我国转基因水稻商品化应用的潜在环境生物安全问题

转基因水稻的研发和商品化应用将为提高我国水稻的生产力提供新的机遇,并缓解我国的粮食安全问题.转基凶水稻的人规模环境释放和商品化生产可能会带来一定的环境生物安全问题,处理不好会影响转基因水稻的进一步研究和发展.通常所指的环境生物安全问题主要包括以下几个方面:(1)抗生物胁迫转基因对非靶标生物的影响及效应;(2)外源基因向非转基因作物和野生近缘种逃逸及其可能带来的生态后果;(3)转基因作物对农业生态系统、土壤微生物以及生物多样性的潜在影响;(4)抗生物胁迫转基因的长期使用导致靶标生物对转基因产生抗性等.为了安全有效和持续利用转基因生物技术及其产品,有必要对转基因水稻的环境生物安全性进行科学评价.基于风险评价的原则,本文对转基因水稻在我国商品化生产和大规模种植可能带来的环境生物安全问题进行了理性分析,希望为我国转基因水稻商品化应用的决策和生物安全评价提供科学依据.     

转基因植物环境安全评价策略

构建完善的转基因植物环境安全评价技术体系是保障转基因生物产业健康发展的重要组成部分。本文综述了转基因植物环境安全评价技术发展历程与趋势,归纳了转基因植物环境安全评价的思路与内容。转基因植物环境安全评价应分为潜在风险分析、风险假设验证、风险特征描述等3个步骤,并采用逐层评价模式;安全评价应贯穿转基因植物新品种研发与产业化全程,包括应用前预测、研发中筛选、推广前评价、推广后监测。此外,基于科学性和个案分析原则,本文对复合性状、非生物胁迫抗性等新型转基因植物环境安全评价策略进行了探讨。     

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。     

转cry1Ie基因抗虫玉米对土壤中细菌群落结构的影响

【背景】土壤微生物是维持土壤生态系统中生物活性的重要组成部分,土壤细菌作为土壤中数量最丰富、分布最广泛的微生物类群,其结构多样性和动态分布对土壤生态系统的稳定具有重要意义。因此,评价转基因作物的安全性必须考虑转基因产物对土壤细菌的影响。【方法】在大田条件下,连续2年以转cry1Ie基因抗虫玉米和受体对照玉米为研究材料,采用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和磷脂脂肪酸(PLFA)研究转cry1Ie基因抗虫玉米和受体对照玉米不同生育期根际土壤中细菌群落结构的变化。【结果】PLFA分析结果显示,2012年,转cry1Ie基因抗虫玉米和受体对照玉米间微生物总量在拔节期有显著性差异,其他时期无显著性差异;然而,土壤中细菌微生物总量和革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌微生物量比值在检测的4个时期均无显著性差异;其中,革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌比值均大于1。2013年的整个生育期内,转cry1Ie基因抗虫玉米和受体对照的微生物总量、细菌微生物量、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌微生物量比值均无显著性差异。DGGE结果显示,2012年和2013年玉米的4个生育时期内,玉米根际土壤细菌群落结构相对较稳定,同一生育期转cry1Ie基因抗虫玉米和受体对照玉米间无显著性差异,且根际细菌群落结构相似性均达到较高水平,与PLFA检测结果大体一致。【结论与意义】2年的数据均表明,转cry1Ie基因抗虫玉米对土壤中细菌群落结构无显著性差异,可为转cry1Ie基因抗虫玉米安全性评价提供理论依据。     

16S rDNA克隆文库法探索转基因香石竹对土壤细菌群落的影响

【目的】通过研究转基因香石竹对土壤细菌群落的影响,为转基因香石竹的环境安全性评价提供依据。【方法】通过构建16S rDNA克隆文库,分析种植转基因和非转基因香石竹的土壤中细菌的群落结构组成。【结果】转基因和非转基因香石竹土壤中,共有的菌群有变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、酸杆菌门(Acidobacteria),其中α-变形菌门、β-变形菌门、浮霉菌门为优势菌群;而在放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)及未培养菌(Uncultured bacterium clone)等菌群存在部分差异。【结论】通过16S rDNA克隆文库方法揭示了转基因香石竹的土壤中细菌多样性十分丰富,其栽培对土壤细菌群落结构影响有限。     

转基因作物及加工品检测技术概述

随着公众对转基因产品关注度的提高和转基因标识制度的建立,快速、准确、灵敏地检测出转基因成分是客观发展的必然要求,建立高效、高通量的转基因检测技术已成为国内外的热点课题。我们简要介绍了转基因检测技术的概念、原理和研究进展,比较了各种转基因检测技术的优缺点,对转基因检测技术的发展方向进行了总结和展望。     

转基因香石竹中F3’5’H基因的克隆、表达和免疫学鉴定

在研究转基因香石竹品系月之霓裳（Moonshade）、月之伊人（Moonlite）中外源基因F3’5’H的表达中,本文克隆了F3’5’H全长基因1.5kb,构建获得工程菌株Escherichia coli BL21（DE3）（＋F3＇5＇H）。SDS-PAGE分析的结果显示,该菌株高效表达出F3’5’H重组蛋白,约占菌体总蛋白的30%。用经纯化的F3’5’H重组蛋白作为抗原,制备F3’5’H重组蛋白的抗血清,经ELISA免疫学分析表明,该抗血清的效价为1：25600。Western blot结果表明F3’5’H重组蛋白具有良好的IgG结合活性,且抗血清与转基因香石竹品系月之霓裳和月之伊人中的外源基因F3’5’H所表达的蛋白发生明显的抗原抗体反应。这样,月之霓裳和月之伊人用于评价转基因香石竹品系的环境安全性在我国也得到了验证。     

磷高效转基因大豆对根际微生物群落的影响

旨在了解转拟南芥紫色酸性磷酸酶基因的磷高效转基因大豆AP15-1的种植对土壤微生物生态的影响。于春秋两季在网室种植转基因大豆AP15-1及其受体YC03-3,在大豆幼苗期、盛花期和成熟期,分别采集根际土和非根际土。平板菌落计数的实验结果显示:AP15-1和YC03-3根际土与非根际土中可培养细菌、真菌和放线菌的数量在不同的季节和不同的生长期是会发生一定的变化,但没有明显的规律;两者根际土间及根际与非根际土间,细菌、真菌和放线菌数量没有明显的差异。BIOLOG生态板实验对碳源代谢特征分析结果显示:同季AP15-1和YC03-3根际土中微生物总体代谢活性要强于非根际土,但AP15-1和YC03-3根际土间及根际与非根际土间,微生物碳代谢活性差异均不显著;并且AP15-1与YC03-3根际土微生物对四大类碳源的代谢也没有明显的偏好。对春秋季成熟期的BIOLOG数据进行生态学丰富度与多样性指数计算分析,也未发现AP15-1和YC03-3根际土及非根际土间存在显著性差异。主成份和聚类分析结果显示:相同季节和相同生长期,AP15-1和YC03-3根际间的差异小于根际与非根际间的差异;季节和大豆生长时期对根际微生物群落造成的影响要大于AP15-1与YC03-3个体差异所产生的影响。研究结果表明转酸性磷酸酶基因的磷高效转基因大豆种植对根际土壤可培养微生物的数量和群落结构没有产生显著的影响。     

转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2对田间节肢动物多样性的影响

【背景】转基因手段已成为改良玉米品种的重要途径之一,具有诸多优点的转基因玉米越来越受到人们的青睐。转基因玉米带来巨大经济和社会效益的同时,其安全风险问题也引发人们广泛关注,因此有必要对转基因玉米进行生物多样性影响评价。【方法】采用直接观察法和陷阱法对种植转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2及其对应的非转基因对照郑58的田间节肢动物进行调查,分析其群落组成、群落结构及主要类群动态。【结果】转基因玉米CC-2无论是喷施除草剂还是不喷施除草剂处理,与其对应的非转基因对照郑58相比,田间节肢动物群落组成、群落结构,以及田间主要节肢动物类群动态均无显著差异。【结论与意义】初步认为转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2对节肢动物多样性无安全风险,为转EPSPS基因抗除草剂玉米的推广提供一定生态安全数据。     

MDA技术在转基因检测中的研究与应用

PCR技术是转基因植物及其产品检测的主要方法,但是因为其对模板纯度和质量有较高要求,对于低质量模板难以获得稳定的检测结果。本研究利用MDA技术可将低至10 copies的微量DNA样品扩增至可用PCR方法稳定检出;进一步利用MDA技术对转基因玉米有证标准物质Bt11粉末的单颗粒痕量样品释出DNA进行扩增,结合PCR扩增检测,玉米粉末颗粒中内源参照基因的检出率达到70%以上,转基因特异性序列检出与内源参照基因检出的比值,与标准物质标称值基本相符,为建立基于MDA技术转基因植物及其产品粉末颗粒等痕量样品检测方法奠定了基础,同时也为加工产品中复合性状转基因作物的检测提供了潜在的解决方案。