目的：对美国的生物乙醇技术的进展进行深入挖掘。方法：以专利计量的分析方法,借助可视化的分析工具,对美国生物乙醇技术的专利文献从技术生命周期、IPC小类重点分布、专利权人专利申请及其技术应用重点进行分析。结果：研究发现近年来美国生物乙醇技术的发展进入了迅速的成长期;技术应用重点集中在微生物发酵、酶解、转基因植物新品种等领域;杜邦公司和先正达公司技术重点集中在转基因新品种的研制,诺维信公司和丹尼斯克公司技术重点集中在生物酶的研制。结论：美国生物乙醇技术发展迅速,这与美国政府的支持有关,也证明美国的基础科学转化率很高。     

转基因玉米生物育种技术的专利分析及产业发展建议

通过研究转基因玉米育种技术的专利文献,可分析各国转基因玉米生物育种技术的发展趋势、研发领域的分布、跨国种业集团的产业布局。利用MS Excel和Innography等分析软件,采用图表分析方法对世界转基因玉米生物育种的专利文献进行定性分析和定量分析。结果发现,中国是转基因玉米生物育种的主要研发国家之一,其中基因编辑技术处于领先地位;我国创新主体仍以大专院校、科研院所为主,缺乏科研成果的转化动力,需要加大对转基因技术产业的扶植力度和知识产权服务。研究结果旨在为研究者确定研究方向、跟踪竞争对手的研究进展、分析跨国种业集团的产业布局、制定产业发展政策等提供参考建议。     

双重数字PCR在转基因大豆检测中的应用

利用微滴式数字PCR(droplet digital PCR, ddPCR)平台建立针对MON87705、MON87769、DP356043三种转基因大豆中外源基因的双重PCR检测方法。利用双重数字PCR方法检测特异性、定量范围等参数,优化所用引物探针组合及实验体系程序,检测外源基因与内标准基因的拷贝数。结果表明,所用引物探针组合在数字PCR方法中仅对目标大豆品系有荧光信号,具有特异性,可用于转基因大豆品系的筛选与鉴别。检测了大豆的转基因成分含量,结果与材料标准品参数基本一致,并根据结果设定定量检测限为0.5%,定性检测限为0.05%,可满足低纯度样品检测的需求。双重数字PCR体系能够准确且稳定的满足实际检测需要,在实际应用上具有良好的发展前景。     

转基因大豆叶片残体对白符跳的影响

转基因大豆种植后其外源基因表达产物会以叶片残体等形式暴露于土壤生态系统中,并对土壤动物存在潜在风险.本文利用我国自主研制的转hrpZm基因抗疫霉根腐病大豆B4J8049、转Cry1C基因抗食叶性害虫大豆A2A8001、转Cry1Iem基因抗食心虫大豆C802及非转基因对照亲本大豆Williams82,采用直接喂饲试验,通过60 d喂饲调查白符跳的存活率、繁殖率、体长变化等,研究3种转基因大豆材料对非靶标生物白符跳的影响.结果表明: 转基因大豆B4J8049、A2A8001和C802残体对环境指示生物白符跳的存活率、繁殖率及生长发育均无显著不良影响.初步确认转基因大豆B4J8049、A2A8001和C802在短时期内对环境无安全性风险,为其推广提供了生态安全基础数据.     

Management strategies for agricultural biotechnology in small countries. A case study of Israel

Agricultural biotechnology is concentrated in four major countries. This paper suggests strategies for developing it in small countries, based on analysis of the world trends and the characteristics of small countries. Israel is presented as a specific case study. The main relevant trends are domination by big companies, consumer concerns on genetically modified foods, and focusing on consumer benefits and specific market niches. Small countries' disadvantages include companies that are too small to benefit fully from research, difficulty in raising funds, lack of infrastructures and experienced management personnel, and public sector research organizations that are unsuitable for commercializing research. The recommended strategies include: developing a large number of low-volume products and small market niches, forming partnerships with intermediaries (such as food companies), specializing in intermediate products (such as the seed or the gene patent), and conducting market research and cost-benefit analysis in advance. Additional strategies include developing benefits that are unique to genetically modified foods and focusing on benefits specifically for consumers who accept genetically modified foods, rather than on benefits for the average consumer. A national representative organization could buy and rent out expensive equipment, finance specific projects in return for the commercial rights, and perform collective marketing research and marketing. Israel has the advantages of a successful agricultural sector and complementary scientific research, and should focus on those fruits, vegetables, and flowers for which it already has the experience and infrastructure.     

Random amplified polymorphic DNA analysis of genetically modified organisms

Randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) was used to analyzed 78 samples comprises of certified reference materials (soya and maize powder), raw seeds (soybean and maize), processed food and animal feed. Combination assay of two arbitrary primers in the RAPD analysis enable to distinguish genetically modified organism (GMO) reference materials from the samples tested. Dendrogram analysis revealed 13 clusters at 45% similarity from the RAPD. RAPD analysis showed that the maize and soybean samples were clustered differently besides the GMO and non-GMO products.     

转基因耐除草剂大豆的食用安全评价研究进展

转基因大豆是目前种植最广泛的转基因作物之一,其中具有耐除草剂特性的转基因大豆占比最高。公众对转基因食品一直争议不断,因此,其批准商业化种植前的食用安全性评价显得尤为重要。已有研究显示,转基因耐除草剂大豆已经商业化种植了二十多年,迄今为止还没有观察到任何不良反应。目前已经批准的转基因耐除草剂大豆均进行了严格的毒理学评价、过敏性评价和营养学评价,经过严格评价后上市的转基因大豆可以放心食用。综述了转基因耐除草剂大豆的主要类型,分析了可能存在的安全性问题,对转基因耐除草剂大豆的食用安全性评价方法进行了总结,以期为后续相关转基因食品安全性评价工作的开展提供借鉴。     

Mycorrhizal and rhizobial colonization of genetically modified and conventional soybeans

We grew plants of nine soybean varieties, six of which were genetically modified to express transgenic cp4-epsps, in the presence of Bradyrhizobium japonicum and arbuscular mycorrhizal fungi. Mycorrhizal colonization and nodule abundance and mass differed among soybean varieties; however, in no case was variation significantly associated with the genetic modification.     

Multiplex polymerase chain reaction and ligation detection reaction/universal array technology for the traceability of genetically modified organisms in foods

A multiplex polymerase chain reaction (PCR) system was developed for the simultaneous detection of target sequences in genetically modified soybean (Roundup Ready) and maize (MON810, Bt176, Bt11, and GA21). Primer pairs were designed to amplify the junction regions of the transgenic constructs analyzed and the endogenous genes of soybean (lectin) and maize (zein) were included as internal control targets to assess the efficiency of all reactions. This multiplex PCR has constituted the basis for an efficient platform for genetically modified organism traceability based on microarray technology. In particular, the ligation detection reaction combined to a universal array approach, using the multiplex PCR as target, was applied. High specificity and sensitivity were obtained.     

Molecular, anatomical and physiological properties of a genetically modified soybean line transformed with rd29A:AtDREB1A for the improvement of drought tolerance

We evaluated the molecular, anatomical and physiological properties of a soybean line transformed to improve drought tolerance with an rd29A:AtDREB1A construct. This construct expressed dehydration- responsive element binding protein DREB1A from the stress-inducible rd29A promoter. The greenhouse growth test included four randomized blocks of soybean plants, with each treatment performed in triplicate. Seeds from the non-transformed soybean cultivar BR16 and from the genetically modified soybean P58 line (T(2) generation) were grown at 15% gravimetric humidity for 31 days. To induce water deficit, the humidity was reduced to 5% gravimetric humidity (moderate stress) for 29 days and then to 2.5% gravimetric humidity (severe stress). AtDREB1A gene expression was higher in the genetically modified P58 plants during water deficit, demonstrating transgene stability in T(2) generations and induction of the rd29A promoter. Drought-response genes, including GmPI-PLC, GmSTP, GmGRP, and GmLEA14, were highly expressed in plants submitted to severe stress. Genetically modified plants had higher stomatal conductance and consequently higher photosynthetic and transpiration rates. In addition, they had more chlorophyll. Overexpression of AtDREB1A may contribute to a decrease in leaf thickness; however, a thicker abaxial epidermis was observed. Overexpression of AtDREB1A in soybean appears to enhance drought tolerance.