转基因水稻外源基因的漂移研究

转基因水稻基因漂移可能带来环境安全性问题。利用农杆菌介导,把hpt基因转化水稻品种,通过后代筛选,以稳定遗传的含单拷贝转化株系为转基因花粉供体材料,研究转基因水稻向非转基因水稻不育系和常规稻(花粉受体)的外源基因漂移频率。结果表明,相邻种植时转基因水稻向雄性不育系品种的漂移频率为31.74%。随距离的增加漂移频率明显下降,在26m处仍能够检测到含外源基因个体的存在,并且在距离4m处出现一个漂移频率的升高;转基因水稻向常规品种的漂移频率则明显低于不育系,一般在2.0%以下,随距离的增加也呈现下降的趋势,在18m处开始无法检测到含外源基因的个体。     

风向因素对转基因抗虫棉花基因漂移效率的影响

在转基因作物获准进行环境释放并实行大面积商品化推广的同时,基因漂移所引起的生态环境安全问题不容忽视。本研究以含有双价抗虫基因（Bt/CpTI）的转基因棉花SGK321为花粉供体材料,以常规非转基因棉花品种石远321、中棉35、吉扎1号为花粉受体材料,在温室中人工创造定向风和非定向风条件,应用PCR与蛋白检测相结合的方法,检测外源基因发生基因漂移的效率。结果表明：随着与转基因棉花SGK321距离的增加,外源基因转移至非转基因棉花的基因漂移频率呈现波动性变化。在定向风处理中,基因漂移频率在距离转基因棉花6.4 m处达到峰值33.33%,在测定范围内基因漂移最远距离为25.6 m;而在非定向风处理中,基因漂移频率在距离转基因棉花12.8 m处达到峰值36.67%,在测定范围内基因漂移最远距离为36 m。非定向风可显著提高转移至海岛棉吉扎1号的基因漂移频率。外源基因从SGK321转移至其非转基因亲本石远321的基因漂移频率显著高于转移至陆地棉中棉35和海岛棉吉扎1号的漂移频率。本研究可为转基因棉花的生态安全性分析提供一定的理论参考价值。     

Bt/CpTI转基因稻及其非转基因亲本对照在间隔种植条件下的转基因漂移

随着转基因技术的迅速发展,越来越多的转基因作物被培育出来。转基因作物的外源转基因通过花粉传播向非转基因作物的漂移,会影响非转基因作物品种的种子纯度,从而可能导致一系列生物安全问题。为了研究转基因栽培水稻(Oryzasativa)中的外源转基因通过花粉介导向非转基因水稻品种逃逸的可能性及其频率,我们选用3个含双价抗虫基因(Bt/CpTI)的转基因水稻品系及其相对应的非转基因水稻亲本品种(近等基因系)进行了转基因漂移的实验。为了获取在近距离状况下转基因水稻与非转基因水稻品种之间的转基因漂移频率,采用了转基因与非转基因水稻品种间隔种植的栽培方式,分别在福建省福州市和海南省三亚市的转基因环境安全实验地进行实验,并利用潮霉素抗性筛选标记基因来鉴定转基因和非转基因稻的杂种。共检测了从非转基因水稻品种随机收获的70,056颗种子,以此计算转基因漂移频率。结果表明,在相邻种植的情况下,由这3个转基因水稻向对应的非转基因水稻品种的转基因漂移的频率比较低(0.275–0.832%)。如此近距离条件下获得的低转基因漂移频率表明,对于严格自花授粉的水稻而言,通过一定的隔离措施,能有效地降低由花粉介导的转基因漂移导致的非转基因种子混杂。     

转基因稻及其非转基因亲本对照在间隔种植条件下的转基因漂移

随着转基因技术的迅速发展, 越来越多的转基因作物被培育出来。转基因作物的外源转基因通过花粉传播向非转基因作物的漂移, 会影响非转基因作物品种的种子纯度, 从而可能导致一系列生物安全问题。为了研究转基因栽培水稻(Oryza sativa)中的外源转基因通过花粉介导向非转基因水稻品种逃逸的可能性及其频率, 我们选用3个含双价抗虫基因(Bt/CpTI)的转基因水稻品系及其相对应的非转基因水稻亲本品种(近等基因系)进行了转基因漂移的实验。为了获取在近距离状况下转基因水稻与非转基因水稻品种之间的转基因漂移频率, 采用了转基因与非转基因水稻品种间隔种植的栽培方式, 分别在福建省福州市和海南省三亚市的转基因环境安全实验地进行实验, 并利用潮霉素抗性筛选标记基因来鉴定转基因和非转基因稻的杂种。共检测了从非转基因水稻品种随机收获的70,056颗种子, 以此计算转基因漂移频率。结果表明, 在相邻种植的情况下, 由这3个转基因水稻向对应的非转基因水稻品种的转基因漂移的频率比较低(0.275–0.832％)。如此近距离条件下获得的低转基因漂移频率表明, 对于严格自花授粉的水稻而言, 通过一定的隔离措施, 能有效地降低由花粉介导的转基因漂移导致的非转基因种子混杂。     

转基因水稻外源基因向近缘种群漂流和渐渗的研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,我国有8亿以上的人口以稻米作为主食。但在水稻生产中,由于病、虫、草害及不良气候等逆境因子的影响,严重制约了水稻的高产、稳产。转基因生物技术的迅速发展,为水稻抗性育种提供了新途径。自20世纪80年代以来,我国全方位地开展了转基因水稻的研发,目前已经培育出大量的抗病、抗虫、抗除草剂和抗逆的转基因水稻品种,这将为提高我国水稻的生产力和确保粮食安全做出重要的贡献。但转基因水稻的基因漂流及其可能带来的生物安全问题备受关注。已有报道证明,外源转基因可以通过异交向非转基因品种和野生近缘种漂流。在不同的试验条件下,抗除草剂基因有0．05％-0．53％逃逸的可能,其向不育系的最大漂移频率可达4．518％。抗虫基因向相邻非转基因水稻的平均漂移频率最高为0．875％。因此,本文对水稻与其近缘野生种的杂交情况,转基因水稻外源基因向非转基因品种、野生近缘种以及野生非近缘种的漂流和渐渗及其潜在的生态环境风险等方面进行了简要分析,并对转基因水稻的发展进行了展望,以期为转基因水稻的安全应用提供参考。     

转基因植物中外源基因及其表达产物转移的途径

随着转基因植物商品化应用的增多,全面了解转基因植物潜在的生态风险性尤为重要。国内外对“转基因植物中外源基因向野生亲缘物种漂移的可能性”、“昆虫对抗虫转基因植物的耐受性”以及“转基因植物对生物多样性的潜在影响”等问题已进行了广泛研究。对转基因植物中外源基因及其表达产物的几种可能转移途径作了概述。着重介绍了“经花粉散布或与野生亲缘物种杂交等途径引起的外源基因转移”以及“转基因植物对土壤生态系统的影响”等方面的研究情况。此外,还对“鉴定外源基因及其表达产物存在的方法”进行了简要探讨。     

转基因栽培稻基因漂移是否会带来环境生物安全影响?

转基因通过基因漂移可以渐渗到作物的野生近缘种,由此而导致的环境风险是全球广泛关注的生物安全问题.有3个关键因素可以决定环境风险的程度:特定空间距离的转基因漂移频率,转基因在野生近缘种中的表达水平,以及转基因为野生近缘种群体带来的适合度效应.本文将根据现有研究结果,从上述3方面对转基因漂移到非转基因栽培稻、杂草稻和野生稻造成的潜在环境影响进行回顾.栽培稻品种之间的基因漂移频率很低,可以通过空间隔离或其他方法使其降低到可忽略的水平.在共同分布的环境中,栽培稻基因(包括转基因)向杂草稻和野生稻的漂移不可避免.尽管抗虫转基因(Bt或Bt/CpTI)在栽培稻和野生近缘种杂交后代中可以正常表达,但由于在低虫压环境中,抗虫转基因不会明显改变野生近缘种的适合度,抗虫转基因漂移所造成的环境影响十分有限.因此对基因漂移而言,抗虫转基因栽培稻的商品化种植应该比较安全.然而,抗除草剂转基因渐渗到杂草稻或野生稻会改变群体的适合度,可能会引起不可预测的环境后果.     

家蝇介导的水稻基因逃逸风险评估(英文)

【目的】对转基因作物进行生态风险评估是大面积种植前的一个必要步骤,水稻Oryza sativa访花昆虫有上百种,包括家蝇Musca domestica。本研究旨在明确访花昆虫家蝇介导转基因水稻外源基因逃逸的风险。【方法】2010年,我们使用转基因水稻B1, B6和G8-7作为父本(花粉供体),用同源非转基因水稻Jiazao 935和Wuyunjing 7作为母本（花粉受体）,并用家蝇作为授粉昆虫,在浙江大学华家池和长兴试验基地开展了田间种植试验,对收割的后代水稻种子进行室内种植培养,对种苗用潮霉素B和草甘膦处理进行转基因杂交种检测,对存活植株进行潮霉素和草甘膦抗性基因PCR检测,测试家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率。【结果】对浙江两个测试基地3个转基因水稻品种共计超过216 500粒后代水稻种子进行的检测及结果表明,在毗邻区域杂交种少,家蝇授粉区和无家蝇授粉区转基因水稻外源基因向非转基因水稻逃逸频率均较低(0~0.64%)。【结论】家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率较低,家蝇没有增加转基因水稻外源基因逃逸的风险。     

风速对转基因棉花基因漂移的影响

在转基因作物全球商业化推广的20年间,公众对基因漂移生态安全问题的关注持续升温。本试验以转基因双价棉SGK321(Cry1Ac/Cp TI)为花粉供体,常规棉"石远321"和"中棉35"为花粉授体,借助PCR和蛋白检测技术,研究温室中3种风速(0.54、0.92和1.27 m·s-1)条件下的Cry1Ac基因漂移频率。结果表明:"石远321"作为花粉受体时,基因漂移频率受风速影响,低风速下最高,高风速下最低;"中棉35"作为花粉授体时,基因漂移频率整体较低,不受风速影响;基因漂移频率与所选择的花粉受体品种有关,"石远321"(转基因棉亲本)(10.63%)作为花粉受体时基因漂移频率高于"中棉35"(2.50%);转基因棉花基因漂移频率随着转基因作物种植区与非转基因作物之间距离的增加而下降。本试验为风介导的基因漂移的生态风险评估提供一定的理论参考。     

基因棉花田间基因流监测

采用花粉粒染色法对转Bt基因棉的花粉漂移距离和强度进行了观测,并应用PCR法检测转Bt基因棉的基因流频率.花粉粒染色法监测结果表明：同株异花间的花粉散布频率显著高于异株异花间(P<0.01);靠近转Bt基因棉花粉染色区1 m处的平均花粉散布频率,在东、南、西、北4个方向分别为44.8%、48.9%、57.1%和21.5%,但随着距转基因棉田距离的增大,4个方向的平均花粉散布频率都呈下降趋势.PCR结果的统计分析表明,在25m内,花粉散布距离和方向对基因流频率有极显著影响(P<0.01),随着距转基因棉田距离的增大,基因流频率呈下降趋势,最远距离为25 m时的最高基因流频率为2.0%.     

植物遗传转化新技术和新方法

目前通过遗传转化技术获得了许多植物的转基因植株,一些重要农作物转基因新品种已进入产业化阶段,展现出极好的应用前景。但随着研究的不断深入,在如何提高遗传转化效率和转基因安全性等方面,一些新的技术和方法不断出现并得到应用,如胚状体再生系统、叶绿体转化系统、超声波辅助农杆菌介导法、位点特异重组MATvector系统、正选择系统以及新的转基因分子检测方法,使遗传转化技术向高效、安全方向发展,新一代的转基因植物也将会更适应人们和生态环境的需求。     

植物中的P-ATP酶

P-ATP酶是指位于质膜上、由ATP驱动的一类经历磷酸化的阳离子泵,它普遍存在于各种生物中,广泛参与植物的离子运输、细胞信号转导、细胞膜形态建成等,与植物的离子养分吸收运输、逆境抗性等密切相关。     

Reactive oxygen species, antioxidants and signaling in plants

Several reactive oxygen species (ROS) are continuously produced in plants as byproducts of many metabolic reactions, such as photosynthesis, photo respiration and respiration, Depending on the nature of the ROS species, some are highly toxic and rapidly detoxified by various cellular enzymatic and nonenzymatic mechanisms. Oxidative stress occurs when there is a serious imbalance between the production of ROS and antioxidative defence. ROS participate in signal transduction, but also modify cellular components and cause damage. ROS is highly reactive molecules and can oxidize all types of cellular components. Various enzymes involved in ROS-scavenging have been manipulated and over expressed or down regulated. An overview of the literature is presented in terms of primary antioxidant free radical scavenging and redox signaling in plant cells. Special attention is given to ROS and ROS-anioxidant interaction as a metabolic interface for different types of signals derived from metabolisms and from the changing environment.     

植物ASR基因研究进展

ASR（abscisic acid,stress,ripening-induced）基因是近年来从植物中发现的一类受ABA、胁迫和成熟诱导表达的基因,具有保守的ABA/WDS结构域。ASR基因不仅参与植物对干旱、高盐、低温以及脱落酸的胁迫应答,而且参与植物生命活动的许多过程,如果实发育、成熟和糖代谢等。本文综述了近年来国内外ASR基因的研究进展,主要包括ASR基因和蛋白结构特点、ASR基因家族的进化、ASR基因的表达及可能具有的功能,为植物ASR基因研究提供参考。     

类胡萝卜素合成的相关基因及其基因工程

类胡萝卜素具有多种生物功能,尤其在保护人类健康方面起着重要的作用,如它们是合成维生素A的前体,能够增强人体免疫力和具有防癌抗癌的功效。人体自身不能合成类胡萝卜素,必须通过外界摄入;但类胡萝卜素在许多植物中含量较低,并且很难用化学方法合成。随着类胡萝卜素生物合成途径的阐明及其相关基因的克隆,运用基因工程手段调控类胡萝卜素的生物合成已成为可能。本文综述了微生物和高等植物类胡萝卜素生物合成途径中相关基因的克隆,以及运用这些基因通过异源微生物生产类胡萝卜素和提高作物类胡萝卜素含量的基因工程研究进展。     

Proteomics and a future generation of plant molecular biologists

Proteomic methods are required for the study of many different aspects of plant function. Important issues in proteomics include the molecular complexity of proteins, given that there are hundreds of thousands of chemically and physically distinct proteins in plants, and the context of protein functions with respect to both genomes and the environment. Available genomic and gene sequences greatly simplify the identification of proteins using improved techniques of mass spectrometry. This improved capability has led to much discussion on proteomes, and some experimentation using proteomic methodologies aimed at modest numbers of proteins. The scale of proteomics is open, for the number of proteins and genes considered at any one time is as dependent on the nature of the scientific question posed as on technical resources and capabilities. We know just enough about plant proteomes to imagine the breathtaking scope of our ignorance. There are tremendous opportunities for new molecular biologists to define the nature of the protein machines that transduce genetic and environmental information, and transform simple energy and matter, to give plants.     

ENTOMOLOGY AND THE MANAGEMENT OF MAN'S ENVIRONMENT

Insects play a major role in shaping the nature of man's environment. Indeed, it is difficult to conceive an environment as we know it without insects. They are an essential element in the food webs of countless animals. They regulate the abundance of many plants either as herbivores or as vital agents in plant propagation. At the same time, insects are man's chief competitor for food. They are agents for the transmission of many of the most serious diseases of man, animals, and plants.     

Genomic resources in fruit plants: an assessment of current status

The availability of many genomic resources such as genome sequences, functional genomics resources including microarrays and RNA-seq, sufficient numbers of molecular markers, express sequence tags (ESTs) and high-density genetic maps is causing a rapid acceleration of genetics and genomic research of many fruit plants. This is leading to an increase in our knowledge of the genes that are linked to many horticultural and agronomically important traits. Recently, some progress has also been made on the identification and functional analysis of miRNAs in some fruit plants. This is one of the most active research fields in plant sciences. The last decade has witnessed development of genomic resources in many fruit plants such as apple, banana, citrus, grapes, papaya, pears, strawberry etc.; however, many of them are still not being exploited. Furthermore, owing to lack of resources, infrastructure and research facilities in many lesser-developed countries, development of genomic resources in many underutilized or less-studied fruit crops, which grow in these countries, is limited. Thus, research emphasis should be given to those fruit crops for which genomic resources are relatively scarce. The development of genomic databases of these less-studied fruit crops will enable biotechnologists to identify target genes that underlie key horticultural and agronomical traits. This review presents an overview of the current status of the development of genomic resources in fruit plants with the main emphasis being on genome sequencing, EST resources, functional genomics resources including microarray and RNA-seq, identification of quantitative trait loci and construction of genetic maps as well as efforts made on the identification and functional analysis of miRNAs in fruit plants.     

植物甜菜碱合成途径及基因工程研究进展

甜菜碱是公认的在细胞中起着无毒渗透保护作用的细胞相溶性物质 ,广泛存在于植物、动物、细菌等多种生物体中。植物中甜菜碱因其结构不同 ,其生物合成途径和催化合成所需要的酶也各不相同。综述了近年来甜菜碱生物合成途径、相关基因的克隆及基因工程研究进展 ,包括从不同生物体中克隆、鉴定的甜菜碱合成的相关基因及其定位、作用机理、同源性比较及表达差异、在转基因植物中的遗传稳定性以及转基因植物的抗盐耐旱、抗寒性等。