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。     

化学修饰--提高酶催化性能的重要工具

讨论了化学修饰对酶的稳定性、有机溶剂溶解性、特殊条件下的活性和选择性的影响。对常见的和近期出现的酶修饰技术,包括交联酶晶体、酶蛋白侧链功能基共价修饰、酶蛋白表面修饰、结合定点突变的化学修饰、通过酶活性位点氨基酸原子置换进行化学突变等方法作了重点阐述。     

美国培育出抗干旱的转基因西红柿

美国康涅狄格大学将拟南芥的AVP1基因插入西红柿内,培育出能高度抗旱的转基因西红柿植株。早先的研究已显示,AVP1基因的过度表达能使拟南芥细胞免受脱水之害,并能使其根部吸收和保持水分的能力更强,从而帮助植株忍耐缺水环境。在这一研究中研究人员发现,插入AVP1基因的西红柿根部比普通西红柿根部更强壮,在干旱期吸水能力更好。研究人员还在实验中模拟了13天的干旱环境,并对比两种西红柿的生长情况,结果转基因西红柿不仅在干旱期的生长状况远好于普通植株,     

产业动向

全球转基因作物种植面积达13亿亩;欧盟通过生物质能行动计划;世贸组织初步裁定欧美转基因食品争端美方胜诉;深圳生物医药业异军突起;上药“达菲”完成中试,广药仿制“达菲”样品问世;美国批准世界上第一个植物产疫苗;美国预计中国将在干细胞研究领域领先。     

国外动态

世界生物质能开发掀起新热潮;转基因酵母合成青蒿素取得进展;微流体装置为蛋白结晶专家排忧解难;俄科学家用珊瑚荧光物标识蛋白质;南非从菊科植物中筛选到抗疟疾新药;美发明植物油直接生产生物柴油装置;海底可燃冰中新发现多种微生物;意大利研制出世界上速度最快的纳米发动机。     

绝育昆虫与转基因棉花合灭虫害

美国亚利桑那州的农民联合使用了转基因棉花和数十亿只不育的棉红铃虫,从而几乎从田间消灭了它们。这些农民已经种植了几年的Bt棉花。这种棉花接受了遗传改造,从而产生能杀死棉红铃虫的Bt毒素。棉红铃虫是一种严重的棉花害虫。Bt棉花把这种害虫的数量减少到了原来的百万分之一。     

转金属硫蛋白基因(MT_1)烟草耐NaCl胁迫能力

为明确柽柳(Tamarix sp.)金属硫蛋白(MT1)基因过量表达对提高植物耐NaCl能力的作用,对转MT1因烟草进行分子检测和生理特性分析,结果表明具有卡那霉素抗性的转基因植株经RT-PCR Southern杂交均表现为阳性,说明外源MT1基因已整合到烟草基因组,并且得到了表达。金属硫蛋白基因的过量表达提高了转基因烟草植株的耐NaCl能力,表现为在含有150mmol/L和300mmol/L NaCl的MS培养基上,转基因植株的株高和鲜重均明显优于非转基因株系;在生理性状上表现为转基因植株丙二醛(MDA)含量明显低于非转基因株系,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性比非转基因株系明显增加。     

C57-ras致癌性转基因小鼠模型的脏器及血液学参数

目的测定自主建立的致癌性转基因动物模型C57-ras小鼠的血液生理生化值和主要脏器重量,计算脏器系数并作统计学分析。方法选取同窝C57-ras转基因阳性和阴性小鼠,雌雄各半,采血,测量血液生理指标和血清生化指标,并称主要脏器重量。结果 C57-ras转基因阳性雌鼠和阴性雌鼠间比较,NEUT、NEUT%存在显著性差异（P〈0.05）,PCT存在极显著性差异（P〈0.01）。C57-ras转基因阳性雄鼠和阴性雄鼠间比较,RBC、HCT、PLT、PCT存在显著性差异（P〈0.05）,MON%存在极显著性差异（P〈0.01）。血清生化指标中,ALT和TG存在显著性差异（P〈0.05）。主要脏器重量和脏器系数比较结果显示,除C57-ras转基因阳性雌鼠和阴性雌鼠在肺重量存在极显著性差异（P〈0.01）外,其余均无显著性差异（P〉0.05）。结论新建C57-ras致癌性转基因小鼠模型和正常C57BL/6小鼠的主要生物学特性基本一致,利于该模型在致癌性安全性评价等领域的实际应用。     

不同鼠龄的人多巴胺D5^F173L突变基因转基因高血压小鼠血压及心脏结构与功能分析

目的通过对不同年龄多巴胺D5^F173L突变基因及D5正常基因转基因小鼠的血压和心脏结构与功能进行分析,了解多巴胺D5受体在高血压发生发展过程中的作用。方法利用无创血压测量仪和高分辨率小动物超声系统检测两种转基因小鼠的血压和左心室壁厚度、左心室内径、左心室容积、射血分数、短轴缩短率和左心室质量等心脏功能指标。结果 D5^F173L转基因小鼠4月龄、6月龄、16月龄时收缩压、舒张压都明显高于D5转基因小鼠;4月龄、6月龄的D5F173L转基因小鼠与D5转基因小鼠相比舒张期和收缩期左室壁厚度均明显增大、左室内容积均明显变小、左心室重量增加;16月龄的D5^F173L转基因小鼠与D5转基因小鼠相比左心室前壁增厚、心腔内径缩短,心腔容积下降、心室重量增加、射血分数提高、短轴缩短率提高;在18月龄时D5^F173L转基因小鼠相比于D5转基因小鼠左心室收缩期前壁厚度增加,后壁厚度减少,舒张期前壁厚度增加,后壁厚度减少;另外在18月龄时D5^F173L转基因小鼠与其16月龄时相比,射血分数、短轴缩短率明显降低,收缩期左心室容积明显增大。结论 D5^F173L转基因小鼠的血压及心脏功能与结构的分析结果符合原发性高血压的特征。D5^F173L转基因小鼠可作为原发性高血压动物模型。     

慢病毒载体法制备红色荧光蛋白转基因小鼠

目的利用慢病毒介导的转基因方法制备红色荧光蛋白（mRFP）转基因小鼠,并建立转基因小鼠的技术平台。方法将携带mRFP基因的慢病毒注入ICR鼠单细胞受精卵卵周隙以感染受精卵,胚胎移植进假孕母鼠以获得仔代鼠,然后应用小动物活体成像仪、体视荧光显微镜和PCR等鉴定并获得mRFP转基因鼠。结果移植卵周隙注射有慢病毒的胚胎40枚给2只假孕母鼠,共获得仔鼠6只;利用体视荧光显微镜检测mRFP表达,在蛋白水平证实6只F0代中,2只（R3和R4）鼠耳高表达mRFP,其余的弱表达mRFP（R1、R2和R5）或荧光强度（R6）与野生型ICR鼠无明显差别,而DNA水平检测证实,6只F0代中,5只（R1、R2、R3、R4和R5）基因组中整合有外源转基因hUb-mRFP,预示基因型鉴定结果很好验证了体视荧光显微镜鉴定结果。此外,mRFP转基因首建鼠基因组中整合的mRFP基因可稳定遗传和表达。结论建立了慢病毒法快速制备转基因小鼠的技术平台,这为针对不同基因建立相应转基因小鼠以实现恒定或条件性的转基因过表达或RNA干涉（RNAi）,并进而在体内解析相应基因功能和建立人类疾病模型等奠定了坚实基础。