转基因鱼的研究进展与商业化前景

转基因技术为鱼类育种开辟了新的途径。目前已培育出转生长激素基因鲤、鲑和罗非鱼,转荧光蛋白基因斑马鱼与唐鱼等可稳定遗传的转基因鱼品系,其中快长转生长激素基因鱼的获得对于提高水产养殖的产量与养殖效益具有十分重要的意义。文章简要综述了转基因鱼应用研究的成就、相关技术及生态安全方面的研究进展。显微注射仍是目前基因转植的常用方法,应用转座酶或巨核酸酶介导的转基因新技术可提高基因转植效率与整合率。转基因元件的选择应尽量考虑"全鱼"基因或"自源"基因,以减少转基因鱼食用安全方面的顾虑同时也有利于转植基因的表达与生理功效的发挥。生态安全是转基因鱼商用化面临的最大问题。虽然有研究显示转基因鱼与传统的选育鱼类相比适合度较差,但由于环境与基因型间的相互作用,根据实验室获得的转基因鱼对生态影响的结果,难以预测转基因鱼一旦逃逸会对自然水生态环境产生怎样的影响。因此应建立高度自然化的环境以获得可靠的数据客观评价生态风险,有效的物理拦截、不育化处理等生物学控制策略仍是保证转基因鱼安全应用的关键措施。     

我国转基因鱼研制的历史回顾与展望

中国自从诞生了首例转基因鱼以来,在后续30多年里取得了一系列重要研究进展。全球范围的转基因鱼研究包括多种养殖鱼类,目标性状涉及快速生长、抗病抗逆和品质改良。现在已经初步建成转基因鱼育种技术体系和安全评估体系,为转基因鱼产业化奠定了重要基础。本文以转基因黄河鲤育种研究为主线,简要回顾了转基因鱼研究的发展历程,并对转基因鱼育种面临的问题和发展前景进行了分析和展望。     

泥鳅受精卵的电脉冲基因转移

鱼类具有怀卵量大、受精卵易得,容易进行体外操作、人工孵化及培育等优点,使得它成为转基因动物研究的极好材料。1985年朱作言等首次发表了转基因鱼研究的初步结果,随后又建立了较为完整的转基因鱼模型,并获得了可遗传的转基因鱼及其子一代。这一研究现已扩展到了十多个国家和地区的几十个实验室。已有的研究成果表明,鱼类基因转移与传统育种技术相结合,将有可能带来育种史上的革命,并建立定向、快速的鱼类育种新技术。已发表的转基因鱼研究,都是采用显微注射的方法直接将外源基因导入鱼类受精卵     

转生长激素基因鱼的生物能量学研究进展

1985年,世界上第一批转基因鱼的诞生,开辟了鱼类遗传育种的新领域,同时也揭开了转基因鱼研究的序幕1。过去的20余年,转基因鱼研究取得了长足发展。目前,世界上已经有超过35种的鱼用于转基因研究,绝大多数鱼类的转基因研究以培育具有优良生产性状的新品系为目的2。其中,生长激素转基因鱼由于具有生长速度快、饵料转化效率高等特点而备受关注。       

转Bt抗虫稻对地上非靶标节肢动物的生态风险性

通过转入Bt基因使作物获得抗虫性,减少杀虫剂施用量,为害虫管理开辟了一条重要途径。但公众关注与担忧其环境释放可能存在生物安全与生态风险。本文在系统评述转基因抗虫水稻的生态风险、安全性评价研究内容与方法基础上,重点分析了转基因抗虫水稻对非靶标害虫、捕食性天敌、寄生蜂、中性昆虫及其在食物链上传递的生态风险与安全性,提出了未来研究发展的方向。     

中华鳖转“全鱼”生长激素基因研究

自首例快速生长转基因鱼在我围诞生以来[1],世界上很多试验室相继开展了转基因鱼研究,以期获得快速生长[2,3]、抗逆[4,5]的养殖新品系.与传统的杂交选育方法相比,转基因育种方法摆脱了物种间遗传壁垒的桎梏,基于对目的基因功能的认识和把握,定向培育优良养殖品种,大幅缩短育种周期.     

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Bt基因棉花生态风险评价的研究进展

转Bt基因抗虫棉(Gossypium spp.)是目前国内释放面积最大的转基因作物,其生态风险问题从一开始就受到密切的关注.从生态风险评价的角度,分转基因棉花中Bt杀虫蛋白的时空表达及其对害虫的控制效果、Bt基因通过花粉传播而扩散的风险、害虫对Bt棉花抗性的进化风险、Bt棉花对非目标生物体影响的风险等几个方面,综述了Bt棉安全性评价的最新研究进展,为生物安全管理提供咨询意见,并提出了目前针对Bt棉亟待研究的内容.期望本文能够为推动生物安全的研究和生物技术的发展做出一定的贡献.     

转青鱼生长激素基因异源四倍体鲫鲤

生态安全性是转基因鱼走向市场的瓶颈,通过转基因四倍体鱼同转基因二倍体鱼杂交获得不育的转基因三倍体鱼是解决该问题的有效途径之一.本研究构建了青鱼β-actin基因启动子和青鱼生长激素（GH）基因精确连接的＂全鱼＂基因pbcAbcGHc;并采用显微注射法将pbcAbcGHc导入异源四倍体鲫鲤受精卵.对照养殖结果表明,150日龄的转基因异源四倍体鲫鲤原代（P0）的体重及体长明显大于对照组.选择60尾P0代转基因异源四倍体鲫鲤,采用PCR方法检测出外源青鱼GH基因在P0代转基因四倍体尾鳍基因组DNA中的整合率为90%;对20尾雄性P0代转基因四倍体精液样本的PCR检测发现,13个样本具有外源青鱼GH基因的整合.在一尾生长速度显著的P0代转基因四倍体鲫鲤的肌肉、肝脏、肾脏和卵巢组织中可检测到外源青鱼GH基因的转录.本研究成功获得了具有明显生长优势的P0代转青鱼GH基因异源四倍体鲫鲤,为建立转青鱼GH基因异源四倍体鲫鲤纯系和研制不育的转基因三倍体鱼奠定了基础.     

欧盟新型植物育种技术的研究及监管现状

近年来多种具有较大应用前景的新型植物育种技术,如寡核苷酸定点诱变、锌指核酸酶技术、同源转基因技术、RNA介导的DNA甲基化、反向育种、转基因砧木嫁接和农杆菌浸润等在欧洲发展迅速。这些新技术比常规育种技术更具特异性和针对性,可为育种家提供准确和有效的方法。文献计量学研究表明,农杆菌浸润和RNA介导的DNA甲基化等技术在欧盟研究中使用率较高;德国、英国是欧盟新型植物育种技术研究的重要国家。目前,欧盟正在讨论由这些新技术产生的植物是否属于其监管体系,尤其是2001/18/EC指令中定义的转基因生物。相关机构也纷纷发布一系列报告,对新技术产生的植物及产品的分类监管问题进行了广泛讨论。欧洲食品安全局分别对同源转基因(cisgenesis/Intragenesis)和锌指核酸酶(ZFN-3)等技术产生的植物进行风险评估,并认为Cisgenesis与常规育种技术植物的风险程度相当,Intragenesis和常规转基因技术获得的植物均可能造成新风险;ZFN-3技术比常规转基因技术具有更小的风险。     

转基因微生物生态学及大田释放风险评价研究

向环境中释放转基因微生物可能会带来一系列的安全问题．在大面积释放之前必须对转基因微生物在环境中发生基因转移的潜力、存活能力、扩散能力及对生态系统的潜在影响等进行生态学研究和风险评价,同时还要探索有效的检测方法和风险评价策略．该研究有助于分子生态学的发展和生物技术的安全应用,具有重要的理论和实践意义．     

转基因植物的生态风险评价

自从１９８３年第一株转基因植物诞生以来,至今各种类型的转基因植物进入大田试验的已不计其数,近１０种转基因作物的产物已经商品化。与此同时,转基因植物向环境释放后可能带来的生态风险问题也越来越受到人们的重视。关于转基因植物的生态风险或对环境的危害,科学家提出了不同的概念和测试方法。生态毒理学的经验以及８０年代发展起来的,为作环境决策用的生态风险评价的经验可以借鉴以作转基因植物生态风险的评价。本文介绍了转基因植物对农田生态系统和自然生态系统可能带来的危害以及从基因、基因组、个体、种群以至生态系统等各级水平上危害测试的方法。对风险的判断作了详细的论述,对风险的管理也作了概略的介绍,并对生态风险评价当前发展的水平进行了讨论。     

转基因植物的环境生物安全：转基因逃逸及其潜在生态风险的研究和评价

转基因作物的商品化生产和大规模环境释放在带来巨大利益的同时,也引起了全球对其生物安全问题的广泛关注和争议,其中转基因通过花粉介导的基因漂移逃逸到非转基因作物及其野生近缘种,进而导致的潜在环境和生态风险就是备受争议的生物安全问题之一。转基因植物的环境生物安全涉及两方面关键问题：如何科学评价转基因植物商品化种植以后带来的环境和生态影响;如何利用环境生物安全的研究成果来制定科学有效的风险监测和管理措施。对转基因逃逸及其潜在生态风险的科学评价应包括三个重要环节：（1）检测转基因的逃逸的频率;（2）检测转基因逃逸后的表达和遗传规律;（3）确定逃逸后的转基因对野生近缘种群体适合度的影响及其进化潜力,本文将围绕对转基因逃逸及其潜在环境风险的科学评价,以转基因水稻为案例来对转基因逃逸带来生态影响的研究好评价的进展进行简要介绍,并对目前依据风险评价研究成果制定的各种管理策略进行了讨论。只有提高对转基因生物环境安全研究和评价的水平,并制定有效的风险监测和管理措施,才能为我国转基因技术的发展和转基因产品的商品化应用保驾护航。     

转基因林木潜在生态风险研究进展

近20年来,转基因技术在林木上的应用已使林木遗传育种研究取得了可喜的成绩,部分转基因林木已经进行了田间试验,还有一些获得了商品化许可。但与此同时,转基因林木的生态安全问题也逐渐引起了人们的关注,这些问题主要体现在外源基因的水平转移,垂直流动以及对昆虫、土壤生态系统、病毒等的潜在影响上。本文简要介绍了转基因林木田间试验、商品化生产情况及其潜在的生态风险,并对转基因林木的进一步发展进行了展望。     

我国杂交水稻基因工程育种策略探讨

杂交水稻在我国水稻及粮食生产中占有突出地位 ,基因工程可在杂交水稻育种中发挥重要作用。针对杂交水稻育种存在的主要问题 ,指出应将优质、抗虫和抗病作为当前基因工程育种的研究重点。同时提出基因工程育种与常规育种紧密结合 ,优质基因工程着重改良保持系及聚合转基因等策略 ,以培育出超高产优质抗病虫转基因聚合杂交稻新组合。     

我国转基因Bt抗虫棉的进展分析与生态风险评估

从源头创新、基因转移技术、新品种选育与推广、专利分析四个方面探讨了我国转基因Bt抗虫棉的重大进展。且从靶标昆虫与非目标昆虫两个方面重点对转基因的生态风险进行了综合评价,并根据国内外的研究趋势,提出了加速我国转基因棉研究的对策。     

转基因植物与近缘种之间基因流的研究进展

随着转基因植物的大面积种植,转基因植物的生态风险受到广泛关注,其中主要的风险是转基因植物与近缘物种之间的基因流及其影响。本文综述了目前商业化种植的转基因作物油菜、棉花、玉米和大豆,以及未商业化种植的水稻、小麦的基因流研究进展;分析了不同转基因作物与其近缘种之间发生基因流的频率和最远发生距离;介绍了降低基因流发生的方法。基因流频率受物种亲缘关系、花期重叠时间、风速风向等因素的影响,最远发生距离受气候条件、传粉媒介、地理条件等因素的影响。转基因作物与其近缘种之间的基因流频率与距花粉源的距离呈负相关关系(y=-0.59x-0.46,R²=0.25,P<0.01),亲缘关系近的基因流频率高。为了降低转基因植物与其近缘物种之间的基因流风险,建议采取“分区管理”的策略,并加强基因流发生之后的生态风险评价研究。     

转基因作物外源基因漂移风险及其控制技术研究进展

随着转基因技术的飞速发展,越来越多的转基因作物新品种培育成功。转基因作物以其抗病虫、抗除草剂、优质高产及环境友好型等优良性状被广泛种植,而随之引起的一系列生态风险也越来越引起人们的广泛关注。其中,外源基因漂移导致的生态风险问题是转基因作物环境安全性评价的重要内容之一,尤其在转基因作物19年的商业化种植过程中,外源基因漂移风险管理技术在生产中的应用更不容忽视。本文对转基因作物的花粉介导、种子介导、根际分泌物和无性繁殖器官介导等4种外源基因漂移的主要途径及其引起的生态风险和相关控制技术等进行了综述,以期为转基因作物的环境安全评价及生产中的科学监管提供科学依据。     

区域生态风险评价的关键问题与展望

区域生态风险评价具有多风险因子、多风险受体、多评价终点、强调不确定性因素以及空间异质性的特点,它与传统的生态风险评价在风险源、胁迫因子和评价尺度上具有明显区别。尝试建立了一个基于陆地生态系统的区域生态风险评价框架,同时针对目前区域生态风险评价的研究现状,指出不确定性分析、尺度外推难、评价指标不统一、评价标准不统一、风险因子筛选及优先排序、区域内污染物复合、水生过渡到陆生生态系统风险评价、特殊的人为因素等是目前区域生态风险评价存在的关键问题及难点所在,并提出解决这些问题可能所需的工具、手段和理论方法突破。最后指出区域生态风险观测与数据采集加工、区域生态风险指标体系的统一与整合、区域生态风险评价方法论、区域生态风险的空间分布特征与表达以及区域生态风险评价反馈与管理机制5个方面是区域生态风险评价未来的研究重点。     

RNAi转基因作物安全评价研究进展

在秀丽隐杆线虫中首次发现双链RNA(dsRNA)能特异性地导致基因沉默(RNAi)现象后,人们开始大量地研究RNAi技术,并将其应用于功能基因的研究,来提高作物的抗性和改良遗传育种等。本文详细介绍了RNAi的技术原理,并且对RNAi技术与传统转基因技术的区别进行分析,阐述了该技术具有重要的生物学意义,以及在农作物害虫防治领域的占据独特优势。基于RNAi技术存在的潜在脱靶效应,从改良植物、靶标生物和生态环境的3个方面具体分析该技术可能存在的风险,为RNAi技术的风险评估提供参考。由于RNAi技术仍存在风险,为了维护生态多样性和保障人们的人身安全,应尽快建立起符合实际需求的安全性评价方法,本文针对RNAi转基因作物的环境安全和食用安全2个方面的评估方案进行概述。RNAi技术对减少害虫数量、提高水稻产量、降低种植成本以及减少化学农药污染、促进农业可持续发展来说具有重要意义,但该技术仍存在风险,需要进一步监管和研究,建立完善的生态评价系统,让RNAi技术在农业生产上发挥作用。