苦参凝集素蛋白基因转化水稻的研究

以水稻杂交品种‘云资粳41号’为受体材料,通过农杆菌介导法将苦参凝集素蛋白基因(SFL)导入水稻细胞,采用氯酚红法和PCR检测外源基因是否整合到水稻基因组中。结果显示:外源基因成功转入水稻基因组,并获得一批转基因水稻植株;转基因植株叶片离体接种稻瘟病菌的检测结果显示,转基因植株与对照(非转基因植株)相比有明显的抗性,证明SFL基因在水稻中得到表达。研究表明,基于SFL基因所具备的广谱抗菌作用,可以预期所得转基因水稻植株很可能对水稻的多种病原菌具有良好的抗性,为选育新的抗稻瘟病水稻新品种以及拓宽栽培稻抗病遗传基础增加抗稻瘟病基因奠定了基础。     

转基因水稻BPL9K-2事件特异性检测方法的建立

利用hiTAIL-PCR(high efficient thermal asymmetric interlaced PCR)法扩增获得了转基因水稻BPL9K-2的外源基因插入位点的左旁侧序列450bp,与水稻参考基因组数据比对发现其左边界插入在水稻基因组第10号染色体短臂的1 037 765位核苷酸残基之后。根据水稻参考基因组序列和外源基因右边界序列,设计引物扩增得到485bp的特异片段,通过数据库比对发现其右边界插入在水稻基因组第10号染色体短臂的1 037 825位核苷酸残基之前。因为外源基因插入和非正常重组,水稻基因组上缺失了59个核苷酸。基于左右旁侧序列,建立了转基因水稻BPL9K-2的事件特异性定性PCR检测方法,可以分别扩增到片段大小为449bp和485bp的特异条带。该方法特异性好,灵敏度高,能够在BPL9K-2基因组DNA相对含量为0. 1%的模板中检测出转基因成分。依据旁侧序列,建立了快速鉴定转基因后代植株外源基因型的三引物PCR检测方法。这些方法的建立,为转基因水稻BPL9K-2的应用和检测提供了技术支持。     

转基因水稻“科丰6号”实时荧光PCR定性定量检测方法研究

旨在建立转基因水稻"科丰6号"外源基因和边界序列的实时荧光PCR检测方法,为科丰6号定性定量检测提供技术支持。根据外源基因和边界序列信息,设计实时荧光PCR探针引物,优化体系,对不同转基因产品和不同转基因含量的"科丰6号"水稻进行检测。结果显示,所设计的引物探针具有很好的特异性,与其他转基因水稻品系、转基因玉米、转基因棉花、转基因番茄和非转基因水稻均无非特异性反应,对转基因水稻"科丰6号"的检测灵敏度达到0.01%。建立的科丰6号实时荧光PCR检测方法重复性好、灵敏度高,能够达到目前国际上转基因产品定量检测的标准,为该水稻品系的定性定量检测提供技术支持。     

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。     

转鞭毛蛋白基因水稻细菌性条斑病抗性研究

该研究从生防菌枯草芽胞杆菌Bs-916中克隆了鞭毛蛋白基因,利用转基因载体pCAMBIA1300转入水稻,筛选得到98株阳性转基因植株。分子检测结果表明,有12个转基因株系可检测到目的基因的表达。随后抗病性鉴定表明,有3个转基因株系对水稻细菌性条斑病具有较高的抗性。该研究为目前水稻抗细菌性条斑病转基因研究拓宽了可应用基因资源的范围。     

实时荧光PCR技术定量检测转Bt基因水稻的研究

以转Bt基因的"克螟稻"为研究材料,通过使用特异的引物和荧光标记探针,以已知转基因成份含量的水稻样品为模板建立标准曲线,对转基因水稻的NOS和Bt外源基因进行了荧光定量检测分析.初步建立了转基因水稻定量检测的技术方法.     

基于数字PCR的转基因水稻LL62品系精准定量检测方法建立

为了促进转基因产品标识制度的顺利实施,对未获我国农业部批准的转基因水稻LL62品系进行精准定量检测方法研究,以保障我国进出口转基因农产品的检测监管。基于转基因水稻LL62品系外源插入片段和水稻基因组DNA的3'端旁侧序列设计数字PCR检测体系,建立了精准定量检测方法。结果显示,设计的引物探针反应效率高,基于此建立的数字PCR方法高度特异于转基因水稻LL62品系检测;方法可重复性好,生成微滴数相对标准偏差(RSD)值介于0.60%-11.11%;准确度高,3个混合样品(10%、1%和0.1%)测定值与真实值之间的偏差(bias)分别为0.12、0.09和0.10,相对标准偏差(RSD)介于0.09%-10.31%。建立的转基因水稻LL62品系微滴数字PCR定量检测方法简便快捷、特异性强、重复性好、准确度高,可准确有效地对农产品和食品中转基因水稻LL62成分进行精准定量分析。     

改良Chelex-100法快速提取转基因农产品DNA

旨在建立一种从转基因农产品中快速提取DNA的方法.分别采用改良Chelex-100法和常规CTAB法提取转基因大豆GTS40-3-2基因组DNA,测其浓度和纯度,PCR扩增其内源基因(Lectin)、启动子(CaMV35S)和品系特异性序列,对两种方法进行比较和评价,并研究两种方法提取的DNA在-20℃下保存一个月内的检测效果,以及改良Chelex-100法在玉米、小麦和水稻等其他转基因农产品的应用效果.结果表明,改良Chelex-100法能够快速在1.5h之内从样品中提取DNA,所提取的DNA直接用于PCR扩增反应,产物电泳条带清晰明亮.两种方法提取的DNA在-20℃下保存一个月内的检测效果未见明显差别.该方法在玉米、小麦和水稻等转基因农产品的应用效果稳定.因此,改良Chelex-100法提取的DNA可以作为PCR扩增模板用于转基因农产品检测.该方法具有经济、简便、快速、安全的特点,适合转基因农产品大规模筛选和鉴别.     

出入境转基因产品及其分子检测现状与展望

随着转基因产品在全球的迅速推广,包括我国在内的很多国家都建立了转基因标识制度。各检验检疫口岸应转基因产品生产企业、食品制造商、消费者等多方面需要,相继开展了转基因产品的检测工作。准确可靠的转基因产品检测技术是各国检疫检疫单位的共同需求。转基因产品的检测主要有两大类方法,一类是DNA水平上的检测,另一类是蛋白质水平上的检测。多个发达国家也相继成立专门机构或部门,负责转基因产品生物检测技术标准化工作。国际上对转基因产品的检测工作有向委托鉴定方向发展的趋势。我们简要综述了出入境转基因产品及其分子检测现状。     

转基因水稻U41三引物检测方法的建立

对于研究转基因农作物来说,建立其检测方法至关重要。本研究利用TAIL-PCR法,获得了转基因水稻U41的右旁侧序列,结果显示T-DNA插入位点在水稻1号染色体第22013～22014之间。通过设计引物扩增左旁侧序列,建立了U41转化事件特异性检测的方法,可以从含0.1%目的基因中扩增出529bp的特异性条带;还建立了三引物检测的方法,能快速和准确地鉴定U41的纯合株系。这些方法的建立,缩短了获得U41纯合体的时间,对U41的检测、研究和利用具有实用价值。     

耐非生物胁迫转基因水稻的培育——现在和未来

环境胁迫严重降低了作物产量,日益减少的耕地和膨胀的人口对世界粮食安全造成了威胁。长期以来,改善作物的抗逆性一直是农业生产的主要目标。水稻是重要的粮食作物之一,培育具有抗逆性的水稻品种对全球的粮食生产将产生重要影响。在改善水稻的抗逆性方面,转基因比传统方法更有发展潜力。近年来,已有许多抗逆相关基因转入水稻并获得了一些提高抗逆性的转基因植株,文章重点讨论了耐非生物胁迫转基因水稻的研究进展。     

Production of transgenic rice with agronomically useful genes: an assessment

Rice is the most important food crop in tropical and subtropical regions of the world. Yield enhancement to increase rice production is one of the essential strategies to meet the demand for food of the growing population. Both abiotic and biotic features limit adversely the productivity of rice growing areas. Conventional breeding has been an effective means for developing high yielding varieties, however; it is associated with its own limitations. It is envisaged that recent trends in biotechnology can contribute to the agronomic improvement of rice in terms of yield and nutritional quality as a supplement to traditional breeding methods. Genetic transformation of rice has demonstrated numerous important opportunities resulting in the genetic improvement of existing elite rice varieties and production of new plant types. Significant advances have been made in the genetic engineering of rice since the first transgenic rice plant production in the late 1980s. Several gene transfer protocols have been employed successfully for the introduction of foreign genes to rice. In more than 60 rice cultivars belonging to indica, japonica, javanica, and elite African cultivars, the protocol has been standardized for transgenic rice production. Selection and use of appropriate promoters, selectable markers, and reporter genes has been helpful for development of efficient protocols for transgenic rice in a number of rice cultivars. The present review is an attempt to assess the current state of development in transgenic rice for the transfer of agronomically useful genes, emphasizing the application and future prospects of transgenic rice production for the genetic improvement of this food crop.     

我国转基因水稻产业化中的知识产权问题——对“遭遇国外专利陷阱”的回应

摘要：转基因水稻的产业化对缓解我国乃至世界的粮食危机和对保障我国的粮食安全都有重要的意义,而知识产权作为转基因水稻产业化进程中的基础性问题一直得到广泛的关注,尤其是关于我国是否会遭遇专利陷阱的问题。通过对我国知识产权制度以及所进行的转基因水稻专利检索数据的分析来看,转基因水稻的产业化并不会使我国遭遇专利陷阱,专利侵权的指控也并不存;但在整个产业化进程中,为保障转基因水稻知识产权的良性发展,还应当从如何促进技术优势转化为产业优势、如何对国外专利技术加以运用、如何维护稻农利益以及如何加强知识产权行政保护和司法保护等方面加以完善。     

Bt转基因抗虫植物研究进展

目前Bt成为世界上植物抗虫基因工程中研究和应用最多的基因。已经有多种转单一Bt和复合Bt的转基因玉米、棉花、马铃薯等作物得到大面积种植。还有许多新的具有良好抗虫性的Bt转基因植物,如水稻、大豆、油菜、苜蓿、花椰菜、蓖麻等已经试验成功,并逐渐推广种植。Bt转基因抗虫植物的培育为提高产量,减少杀虫剂的使用和保护环境做出了举足轻重的贡献。就Bt的分类、杀虫机理、Bt转基因抗虫植物的发展状况以及种植Bt抗虫植物对环境的影响进行了概述。     

主要农作物转基因研究现状和展望

近15年来,大豆、水稻、玉米、小麦等主要农作物转基因研究取得了较大进展,几乎各种遗传转化方法在这些作物上都取得了成功,尤其是农杆菌介导法,不仅在难转化的双子叶作物大豆上取得了成功,而且在单子叶作物水稻、玉米、小麦上先后取得了突破。同时,将一些与重要性状改良有关的外源基因转入了主要农作物,包括抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆、品质改良、发育调控、营养吸收等。转基因大豆、玉米、棉花、油菜在生产上得到了大面积种植,产生了极大的经济效益,2004年全球转基因作物的种植面积达到了8100万公顷。本文对大豆、玉米、水稻和小麦等主要农作物转基因研究历史和产业化现状进行了综述,并对主要农作物转基因研究中存在的问题进行了分析。     

我国转基因作物育种发展回顾与思考

文章综述了近30年来我国转基因作物育种发展历程和基本经验,并以实例说明我国已初步建成了世界上为数不多的转基因育种创新和产业开发体系,包括基因发掘、遗传转化、良种培育、产业开发,应用推广以及安全评价等关键环节;棉花、水稻、玉米等作物转基因研究创新能力得到进一步提升,初步形成了自己的研究特色和比较优势。本文对转基因作物育种当前存在的问题与面对的挑战进行了分析,提出了推进重大研究成果产业化、加快重大专项实施和自主创新、加强转基因科学传播等三点建议。     

UV-B辐射增强对抗除草剂转基因水稻 CH4排放的影响

在大田条件下,研究了UV-B(ultraviolet-B)辐射增强对抗除草剂转基因水稻及亲本常规水稻甲烷(CH4)排放的影响。UV-B辐射设2水平,即对照(CK,自然光),增强(Elevated,14.4 kJ·m-·2d-1),相当于南京地区大气臭氧耗损25%的辐射剂量。结果表明,UV-B辐射增强并没有改变稻田CH4排放通量的季节性变化规律。与对照相比,UV-B辐射增强显著提高CH4排放通量和累积排放量。水稻分蘖期CH4累积排放量最高,占全生育累积排放量的51.55%—61.01%;其次是拔节至孕穗期,占20.00%—26.64%。抗除草剂转基因水稻的CH4排放通量和累积排放量显著低于亲本常规水稻。研究说明,UV-B辐射增强下种植抗除草剂转基因水稻对于减缓稻田甲烷排放有积极意义。     

Transgenic rice expressing amyloid β-peptide for oral immunization

Various vaccine therapies for Alzheimer's disease (AD) have been investigated. Here we report transgenic rice expressing amyloid β-peptide (Aβ). The Aβ42 gene fused with a green fluorescent protein gene was introduced into rice using the Agrobacterium method. When transgenic brown rice expressing Aβ was orally administered to mice, serum anti-Aβ antibody titers were elevated. The same results were observed when mice were fed boiled, transgenic brown rice. The results indicate that an edible vaccine against AD using rice may be feasible. A vaccine derived from rice would be far cheaper than existing medical vaccines.     

Impact of insect-resistant transgenic rice on target insect pests and non-target arthropods in China

Progress on the research and development of insect-resistant transgenic rice, especially expressing insecticidal proteins from Bacillus thuringiensis （Bt）, in China has been rapid in recent years. A number of insect-resistant transgenic rice lines/varieties have passed restricted and enlarged field testing, and several have been approved for productive testing since 2002 in China, although none was approved for commercial use until 2006. Extensive laboratory and field trials have been conducted for evaluation of the efficiency of transgenic rice on target lepidoteran pests and potential ecological risks on non-target arthropods. The efficacy of a number of transgenic rice lines currently tested in China was excellent for control of the major target insect pests, the rice stem borers （Chilo suppressalis, Scirpophaga incertulas, Sesamia inferens） and leaffolder （ Cnaphalocrocis medinalis）, and was better than most insecticides extensively used by millions of farmers at present in China. No significantly negative or unintended effects of transgenic rice on non-target arthropods were found compared with non-transgenic rice. In contrast, most of the current insecticides used for the control of rice stem borers and leaffolders proved harmful to natural enemies, and some insecticides may directly induce resurgence of rice planthoppers. Studies for developing a proactive insect resistance management of transgenic rice in the future are discussed to ensure the sustainable use of transgenic rice.     

Analysis of a large number of independent transgenic rice plants produced by the biolistic method

Summary Over 500 independent transgenic rice plants have been obtained by the biolistic method with an average transformation frequency of 9.7% for japonica variety Taipei 309. A tight selection procedure using 50 mg/l of hygromycin B successfully prevented the growth of nontransformed tissues. Analysis of the T0 transgenic rice plants revealed that more than 97% of the transgenic plants were morphologically normal and more than 80% were at least partially fertile. The hyg^r trait was inherited as a dominant trait in a Mendelian manner in 8 out of 11 transgenic events assayed. Thirty-seven out of fifty transgenic plants were estimated to contain no more than five copies of the transgenes. In six out of seven transformation events, unlinked, co-transformed genes co-segregated in the T1 generation. The hyg^r trait has been stably inherited to the T4 generation. No chimerical transgenic plant has been found in an intensive search. Novel phenomena observed in transgenic rice plants are also reported.