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。     

水稻褐飞虱抗性基因研究进展

随着全球性气候变暖以及稻作区耕作栽培措施的改变,稻褐飞虱已成为严重危害水稻产量的害虫之一.综述当前水稻褐飞虱抗性基因的定位、克隆以及抗性机制的最新研究进展,并对抗褐飞虱水稻育种的利用现状作报道.     

水稻砷的吸收机理及阻控对策

水稻积累砷的能力较其他农作物强,稻米是我国人群从食品中摄入无机砷的主要来源,降低稻米砷含量对增进农产品质量安全有重要意义。本文阐述了稻田砷的生物地球化学转化特征及水稻对不同形态砷的吸收、运输与储存机理,提出阻控稻米砷积累的对策,并讨论了需要进一步研究的问题。     

取食转Bt基因水稻对稻纵卷叶螟幼虫中肠的组织病理学效应

利用透射电镜观察了稻纵卷叶螟 Cnaphalocrocis medinalis（Guenée）幼虫取食转Bt基因水稻后中肠的组织病理变化。结果表明：稻纵卷叶螟幼虫取食转cry1Ab基因水稻后,中肠上皮细胞的线粒体先发生形态变化,随连续取食时间的延长线粒体出现凝聚、内嵴稀疏、空泡化等,在后期还呈凝聚态随突起脱落或沿杯腔边沿单一排列。内质网的变化也很明显,病变过程中伴随着粗糙内质网的肿胀、核糖体脱落,粗糙内质网增多等现象。细胞核的变化较小,在处理后期出现细胞核拉长、核仁聚集等变化。组织病变程度不一,有的细胞在病变早期就出现了空泡化。     

盐胁迫下水稻叶绿体中Na+、Cl-积累导致叶片净光合速率下降

研究了0-200mmol/L的NaCl胁迫下耐盐性不同的水稻品种Pokkali(耐盐）和Peta(盐敏感）根系,叶片和叶绿体中Na^ ,K^ 和Cl^-含量的变化及其与叶片光合作用的关系。结果表明：随着NaCl胁迫时间和浓度的增加,供试2个品种在根,叶片和叶绿体中Na^ ,Cl^－含量增加,K^ 含量下降。耐盐品种体内Na^ ,Cl^－含量增加或K^ 含量减少的幅度小于盐敏感品种。在200mmol/L的NaCl胁迫下盐敏感品种根,叶片和叶绿体中的Na^ /K^ 分别是耐盐品种的208％,308％和297％。与Na^ 相比,耐盐品种根系对K^ 吸收和向叶片运输的选择性（SK,Na)较强。但在经过0,100和200mmol/L的NaCl处理后2个品种叶绿体中的Na^ /K^ 均高于叶片（SK,Na均小于1）。盐胁迫下水稻叶绿体中Na^ ,Cl^-含量和Na^ /K^ 与叶片净光合速度呈极显著负相关。     

水稻高叶绿素含量基因DET1 cDNA的克隆、生物信息学分析及超表达载体的构建

提高水稻叶片中叶绿素含量可以提高光合作用效率。以水稻高叶绿素含量突变体为材料,在前期精细定位的基础上,克隆了高叶绿素含量基因DET1（DE-ETIOLATED 1）cDNA。测序结果显示：DET1基因全长cDNA为1536 bp,由11个外显子组成,编码512个氨基酸。与野生型珍汕97B相比,DET1基因在第7个外显子上有T-C的转换,该转换引入了一个EcoR I酶切位点,并导致第328位的亮氨酸（L）改变为丝氨酸（S）,且突变位点处于高度保守区域内。DET1基因的氨基酸序列与玉米等其它高等植物的氨基酸序列同源性高达62%以上。利用生物信息学方法对DET1基因的序列、进化树、理化性质及亲疏水性等进行分析,并构建了水稻超表达载体pCUPHN-DET1,为水稻高叶绿素含量突变基因DET1的功能验证奠定基础。     

盐胁迫下豌豆幼苗的超弱发光

通过钠盐对豌豆 (pisumsativum)萌发时超弱发光影响的比较研究表明 ,在等渗条件下豌豆幼苗受激发光强度顺序为Na2 CO3 >NaCl>Na2 SO4 ;Na2 CO3 盐胁迫对植物的伤害程度高于其他盐类 ;多盐比单盐存在时的毒害小 ,受激发光作用降低。利用超弱发光方法 ,可以分析盐害对植物的作用 ,进一步搞清胁迫条件下植物生理反应的变化规律。     

水稻YTB中OSVDAC5蛋白的原核表达与抗体制备

目的:克隆水稻YTB osvdac5基因,原核表达后获得纯化的OSVDAC5蛋白,制备相应的抗体.方法:采用Trizol法提取水稻总mRNA,反转录为cDNA,通过PCR扩增得到该基因与原核表达载体连接,构建重组质粒pET-30a-osvdac5,并转入大肠杆菌进行原核表达,SDS-PAGE检测表达产物.通过镍柱纯化获得的单一目的蛋白用于抗体制备,用Western Blot检测抗体的特异性.结果:克隆到原核表达载体中osvdac5基因的ORF为813 bp,编码271个氨基酸.在大肠杆菌中15℃、0.7mmol/L的IPTG浓度诱导17 h是pET-30a-osvdac5融合蛋白表达的优选条件,表达的OSVDAC5蛋白属于包涵体蛋白.镍柱纯化后的OSVDAC5为30 kD左右的单一条带.Western Blot分析表明,抗体能够与30 kD处的OSVDAC5蛋白进行特异性结合.结论:成功克隆了水稻YTB osvdac5基因,原核表达蛋白OSVDAC5制备的多免隆抗体具有一定特异性,能与免疫抗原结合,这为进一步研究OSVDAC5蛋白在植物不同生长发育时期中的表达模式奠定了基础.     

籼稻转反义蜡质基因后代的直链淀粉含量测定和纯系选育

通过根癌农杆菌介导将反义蜡质基因导入籼型雄性不育保持系龙特甫B中,获得30个PCR检测为阳性的转基因植株,其中,28个为Southern检测阳性.T1种子直链淀粉含量测定结果表明,有21个转基因植株比龙特甫B明显下降,下降幅度为3%-13%,并在部分转基因植株的种子中观察到蜡质状籽粒;对6个转基因植株进行了不同世代的直链淀粉含量测定,在L3和L5的T4代中,选择到直链淀粉含量分别为15.9%和8.4%的纯合株系,经凝胶电泳测定,Wx蛋白量明显降低,并与直链淀粉含量下降表现一致.以L3-1-1-1(15,9%)和L5-8-2-1(8.4%)纯合株系为亲本,分别与龙特甫A进行成对杂交和回交,并测定了F1和B1F1种子直链淀粉含量,以L3-1-1-1作亲本的F1为21.4%,B1F1为17.1%;以L5-8-2-1作亲本的F1为13.6%,B1F1为9.3%,结果表明在不育系的转育过程中,以中低直链淀粉含量的转基因纯合株系为亲本,能有效降低F1和B1F1的种子直链淀粉含量.     

遮光处理对西葫芦幼苗形态特征及光合生理特性的影响

研究了不同遮光处理对西葫芦幼苗形态及光合生理特性的影响.结果表明,在60%透光率条件下,西葫芦幼苗具有较高的相对生长率、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、单叶水分利用效率、饱和蒸汽压、表观量子效率和叶绿素含量,而胞间CO₂浓度较低;西葫芦幼苗具有较高的光饱和点(1 125 μmol·m^-2·s^-1)、较低的光补偿点(15.2 μmol·m^-2·s^-1).弱光下西葫芦幼苗较耐低浓度CO₂,而强光下的幼苗较耐高浓度CO₂.60%透光率下西葫芦幼苗叶片丙二醛和脯氨酸含量最低,而过氧化物酶和过氧化氢酶活性则最高.