转基因抗草甘膦抗虫棉对棉田冠层节肢动物群落的影响

【背景】随着转基因抗虫棉在我国的广泛种植,一种具有抗虫和耐除草剂（草甘膦）的双价棉被培育成功。这种转双价基因棉和转单价基因抗虫棉对棉田节肢动物群落结构的影响可能不同。因此,在该类转双价基因棉花进行环境释放之前,有必要研究其对棉田节肢动物群落的影响,评价其环境安全性。【方法】试验于2010年5月9日~9月23日和2011年5月10日~9月24日在河南省安阳市中国农业科学院棉花研究所试验农场进行,棉田类型有3种——转基因抗草甘膦抗虫棉田、转Bt棉田和常规棉田,每种棉田种植3个小区,每个小区面积为200 m2（8 m×25 m）。采用对角线5点取样方法,每5 d调查1次棉田的节肢动物群落,通过目测对节肢动物鉴定到属。【结果】抗草甘膦抗虫棉田、Bt棉田和常规棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的结构与组成无明显差异;抗草甘膦抗虫棉田害虫种群数量低于抗虫棉田和常规棉田,而其天敌种群数量与常规棉田相当,略低于Bt棉田;3种棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的多样性指数、均匀性指数均无明显差异。【结论与意义】种植转基因抗草甘膦抗虫棉花不会对棉田节肢动物群落组成造成显著影响。本研究为转基因抗草甘膦抗虫棉田的环境安全性评价提供了依据。     

突变肠杆菌株NRS-1中5个草甘膦逆境应答基因的克隆与功能研究

【目的】微生物对草甘膦的抗性受复杂的遗传体系调控,涉及靶基因和大量相关调控基因。对肠杆菌属细菌NRS-1突变菌株在高浓度草甘膦逆境下的5个重要差异表达基因进行功能研究,以期深入了解非靶标基因在抗草甘膦微生物的作用特点,为发掘优异基因资源,服务抗草甘膦转基因生物育种提供参考。【方法】NRS-1的差异表达基因可能在蛋白质合成、代谢、细胞膜等水平发挥作用,保护细胞免受高浓度草甘膦逆境,因此分别选取易位酶延伸因子fus A、丁二酸脱氢酶sdh A、胸苷磷酸化酶deo A、鸟氨酸氨甲酰转移酶arg F、周质蛋白osm Y进行克隆,采用大肠杆菌原核表达、转化拟南芥实验研究其功能,并通过细菌双杂及KEGG pathway分析基因间互作特点。【结果】在明确5个基因结构特点基础上,通过大肠杆菌原核表达及转基因拟南芥鉴定,发现这5个基因及草甘膦的靶基因5-烯醇式丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶基因aro A对提高2种生物的草甘膦耐性均有不同程度的作用,其中arg F、deo A的抗性较好,与aro A相当,表明在应对草甘膦逆境时,芳香族、含有胸腺嘧啶氨基酸及精氨酸的合成代谢通路可能起重要作用;利用基因互作与KEGG分析发现5个基因与靶基因aro A间形成复杂的调控网络,但无直接的蛋白互作。【结论】NRS-1的5个差异表达基因对草甘膦逆境具有抗性,arg F、deo A优于其他3个基因,其与靶基因aro A间表现复杂的基因互作关系。     

大豆微核心种质对草甘膦的耐受性鉴定

以萌发初期大豆弯曲的子叶节为靶点,利用草甘膦(Roundup)点施鉴定法,分析了221份大豆微核心种质的草甘膦耐受性及其与抗草甘膦转CP4-EPSPS基因大豆AG5601的差异,结果表明,草甘膦对不同大豆种质的抑制程度与点施的草甘膦浓度呈正相关,Roundup稀释浓度为1/1000、1/10000时,草甘膦对大豆生长几乎无影响;Roundup稀释浓度为1/10时,草甘膦显著抑制大豆生长,导致植株死亡;Roundup稀释浓度为1/100时,不同大豆种质对草甘膦耐受性差异显著,并鉴定出对草甘膦具有较好耐受性的种质10份。虽然大豆微核心种质对草甘膦的耐受程度远远低于AG5601,但不同大豆种质对草甘膦耐受性存在显著差异,这为利用转基因和杂交转育技术培育抗草甘膦转基因大豆的受体或轮回亲本的选择提供了理论依据。     

抗草甘膦EPSPS基因的专利保护分析

抗草甘膦转基因作物是目前全球播种面积最大的转基因作物,抗草甘膦基因（EPSPS）的克隆、表达及其功能验证等也因此成为现代分子生物育种研究的重点,利用专利等知识产权保护措施将这些功能基因和转化技术转变成自己的独占产权是发达国家和生物技术公司普遍采取的发展策略。通过检索搜集全球范围内EPSPS基因的专利和转化品系信息,分析研究了EPSPS基因在全球的专利保护、核心技术专利分布与产业化运用状况。结果表明,近几年对EPSPS的专利申请量迅速增加,专利申请人主要集中在美国、法国、中国等国家,但是核心技术和产业化应用的绝大部分专利由孟山都、拜耳、先锋、先正达等跨国公司拥有,相关产业的发展主动权也由此被其掌控。     

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。     

百草枯和草甘膦对多刺裸腹溞的毒性效应

采用急性毒性实验方法研究了两种常见除草剂百草枯和草甘膦对多刺裸腹溞(Moina macrocopa)的48hLC50值,应用生命表实验方法研究了亚致死浓度的百草枯(0、0.01和0.04mg·L-1)和草甘膦(0、0.4和1.6mg·L-1)对多刺裸腹溞生命表统计学参数的影响。结果表明:百草枯和草甘膦对多刺裸腹溞的48hLC50值分别为0.626和26.287mg·L-1;百草枯浓度对多刺裸腹溞的生命期望、世代时间、净生殖率和种群内禀增长率有显著影响(P<0.01),草甘膦浓度对多刺裸腹溞的生命期望、世代时间和种群内禀增长率有显著影响(P<0.01),百草枯和草甘膦的交互作用对多刺裸腹溞的世代时间和种群内禀增长率有显著影响(P<0.01)。多重比较显示:当忽略草甘膦的影响时,0.01mg·L-1的百草枯使多刺裸腹溞的生命期望显著延长,而0.04mg·L-1的百草枯则相反,0.04mg·L-1的百草枯使多刺裸腹溞的净生殖率显著降低;当忽略百草枯的影响时,0.4和1.6mg·L-1的草甘膦均使多刺裸腹溞的生命期望显著缩短;与空白对照组相比,0.01mg·L-1的百草枯和1.6mg·L-1的草甘膦混合液使多刺裸腹溞的世代时间显著延长;而0.04mg·L-1的百草枯和0、0.4、1.6mg·L-1的草甘膦混合液均使多刺裸腹溞的世代时间显著缩短,种群内禀增长率显著降低。随着草甘膦浓度的升高,0.04mg·L-1的百草枯对多刺裸腹溞的毒性显著降低,表现出明显的拮抗作用。     

以耐草甘膦2mG2-epsps基因为选择标记的玉米转化体系的建立

转化细胞的筛选和再生是植物遗传转化体系中重要的组成部分,筛选剂的选择和筛选压力的高低直接影响着外源基因的转化率。以草甘膦异丙胺盐为筛选剂,通过比较在不同的草甘膦浓度及筛选时间的条件下,玉米愈伤组织生长和分化情况,发现经1mM的草甘膦异丙胺盐筛选15d后玉米愈伤组织分化受到明显抑制,故以此作为玉米遗传转化实验中的筛选压力。通过基因枪轰击,将构建好的pMAGUHM载体（其上携带有抗草甘膦基因2mG2-epsps基因）转化到玉米愈伤组织,利用草甘膦筛选得到耐草甘膦植株80株,其中PCR检测阳性植株为36株,转化率为45％。     

耐草甘膦基因克隆和作物转化研究新进展

评述了耐草甘膦基因克隆和作物转化研究的新进展。生物耐草甘膦的机理主要在于1）过量表达EPSPS（磷酸烯醇式丙酮酰莽草酸合成酶）基因;2）EPSPS基因发生突变而对草甘膦的亲和力减弱。或3）解毒酶作用。现已从大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、矮牵牛、拟南芥、烟草、胡萝卜等中克隆了aroA等EPSPS基因并进行了分子生物学研究。作物转基因抗草甘膦育种主要通过三条途径;1）转入经过修饰的或突变的耐草甘膦EPSPS基因,2）转入过表达的EPSPS基因;3）导入草甘膦代谢酶基因。     

转基因抗草甘膦油菜籽中FMV 35S启动子的检测研究

对FMV35S和FMV34S、CaMV35S启动子的DNA序列进行了同源性分析,并设计引物对转基因抗草甘膦油菜籽中转入的FMV35S启动子进行了检测。从7船进口加拿大油菜籽检出FMV35启动子基因。     

除草剂与水葫芦象甲的协同控制作用

在室内采用水葫芦象甲与除草剂控制水葫芦的试验中发现象甲2头／株＋200mg·L^-1草甘膦对水葫芦的控制效果较显著,药后15d死亡率达到100％;而象甲4头／株＋46mg·L^-12,4-D二甲胺盐对水葫芦的防治效果显著,药后10d死亡率达到90％以上,对照无死亡且有开花现象。