大豆转基因技术及应用研究进展

大豆转基因技术及应用研究进展
大豆转基因技术及应用研究进展

研究生课程论文

课程名称植物基因工程原理

授课学期 2 0 1 0 学年至 2 0 1 1 学年

第二学期

学院生命科学学院

专业生物化学与分子生物学

学号2010011138

姓名杨文贤

任课教师秦新明

交稿日期

成绩

阅读教师签名

日期

广西师范大学研究生学院制

大豆转基因技术及应用研究进展

摘要:目前我国已正式批准棉花、西红柿、烟草和牵牛花4种转基因作物进行商业化生产,但真正商业化生产的转基因作物只有棉花,转基因水稻的安全评价已经进入到了最后阶段。转基因大豆、玉米等转基因作物正处于中间试验和环境释放试验阶段,进入商业化推广的准备阶段。该文综述我国转基因大豆遗传转化再生体系、遗传转化方法、目的基因类型的研究进展及其产业化现状,并就我国转基因大豆的未来发展前景进行了展望。

关键词:大豆转基因转基因技术

近年来,由于转基因技术突破了生物物种间遗传物质转移和交换的天然屏障,使人类从对生物的简单认识和利用进入了可以按自己的意愿改造和创造新种质的时代[ 1 ]。转基因技术打破了常规育的各种局限[ 2 ],并且得到迅猛发展和不断完善,现已成为大豆品质改良育种主要的且最有前途的技术手段[ 3 ]。自从世界第一例转基因烟草1983年在美国问世以来,国际上已有30多个国家批准了数千例转基因植物进入田间试验,涉及的植物种类达40多种。

1、大豆遗传转化再生体系研究

目前大豆遗传转化的再生体系主要有不定芽器官发生系统、体细胞胚胎发生系统和原生质体再生系统,其中,以不定芽器官发生途径中的大豆子叶节再生体系的应用最为成熟。

1. 1 不定芽器官发生再生系统

大豆不定芽器官发生体系所用的外植体包括无菌苗子叶节、未成熟种子的子叶和茎尖、无菌苗上胚轴、幼胚和小真叶等。不定芽器官发生系统中,外植体内已存在的分生组织和有分化潜力的表皮、亚表皮细胞都可作为遗传转化的靶组织。目前,大豆子叶节不定芽器官发生体系已经被公认为是较成熟、易行的大豆再生体系。周思君等通过大豆幼胚培养诱导器官发生,获得了较高频率的再生植株[ 4 ]。程林梅等以大豆上胚轴、下胚轴、幼胚和小真叶为外植体,较高频率地

诱导出再生植株[ 5 ]。但不同基因型由于遗传和生理差异,诱导植株再生效果不同。刘博林等从大豆幼胚中诱导形成体细胞胚胎愈伤组织并分化成苗,建立了一套再生频率较高的大豆植株再生方法[ 6 ]。

1. 2 体细胞胚胎发生再生系统

诱导外植体胚胎发生,形成体细胞胚,胚萌发发育成为完整植株,这种再生方式称为胚胎发生途径。1983年Christianson等以未成熟胚的胚轴为材料,用改良的M S培养基附加2,4 -滴诱导出体细胞胚胎的发生[ 7 ]。1986年Barwale等报道了通过体细胞胚获得植株再生,大豆体细胞胚胎再生体系获得了初步成功[ 8 ]。Finer等对体细胞胚胎发生体系做了进一步改进[ 9 ]。Parro tt等首先采用这一体系进行农杆菌介导的大豆遗传转化[ 10 ]。采用胚性细胞团作为外植体,由于其位于表面,且能在很多位置形成体细胞胚,因此转化筛选都很容易。王晓春等用球形期的体细胞胚作为转基因的受体用于转化,结果表明体细胞胚团有很高的转化率(为8. 0% ) ,而发育晚期的子叶胚很难诱导出抗性体细胞胚,转化率为0[ 11 ]。大豆体细胞胚胎发生再生系统是目前大豆再生系统研究的一个重要部分,该再生系统有3个显著的优点[ 12 ]:( 1 )在1个培养物上所能产生的胚状体数目一般比不定芽数目多;(2)胚状体形成速度快;( 3)胚状体结构完整。但是体细胞胚胎发生再生系统也存在部分后代不育、传代时间长、再生植株常出现变异等问题,仍然需要进一步优化。

1. 3原生质体再生系统

原生质体是基因转移的理想再生体系。在特定条件下,外露使原生质膜确保DNA接触并进入原生质体。该方法不需要任何一种生物载体,而且DNA吸收是直物理过程,从而避免了宿主范围问题。1988年Wei等报道了大豆原生质体再生系统,获得愈伤组织,经诱导成苗,得到了再生植株[ 13 ]。Dhri等[ 14 ]和张贤泽等[ 15 ]对不同的大豆品种进行了试验,也获得了大豆原生质体再生植株。与不定芽器官发生途径和体细胞胚胎发生途径相比,原生质体再生体系具有容易摄取外源遗传物质的优点,从理论上讲克服了大豆遗传转化嵌合体现象。但是实践证明,获得大豆原生质体再生植株十分困难,由于此系统存在操作复杂、工作量大、不易成功、培养周期过长和容易产生变异等缺点[ 12 ],所以应用并不广泛。

2、大豆遗传转化技术研究

随着转基因作物种植面积的日益扩大,遗传转化技术在作物新品种培育、基因功能研究等领域中的作用越来越大。应用于大豆育种上的转基因技术方法主要有:农杆菌介异法、花粉管通道法、基因枪法、电击法、PEG转化法、超声波法等。经过多年的实践和优胜劣汰,多数遗传转化方法已被逐步放弃,目前国外大豆的转基因方法主要以农杆菌介导法、基因枪法为主;国内主要是超声波辅助农杆菌转化法和花粉管通道法。

2.1农杆菌介导法

农杆菌介导法是获得第一个转基因植物的方法,迄今为止,农杆菌介导法获得的转基因植物占转基因植物总数85%左右,它已成为植物基因转化的首选方法。农杆菌是革兰氏阴性土壤杆菌,目前与植物基因转化有关的2种类型为:根癌农杆菌(Agrobacteriumtum efaciens)和发根农杆菌(Agrobacteriumrh izogenes) ,分别含有Ti质粒和R i质粒。在植物基因工程中,利用根瘤农杆菌介导的遗传转化最多。根瘤农杆菌具有趋化性,侵染受体时,在植物受伤组织产生的一些糖类和酚类物质诱导下,向受伤组织集中,通过供体和受体特异互作,农杆菌细胞识别并附着到植物细胞表面,将Ti质粒上的一段T2DNA片段导入植物细胞基因组中。农杆菌介导的遗传转化,通常以单拷贝或者低拷贝的形式将外源基因插入到植物基因组,转育周期短、重复性好、基因沉默现象少、组织培养简单[ 25 - 27 ],但是转化和再生受材料基因型限制[ 28 ]。

2. 2基因枪法

基因枪法也叫微弹轰击法,是最有希望的基因转移技术之一。在这项技术中,DNA吸附在微载体(钨粉或金粉粒子)表面,然后以高压气体或高压放电为动力,金属微粒被射入受体植物细胞,实施转化。基因枪法最早由美国Comell大学的Sanford等提出。获得转基因大豆的首例报道在1988年,M cCa等用基因枪轰击芽生长点,诱导芽分生组织形成丛生不定芽后再生成完整植株[ 2 ]。该技术主要以大豆幼胚的胚轴、茎尖、胚性悬浮细胞和未成熟胚茎尖为转化受体,通过潮霉素筛选转化植株。基因枪转化法的优点是:( 1 )不受基因型的限制;( 2 )产生的微创有利于基因转移,因而具有较高的转化率;( 3 )能够转移多拷贝的重组DNA或者DNA片段。其缺点是比农杆菌介导法耗资大,技术难,在植物基因组中拷贝数高,易引起基因沉默等。

2. 3花粉管通道法

将含目的基因的DNA放到授粉后不久经切割的花柱上,DNA沿着花粉管到达胚珠,并进一步整合到胚珠的基因组中,当携带外源基因的受精卵发育成植株时,即获得了转基因植物,这就是花粉管通道介导的转化。利用花粉管通道法导入外源基因的方法有子房和胚囊微注射法、柱头滴加法、花粉粒携带法和生殖细胞浸泡法等。花粉管通道法首次用于转化水稻,后来也用于转化其他作物。雷勃钧等[ 19 - 20 ]最早在大豆上应用花粉管通道技术进行转基因研究,此后我国许多学者相继开展了这方面的研究,并育成了抗病丰产品系[ 21 - 23 ]。花粉管通道法虽然简便易行,但存在需要育种工作者摸索具体的外源DNA导入时间、方法及后代选择等问题[ 24 ]。

3、转入大豆的外源基因类型

大豆中导入的外源基因主要是解决其高产、优质、抗逆和抗病虫等问题。目前,应用于大豆转基因研究的外源基因除gus、nptⅡ、hyg、gfp等标记基因和报告基因外,还涉及以下几种:抗除草剂、抗病毒、抗虫、抗逆境、品质(脂肪、蛋白、生物活性物质)改良、雄性不育、改变花形和花色等。我国转基因大豆的研究多是围绕对转基因植株进行抗性标记筛选、PCR检测、Southern杂交和部分抗性基因的功能检测开展的,研究广度和深度不够。不仅缺乏具有自主知识产权的载体和像B t和EPS P基因一样具有重大应用前景的基因,而且基因转化和筛选效率较低[ 43 ],所转化的外源基因多为单个基因,今后转入双价抗虫(或抗病)基因是大豆转基因的一个方向。

3. 1抗除草剂基因

抗除草剂基因的研究是目前大豆转基因研究中最成功的,它往往是与光谱高效除草剂的研究相结合的,利用的基因主要有二类,一类是可以改变除草剂靶物敏感性的基因,另一类是除草剂解毒基因,包括来自农杆菌的CP4EPS PS、pa t 和psbA基因等。目前应用面积较大的是抗草甘膦除草剂的转基因大豆品种,其次是抗草铵膦品种,此外还有抗磺酰脲类除草剂(绿磺隆、氯嘧磺隆等)品种。由于草甘膦具有高效、安全、无残留、杀草谱广的突出优点,使种植者大大地降低了除草成本,而获得丰厚的经济效益。国外通过基因枪转化获得的抗草铵膦转基因大豆新品种A-27-04-14、A5547-127分别含2个、1个pa t基因,1997年

经营养、环境安全评价后申请进入商业化生产[ 44 ]。我国获得的转基因抗阿特拉津大豆,是我国最早的转基因抗除草剂作物[ 45 ]。

3. 2抗虫基因

大豆抗虫转基因研究涉及到来自苏云金杆菌的B t基因和豇豆胰蛋白酶基因。徐香玲等[ 22 ]以Ti质粒为介导,将Pkt54B7C5质粒上的B、t、Kδ内毒素蛋白基因导入东北大豆“黑农37”、“黑农39”等品种;郭三堆等[ 46 ]将构建成的带有C ry IA和Cpti 2个基因的pGB14ABC植物高效表达载体,通过花粉管通道法,获得了有较好抗虫能力的再生植株;苏彦辉等[ 47 ]用B t基因和GUS基因通过基因枪和根癌土壤杆菌介导转入主栽大豆品种中获得了再生植株;高越峰等[ 48 ]利用RT-PCR方法扩增出大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂基因单一目的片段DNA并成功克隆且转化到烟草中去,获得了具有明显抗棉铃虫能力的转基因烟草。

3. 3抗病基因

抗病基因研究主要是病毒外壳蛋白(virus coatp rotein)基因和几丁质酶基因。近年来,人们已相继克隆了SMV CP基因、N IB基因、N IA基因,并构建植物表达载体Psm l 24等转化土壤农杆菌,获得转基因大豆(或烟草)植株;徐香玲等利用农杆菌介导法将几丁质酶基因导入东农37号、吉林28号大豆中用于抗大豆真菌病害的研究;刘德璞等通过花粉管介导法,将具有高抗花叶病的外源DNA导入大豆基因组中获得抗SMV的大豆新品系。

3. 4抗逆境基因

目前已分离出大量与抗逆代谢相关的基因,包括与抗(耐)寒有关的脯氨酸合成酶基因、鱼抗冻蛋白(A FP)基因、拟南芥叶绿体32磷酸甘油酰基转移酶基因,与抗旱有关的茧蜜糖合成酶基因及一些植物去饱和酶基因等。中国在抗逆基因的分离、克隆和转化等方面的研究已取得一定进展,克隆了耐盐碱相关基因,但多运用在烟草、番茄、小麦、玉米等作物上,在大豆上鲜有报道。

3. 5 品质基因

改良分子生物学的迅速发展,使转基因作物(Genetically Modified O rganism Crop s)正从以改善作物间接性状(抗除草剂、抗病、抗虫、抗逆等)为主的第1代向以改善品质特性(营养组成和含量等)为主的第2代转换。品质改良主要涉及蛋白质的含量、氨基酸的组成、淀粉和其它多糖化合物以及脂类化合物的组成。

富含蛋氨酸的转基因烟草、直链淀粉含量降低的转基因水稻、月桂酸含量高达40%的转基因油菜都相继成功,有的已进入大田试验。应用生物技术改良大豆脂肪酸组成就是大豆基因工程育种的成功范例,目前商业化的有关品质改良的转基因大豆已有高油酸大豆和高硬脂酸转基因大豆。最近国外转Δ2脂肪酸脱氢酶基因(FAD 221)基因大豆及其它相关品质基因的改良研究正在深入,有的品种已获推广并开始大面积种植。国内的李明春等将从高山被孢霉(Mortierella alp ina)中分离出的Δ6脂肪酸脱氢酶基因成功转化,获得了高γ2亚麻酸含量的转基因大豆。刘兰英等将构建35S启动子和水稻10KD富硫醇溶蛋白基因双拷贝的表达载体PB IN - OKEM ,利用根癌农杆菌介导法转化大豆子叶、子叶节,将目的基因整合到大豆基因组中。

4、展望

目前,我国已初步建立了转基因生物安全管理技术体系,制订了一系列法规、规范和标准,为转基因大豆环境和食用安全的检测、监测以及大豆产品转基因成分提供了可靠的技术规范和标准。我国已获得一批具有自主知识产权的关键基因,逐步优化了大豆遗传转化体系,获得了一批具有潜在应用价值的转基因材料,建立了安全评价和检测监测技术体系。中国大豆产业应和其它主要农作物一样,大力加强大豆转基因生物技术的研发,早日创造出具有中国特色和自主产权的、已建立高效、稳定的大豆遗传转化受体系统的安全的转基因大豆。发展转基因大豆有利于改革耕作制度,降低生产成本,提高种植效益,对于提升我国大豆产业的市场竞争力、保障国家粮食安全、促进农民增收具有重要意义。虽然抗病毒基因工程取得了巨大的进步,许多重要作物也以转基因为手段获得了抗病毒植株,并且培育出抗病毒新品种。但是大豆抗病毒基因工程进展还是非常缓慢,至今只有几例成功的报道,而且未见通过基因工程培育的抗病毒大豆品种在实践中应用的报道。抗病毒转基因大豆的研究任重道远,仍然需要在优化受体系统、提高转化率、培育稳定遗传的种质等方面做大量的工作。

参考文献:

[ 1 ] 张兆熙. 转基因技术的研究综述及利弊关系[J]. 科技创业,2006 (11) : 1112112.

[ 2 ] 杨桂英,马绍宾,何瀚. 大豆的遗传特点、品质改良与育种难点[J]. 贵州农业科学, 2002, 30 ( 6) : 57260.

[ 3 ] Cahoon E B. Genetic enhancement of soybean oil for industrial uses: Prospects and challenges[ J ]. AgBioForum, 2003, 6 ( 1&2 ) :11213.

[ 4 ] 陈云昭,王玉国. 大豆外植体培养再生植株的研究[J]. 山西农业大学学报(自然科学版) , 1983 (1) : 41245

[ 5 ] 程林梅,孙毅,刘少翔,等. 大豆不同外植体植株再生的研究[J]. 中国油料作物学报, 1998, 20 (2) : 24225.

[ 6 ] 周思君,尹光初,雷勃钧,等. 从大豆幼胚诱导器官发生再生植株[J]. 大豆科学, 1990, 9 (4) : 2852290.

[ 7 ] 王升吉,吴元华,王洪岩,等. 大豆不同外植体组织培养及再生研究[J]. 沈阳农业大学学报, 1999, 30 ( 3) : 2552259.

[ 8 ] Christianson M L,Warinck D A, Carlson P S. A morphogenetic competent soybean suspension culture [ J ]. Science, 1983, 222: 6322634.

[ 9 ] Lazzeri P A, Hildebrand D F, Collins G B. A p rocedure for p lant regeneration from immature cotyledon tissue of soybean [J]. Plant Molecular Biology Reports, 1985, 3: 1602167.

[ 10 ] Lazzeri P A, Hildebrand D F, Collins GB. Soybean somatic embryogenesis: Effects of hormones and culture manipulations[J]. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 1987, 10: 1972208.

[ 11 ] Lee W, Komatsuda T, Oka S. Comparison of embryogenesis efficiency on eight portions immature embryos in Glycine gracilis[J].Soybean GeneticsNewsletter, 1990, 17: 59261.

[ 12 ] Finer K R, Finer J J. Use of Agrobacterium exp ressing green fluo rescent protein to evaluate colonization of sonication2 assisted Agrobacterium2mediated transformation2treated soybean cotyledons [J]. Letters in App liedMicrobiology, 2000, 30: 4062410.

[ 13 ] 刘博林,徐民新. 两个栽培大豆品种的体细胞胚胎发生和植株再生的研究[ J ]. 中国油料作物学报, 1999, 21 ( 2) : 11213.

[ 14 ] 王萍,吴颖,杨武杰,等. 大豆未成熟子叶体细胞胚胎发生及其相关因子的分析[ J ]. 中国油料作物学报, 2002, 24 ( 1) : 29232.

[ 15 ] 李海燕,朱延明,冯莹莹,等. 大豆幼胚子叶胚性悬浮细胞系的建立与次生胚诱导[ J ]. 大豆科学, 2002, 21 ( 2) : 1232126.

[ 16 ] 王晓春,王罡,季静. 农杆菌介导的大豆体细胞胚遗传转化影响因子的研究[ J ]. 大豆科学, 2005, 24 (1) : 21226.

[ 17 ] 卫志明. 大豆原生质体培养再生植株[J]. 植物生理学通讯,1988 (2) :53254. [ 18 ] 张泽贤,小松田隆夫. 大豆原生质体经体细胞胚胎再生植株[J]. 中国科学(B 辑) , 1993, 23 ( 2 ) : 1542158.

[ 19 ] 肖文言,王连铮. 大豆幼荚子叶原生质体培养及植株再生[ J ].作物学报,

1994, 20 (6) : 6652669.

[ 20 ] 王芳,朱洪德,李伟. 转基因技术在大豆育种中的应用[J]. 黑龙江农业科学, 2007 (1) : 90292.

[ 21 ] 赵丽梅,刘德璞,孙寰,等. 外源DNA导入大豆获得一不育材料[J]. 大豆科学, 1995, 14 (1) : 83287.

[ 22 ] 徐香玲,高晶,刘伟华,等. Ti质粒介导的B、t、K2£内毒素蛋白

基因转化大豆的初步研究[ J ]. 大豆科学, 1997, 16 ( 1) : 628.

[ 23 ] 雷勃钧. 外源DNA直接导入(D IED)法的大豆分子育种成效[J]. 大豆科学, 2001, 20 (1) : 26229.

[ 24 ] 江巨鳌,麻诰,周治淼,等. 应用改良浸种法将外源DNA导入大豆的遗传育种效应研究[ J ]. 湖南农业科学, 2004 ( 2 ) : 10213.

[ 25 ] Zhao Z Y, GuW, Cai T, et al. Molecular analysis of T0 p lants transformed byAgrobacterium and comparison ofAgrobacteriummediated transformation with bombardment transformation in maize [J].Maize Genet Coop Newsl, 1998, 72: 34237. [ 26 ] Dai S H, Zheng P,Marmey P, et al. Comparative analysis of transgenic rice p lants obtained by Agrobacterium2mediated transformation and particle bombardment [ J ]. Molecular Breeding, 2001, 7:25233.

[ 27 ] Shou H X, Frame B R,Whitham S A, et al. Assessment of transgenic maize events p roduced by particle bombardment or Agrobacteriummediated transformation [ J ]. Molecular Breeding, 2004, 13(2) : 2012208.

[ 28 ] Meurer C A, Dinkins R D, Collins G B. Factors affecting soybean cotyledonary node transformation [ J ]. Plant Cell Reports, 1998,18: 1802186.

[ 29 ] Hinchee M A W, Comer2Ward D V, Newell C A. Production of transgenic soybean p lants using Agrobacteriummediated DNA transfer[J]. Bio /Technology, 1988, 6: 9152922.

[ 30 ] Christou P, SwainW F, YangN S, et al. Inheritance and exp ression of foreign genes intransgenic soybean p lants[J]. Proc. Natl. Academy Science USA, 1989, 86: 750027504.

[ 31 ] ParrotW A, Hoffman LM, Hildedbrand D F, et al. Recovery of primary transformants of soybean [J]. Plant Cell Reports, 1989, 7:6152617.

[ 32 ] Di R, Purcell V, Collins G B, et al. Production of transgenic soybean lines exp ressing the bean podmottle virus coat p rotein p recursor gene[J]. Plant Cell Reports, 1996, 15: 7462750.

[ 33 ] Finer J J,Mcmullen M D. Transformation of soybean via particle bom bardment of embryogenic suspension culture tissue [J]. In Vitro Cell and Develop Biol2Plant, 1991, 27: 1752182.

[ 34 ] Sato S,Newell C, Kolacz K, et al. Stable transformation via particle bom bardment in two different soybean regeneration systems [J].Plant Cell Reports, 1993, 12: 4082413.

[ 35 ] 王连铮,尹光初,罗教芬,等. 大豆致瘤及基因转移研究[J]. 中国科学(B辑) , 1984, 2: 1372142. (Wang L Z, Yin G C, Luo J F,et al. Research on tumorigenic response and gene transferrring in soybean[J]. Science in China ( Series B) , 1984, 2: 1372142. )

[ 36 ] 王连铮,尹光初,罗教芬,等. 大豆基因转移高蛋白受体系统的建立[J]. 大豆

科学, 1984, 3 (4) : 2972301.

[ 37 ] 南相日,刘文萍,刘丽艳,等. PEG介导B t基因转化大豆原生质获转基因植株[ J ]. 大豆科学, 1998, 17 (4) : 3262329.

[ 38 ] 黄健秋,卫志明,许智宏. PSBA 基因在大豆未成熟子叶原生质体中的表达[ J ]. 植物学报, 1992, 34: 26230.

[ 39 ] 卜云萍,王广科,胡国武. 深黄被孢酶Δ62脂肪酸脱氢酶基因导入大豆[J]. 生物技术, 2003, 13 (3) : 628.

[ 40 ] Xing A, Zhang Z, Shirley S, et al. The use of the two T2DNA binarysystem to drive marker2free transgenic soybeans[ J ]. In Vitro Cel2lular and Developmental Biology2Plant, 2000, 36: 4562463.

[ 41 ] Wang G,Wang P, Lin Y, et al. The studies of sensitivity of geno2types in soybean to line ofAgrobacterium tumefaciens[ J ]. Hereditas(Beijing) , 2002, 24 (3) : 2972300.

[ 42 ] 雷勃钧,钱华,李希臣,等. 通过直接导入外源DNA育成高产、优质、高蛋白大豆新品种黑生101 [ J ]. 作物学报, 2000, 26(6) : 7252730.

[43]雷勃钧,尹光初,王树林,等. 外源野生大豆DNA导入栽培大豆引起的变异[J]. 中国油料, 1989 (3) : 11 - 14.

[ 44 ]雷勃钧,尹光初,卢翠华,等. 外源DNA导入大豆的适宜时期与相应方法[J]. 中国油料, 1991 (1) : 88 - 89.

[ 45 ]黄承彦,颜廷进,战明奎,等. 大豆自花授粉后外源DNA导入技术[J]. 山东农业科学, 1990 (5) : 8 - 11.

[ 46 ]雷勃钧,卢翠华,钱华,等. 导入外源总DNA获得优质高蛋白和双高大豆新品系[ J ]. 大豆科学, 1995, 14 (3) : 203 - 208.

[ 47 ]赵丽梅,刘德璞,孙寰,等. 外源DNA导入大豆获得一不育材料[J]. 大豆科学, 1995, 14 (1) : 83 - 87.

[ 48 ]王芳,朱洪德,李伟. 转基因技术在大豆育种中的应用[J].黑龙江农业科学, 2007 (1) : 90 - 92.

大豆转基因技术及应用研究进展

/W心幷駅界厝研究生课程论文 课程名称植物基因工程原理 授课学期 2 0 1 0学年至2 0 1 1学年 第_________ 学期 学院生命科学学院 专业生物化学与分子生物学 学号2010011138 姓名 __________ 杨文贤_______ 任课教师___________ 秦新明__________ 交稿日期___________________________ 成绩________________________ 阅读教师签名______________________ 日期________________________ 广西师范大学研究生学院制

大豆转基因技术及应用研究进展 摘要:目前我国已正式批准棉花、西红柿、烟草和牵牛花4种转基因作物进行商业化生产,但真正商业化生产的转基因作物只有棉花,转基因水稻的安全评价已经进入到了最后阶段。转基因大豆、玉米等转基因作物正处于中间试验和环境释放试验阶段,进入商业化推广的准备阶段。该文综述我国转基因大豆遗传转化再生体系、遗传转化方法、目的基因类型的研究进展及其产业化现状,并就我国转基因大豆的未来发展前景进行了展望。 关键词:大豆转基因转基因技术 近年来,由于转基因技术突破了生物物种间遗传物质转移和交换的天然屏障,使人类从对生物的简单认识和利用进入了可以按自己的意愿改造和创造新种质的时代[1 ]。转基因技术打破了常规育的各种局限[2 ],并且得到迅猛发展和不断完善,现已成为大豆品质改良育种主要的且最有前途的技术手段[3 ]。自从世 界第一例转基因烟草1983年在美国问世以来,国际上已有30多个国家批准了数千例转基因植物进入田间试验,涉及的植物种类达40多种。 1大豆遗传转化再生体系研究 目前大豆遗传转化的再生体系主要有不定芽器官发生系统、体细胞胚胎发生 系统和原生质体再生系统,其中,以不定芽器官发生途径中的大豆子叶节再生体系的应用最为成熟。 1. 1不定芽器官发生再生系统 大豆不定芽器官发生体系所用的外植体包括无菌苗子叶节、未成熟种子的子叶和茎尖、无菌苗上胚轴、幼胚和小真叶等。不定芽器官发生系统中,外植体内已存在的分生组织和有分化潜力的表皮、亚表皮细胞都可作为遗传转化的靶组织。目前,大豆子叶节不定芽器官发生体系已经被公认为是较成熟、易行的大豆 再生体系。周思君等通过大豆幼胚培养诱导器官发生,获得了较高频率的再生植株[4 ]。程林梅等以大豆上胚轴、下胚轴、幼胚和小真叶为外植体,较高频率地

转基因安全性评价

转基因安全性评价 对转基因植物食品未知物质风险的主要担忧有:①致病性物质的出现,即转基因生物产品食用后是否会致病;②营养成分的 变化及抗营养因子的出现,如蛋白酶抑制剂、脂肪氧化酶 的产生或含量的变化;③新的过敏原的出现,如大豆中的 致敏性蛋白和巴西坚果中的2s清蛋白¨u;④天然有毒物的产生,如茄碱、葫芦素、Ot一番茄素等u2棚1。其中,最令人关注的是有可能会产生毒素、抗营养物质、过敏原以及致癌物质或联合致癌物质。转基因奶牛生产的激素(rbGH)在美国投入商业化使用后,使用者很快发现这类药物导致了奶牛乳房炎发病率加繁殖率低。由于药物的作用,奶牛新陈代谢加快,导致能耗增加而引起死亡,牛奶的营养价值也降低了。对获准在西班牙和美国商业化种植的转基因玉米和棉花进行针对性研究后认为,转基因作物可能引起脑膜炎和其它新病种。也有资料证实,转基因食品可能诱发癌症并传递给下一代以及导致失调,可能需要30年或更长的时间。转基因治疗性药物、人体组织器官等是否对人体健康造成影响,尚无法检测证实¨转基因的管理 我国对转基因产品的管理主要是针对农业转基因生物的管理。全国农业转基因生物安全的监督管理工作由农业部负责;卫生部依照《食品卫生法》的有关规定,负责转基因食品卫生安全的监督管理工作;此外,国务院还建立了由多个有关部门组成的农业转基因生物安全管理际联席会议制度,负责研究和协调农业转基因生物安全管理工作中的

重大问题。为了促进我国生物技术的发展,对作为其核心技术的重组DNA技术的研究和开发,必须加强安全性管理。早在1990年,中国政府就制定了《基因工程产品质量控 制标准》,成为我国第一个有关生物安全的标准和办法。1993年,原国家科学技术委员会发布了《基因工程安全管理办法》,对基因工程的定义、安全等级及安全性评价的划定、申报及审批程序等作了规定。在这一技术在国际上开始进入商品化的1996年,农业部又相应制定《农业生物基因工程安全管理实施办法》,具体规定农业生物基因工程安全等级的划分标准,明确各阶段的审批权限,以及相应的安全性控制措施;对农业生物技术的全过程,从实验研究,到中间试验,遗传工程体及其产品的环境释放,到遗传工程体及其产品的商品化生产实施管理,其适用范围涵盖我国自己研发的工作,也包括国外研制的相应产品在我国境内的各个阶段的试验、研究、应用。在联合国环境规划署(UNEP)和全球环境基金(GEF)的支持和资助下,2000年国家环保总局牵头编制了《中国国家生物安全框架》ⅢJ,提出了我国生物安全管理体制、法规建设和能力建设方案。2000年通过的《种子法》,要求转基因植物品种的选育、试验、审定和推广必须进行安全性评价,并采取严格的安全控制措施。销售转基因植物品种种子的,必须用明显的文字标注,并提示使用时的安全控制措施。这是我国第一次要求对转基因产品进行标识。2001年国务院颁布实施《农业转基因生物安全管理条例》。2002年,农业部发布施行《农业转基因生物安全评价管理办法》、

大豆转基因技术及应用研究进展

研究生课程论文 课程名称植物基因工程原理 授课学期 2 0 1 0 学年至 2 0 1 1 学年 第二学期 学院生命科学学院 专业生物化学与分子生物学 学号2010011138 姓名杨文贤 任课教师秦新明 交稿日期 成绩 阅读教师签名 日期 广西师范大学研究生学院制

大豆转基因技术及应用研究进展 摘要:目前我国已正式批准棉花、西红柿、烟草和牵牛花4种转基因作物进行商业化生产,但真正商业化生产的转基因作物只有棉花,转基因水稻的安全评价已经进入到了最后阶段。转基因大豆、玉米等转基因作物正处于中间试验和环境释放试验阶段,进入商业化推广的准备阶段。该文综述我国转基因大豆遗传转化再生体系、遗传转化方法、目的基因类型的研究进展及其产业化现状,并就我国转基因大豆的未来发展前景进行了展望。 关键词:大豆转基因转基因技术 近年来,由于转基因技术突破了生物物种间遗传物质转移和交换的天然屏障,使人类从对生物的简单认识和利用进入了可以按自己的意愿改造和创造新种质的时代[ 1 ]。转基因技术打破了常规育的各种局限[ 2 ],并且得到迅猛发展和不断完善,现已成为大豆品质改良育种主要的且最有前途的技术手段[ 3 ]。自从世界第一例转基因烟草1983年在美国问世以来,国际上已有30多个国家批准了数千例转基因植物进入田间试验,涉及的植物种类达40多种。 1、大豆遗传转化再生体系研究 目前大豆遗传转化的再生体系主要有不定芽器官发生系统、体细胞胚胎发生系统和原生质体再生系统,其中,以不定芽器官发生途径中的大豆子叶节再生体系的应用最为成熟。 1. 1 不定芽器官发生再生系统 大豆不定芽器官发生体系所用的外植体包括无菌苗子叶节、未成熟种子的子叶和茎尖、无菌苗上胚轴、幼胚和小真叶等。不定芽器官发生系统中,外植体内已存在的分生组织和有分化潜力的表皮、亚表皮细胞都可作为遗传转化的靶组织。目前,大豆子叶节不定芽器官发生体系已经被公认为是较成熟、易行的大豆再生体系。周思君等通过大豆幼胚培养诱导器官发生,获得了较高频率的再生植株[ 4 ]。程林梅等以大豆上胚轴、下胚轴、幼胚和小真叶为外植体,较高频率地

转基因大豆进口对我国生物安全的影响及对策研究

转基因大豆进口对我国生物安全的影响及对策研究 一、目前已经商业化或正在研发阶段的转基因大豆 (一)耐除草剂基因的大豆 孟山都公司的耐草苷膦大豆是在1994年5月19日得到商品批准的。这是最早获准推广的转基因大豆品种(Roundup Ready Soybean,简称 RR大豆)。RR大豆对非选择性除草剂农达(Roundup)有高度耐受性。目前世界上种植最多的是RR大豆。Aventis公司耐膦丝菌素大豆是在 1996年7月31日得到商品批准的。种植抗草苷膦大豆可节约劳力、降低成本,在杀灭杂草后可使大豆增产,因此,在劳力昂贵的美国对RR大豆进行了大面积推广。 (二)豆油脂肪酸改变的大豆 杜邦公司的豆油脂肪酸改变大豆是1998年4月30日获美国食品药物管理局批准,目前杜邦公司利用基因工程方法用反义的油酸脱饱和酶基因转入大豆,已培育出了油酸含量达70%以上的大豆品种。此外,在美国低亚麻酸大豆、低棕榈酸大豆、高硬脂酸大豆、高棕榈酸大豆等转基因品种也已培育成功。 在大豆油脂中,单不饱和脂肪酸是对人体最为有益的营养成份。利用基因工程方法培养出了高油酸含量,提高了对人体最佳的营养成份,同时也降低了多不饱和脂肪酸含量,而且也不存在反式双键的脂肪酸,因此是一种理想的植物油。 (三)转抗虫基因大豆 由于大豆食心虫的危害,抗虫转基因大豆的研究在国内外广泛开展,研究者多采用苏云金芽孢干菌(Bt)伴孢晶体蛋白基因提高大豆抗虫性。目前,在国际上还未见有抗虫转基因大豆被批准商品化的报道。抗虫大豆可以有效地控制大豆食心虫的发生,从而提高大豆产量,显著提高豆粒品质。 二、转基因大豆的发展及其在全球转基因作物中的地位 (一)转基因大豆在全球转基因作物种植面积中占据主要地位 目前世界上种植最多的转基因作物是玉米、大豆、棉花和油菜籽。转基因作物种植面积由1996年的170万公顷猛增到2001年的5260万公顷,其中转基因大豆由50万公顷猛增到3330万公顷,在全球转基因作物种植面积中占63%,比2000年增加750万公顷,增长29%(见表1)。

转基因大豆发展状况及其安全性

题目:《转基因大豆发展状况及其安全性》 201230440316 12家具1班莫智辉101号摘要:世界转基因作物发展迅猛, 其中转基因大豆无论种植面积还是作物产量方面均占 有较大比例,但其安全性受到人们极大关注。本文将从转基因大豆发展现状、转基因方法、转基因大豆种类及其安全性等方面对其做一简单蛛述,并对转基因大豆前景进行展望。 关键词:转基因大豆;安全性;展望; 1 转基因大豆概述及现状 转基因大豆可以抵抗杀草剂——草甘膦(毒滴混剂)。草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。这种大豆被称为转基因大豆。而这种转基因技术终于走出实验室和试验田,进入像玉米、大豆和棉花作物的日常耕作。 转基因大豆的研制是为了配合草甘膦除草剂的使用。除草剂有选择性的和非选择性的,草甘膦是一种非选择性的除草剂,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。草甘膦杀死植物的原理在于破坏植物叶绿体或者质体中的EPSPS(5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶)。通过转基因的方法,让植物产生更多的EPSPS酶,就能抵抗甘草膦,从而让作物不被草甘膦除草剂杀死。有了这样的转基因大豆,农民就不必像过去那样使用多种除草剂,而可以只需要草甘膦一种除草剂就能杀死各种杂草。当前除了大豆之外,还有很多其他抗甘草膦的转基因作物,包括油菜、棉花、玉米等。除了抗草甘膦作物之外,还有抗草丁膦除草剂的作物,不过草丁膦与草甘膦杀灭植物的原理并不相同,而培养这两类作物所转的基因也不同。而当前转基因大豆主要用来提炼大豆油。 在农业生物技术领域, 转基因作物研究与开发在全球范围内取得举世瞩目进展。目前种植转基因作物的主要国家有美国、阿根廷、加拿大、中国、巴西和南非。2003年, 美国转基因作物种植面积为4280万公顷, 比上一年增加10%, 占全球转基因作物总种植面积的63%;阿根廷居第二, 占21%;加拿大占6%;巴西和中国各占4%;南非占1%。这六个国家占全球种植总面积的99%。其中转基因大豆无论种植面积还是作物产量方面均占有较大比例, 而且一直保持着增长趋势[1]。营养学家称21世纪是“大豆的世纪”, 可见转基因大豆在转基因物及未来食品中占有重要地位。 2 转基因大豆研究概况 大豆高效遗传转化一直是植物基因工程领域的难点之一。其主要原因是转化以后从转化组织的细胞上再生植株比较困难。虽然已经有了再生频率相对较高的再生系统包括体细胞胚胎发生和器官发生再生系统, 然而, 这些再生系统尚不能与现有的植物转化方法很好地结合, 转化效率依然没有显著提高。

如何区别普通大豆和转基因大豆

如何区别普通大豆和转基因大豆(图)【转】 时间:2010-08-16 15:02来源:无如一真-百度空间作者:佚名点击:565次 内容提要:为了搞清楚哪一种大豆是真正的转基因大豆,我分别用两种大豆做发芽试验,三天以后,发现普通大豆只有一个没有发芽(一共六个),转基因大豆全部没有发芽(一共五个), 看到了网上一篇文章,介绍了区别普通大豆和转基因大豆的方法,引起了众说纷纭意见不一致,为了搞清楚哪一种大豆是真正的转基因大豆,我分别用两种大豆做发芽试验,三天以后,发现转基因大豆区别方法的主贴介绍是正确的,普通大豆只有一个没有发芽(一共六个),转基因大豆全部没有发芽(一共五个),只不过是个体膨胀而已。 从这个发芽试验过程,人们可以发现,这些转基因大豆是一次性产生的果实,它们的胚芽是不具有生命本质活性的,因此,就没有延续后代的能力。相当于一个人可以正常怀孕,但是每一次都是死胎,这就意味着生命的延续到此为止了。那么人类如果大规模的长期食用各种转基因食品,其中危害人类的转基因片断,必然会潜移默化的影响直至改变人类本身的正常基因,抵抗力下降,怪病丛生,或者丧失生育能力都是情理之中的了。 黑龙江地产大豆与进口转基因大豆区别 黑龙江地产大豆: 成熟的、经过筛选的黑龙江地产大豆,呈圆形、颗粒饱满、色泽明黄,除黑龙江北部部分地区种植的抗腺品种外豆脐呈浅黄色;

进口转基因大豆: 从港口采集到的进口转基因大豆,呈扁圆或椭圆、色泽暗黄,与国产大豆明显区别是豆脐呈黄褐色,俗称“黑脐豆”。 基因食品,就是指科学家在实验室中,把动植物的基因加以改变,再制造出具备新特征的食品种类。许多人已经知道,所有生物的DNA上都写有遗传基因,它们是建构和维持生命的化学信息。通过修改基因,科学家们就能够改变一个有机体的部分或全部特征。 不过,到目前为止,这种技术仍然处于起步阶段,并且没有一种含有从其它动植物上种植基因的食物,实现了大规模的经济培植。同时许多人坚持认为,这种技术培育出来的食物是“不自然的”。 世界上第一种基因移植作物是一种含有抗生素药类抗体的烟草,1983年得以培植出来。又过了十年,第一种市场化的基因食物才在美国出现,它就是可以延迟成熟的番茄作物。一直到1996年,由这种番茄食品制造的番茄饼,才得以允许在超市出售。

转基因大豆检测技术研究进展

转基因大豆检测技术研究进展 [摘要]大豆的转基因研究是国内外植物分子生物学研究的热点之一。转基因大豆已成为世界大豆主产国大豆产业发展的主要动力。由于转基因产品的安全性在世界范围内引起广泛关注,对转基因检测技术的要求也越来越高,因此,对转基因大豆检测技术的研究成为近年来研究的热点。重点介绍以蛋白质和核酸为目标的检测技术,如EI。ISA、PCR和基因芯片技术的最新进展,并对不同方法的优缺点进行比较,为转基因大豆快速检测方法的选择、改进和后续研究提供参考。[关键词]转基因大豆;检测技术;蛋白质;核酸 Abstract:Soybean transformation research is a/hot spot0in the area of plant molecular genetics. Transgenic soybean has become the important power of soybeans industry development in the worlds' major producers of soybean. The different points on potential ecological risks and the impact of transgenic products on human health attracted worldwide attention. With the increase of transgenic products, the transgenic detection technology requirements should be established and perfected. The advance in detection techniques of transgenic soybean were summarized focusing on the protein and nucleic acid for target detection technology,such as new research on ELISA,PCR and gene chip techn0109y,and their characteristic were compared to provide references for transgenic soybean fast detection selection,improvement and subsequent research. Key words:transgenosis soybean;detection technology;protein;nucleic acid. 转基因大豆,是指利用转基因技术,通过基因工程方法导入外源基因所培育的具有特定性状的大豆品种。转基因大豆是种植面积最大的转基因作物,而随着转基因作物及其产品的大规模商业化,其安全性以及对人类健康和生态环境的潜在威胁受到国际社会和广大民众的广泛关注,对转基因成分的检测越来越受到重视。为此,对转基因大豆检测技术进行了综述,并对其优缺点进行比较,以期对转基因大豆快速检测方法的选择、改进和后续研究提供参考。

转基因大豆安全性研究

转基因大豆安全性研究 【摘要】 转基因大豆是世界上最早商品化、推广应用速度最快的转基因作物,但其遗传转化仍然是基因工程领域的难点之一,如何建立高效稳定的遗传转化体系是转基因大豆的研究重点,同时随着转基因大豆走上人们的餐桌,关于其安全性也引起了人们的质疑。本文将从目前研究的各个方向来阐述转基因大豆的发展现状、转基因大豆的优势、转化技术、安全性评价以及对未来转基因生物的展望。【关键字】转基因大豆、环境安全、生物多样性、基因漂移

【正文】 一、转基因大豆生产的现状 近年来,美国的转基因大豆商业化速度进展很快,1994年美国Monsanto公司研制的抗草甘膦转基因大豆被批准进行商业化生产,1997年DuPont公司研制的高十八烯酸(油酸)大豆被批准进行商业化生产,1998年AgrEvo公司研制的抗草丁膦大豆被批准进行商业化生产。2001年,世界种植大豆总面积7 200万公顷,而转基因大豆有3330万公顷占据全球转基因作物的63%,且均为抗除草剂大豆。目前种植转基因大豆的国家主要是美国(转基因大豆约占97%)、阿根廷(转基因大豆约占90%)和巴西(转基因大豆约占25%)等,我国还没有转基因大豆生产。 二、转基因大豆的优势 1、转基因大豆的主要特性 大豆是植物蛋白、油脂、食品、饲料及工业原料的重要来源作物。仅排在水稻,小麦和玉米之后,是世界四大粮食作物之一。当前,转基因大豆商业化种植的主要品种美国抗除草剂草甘膦转基因大豆是通过农杆菌介导方法,将矮牵牛Ti质粒(GaMy)中35s启动子控制EPSPE基因导入到大豆植株,进而培育成的新品种[1]。其含有的4个来源于土壤细菌的5-烯醇丙酮酸莽草酸-3-膦酸合成酶(epsps)基因,是草甘膦抗性的主要来源[2]。此基因与大豆酚类、生物碱和芳香族氨基酸等代谢相关。抗草甘膦转基因大豆的特性主要表现为:较好控制草害、大豆产量高、抗虫性较强、护土壤、降低污染、改善环境、防止土壤养分及水土的流失、减少除草剂活性成分及能有效地控制杂草的生长与繁育,转基因大豆食品使大豆油的产量与品质得到改良、延长食品贮藏时间。 2、转基因大豆的营养价值 金红等对非转基因大豆W28544与美国转基因大豆GTS40-3-2种子中的部分营养指标进行差异检测,结果表明,转基因大豆中的粗脂肪、粗蛋白、脂肪酸、黄酮和酚酸的含量都明显高于非转基因大豆。并且,这些物质均具有提高植物对物理环境的适应性,增强植物抵御天敌侵袭及抵抗病害的能力,monsanto公司对培育转基因大豆品种GTS40-3-2进行食品安全评价的结果表明:转基因大豆中所有氨基酸的含量与非转基因大品种之间不存在显著性差异,内源蛋白过敏源及含量与非转基因大豆之间也不存在差异性,相同品质改良的转基因大豆也取得重

常用的植物转基因技术

五种常用的植物转基因技术 植物转基因技术是通过各种物理的、化学的和生物的方法将从动物、植物及微生物中分离的目的基因整合到植物基因组中,使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物预期性状的一种生物技术方法。1983年,首例抗病毒转基因烟草的成功培育标志着人类开始尝试利用转基因技术改良农作物。目前,植物转基因技术已在作物改良和育种领域发挥了重要作用。通过植物转基因技术,一些来自于动物、植物及微生物的有益基因如抗病/虫基因、抗非生物胁迫性状基因及特殊蛋白基因已被转化到农作物中以改良现有的农作物和培育新的农作物品种。以DNA重组技术为基础的植物转基因技术极大地扩展了基因信息的来源,打破了远缘物种间自身保持遗传稳定性的屏障。植物转基因技术已应用到玉米、水稻、小麦、大豆和棉花等许多农作物。同时,该技术也正在被尝试用于茄子和草莓等其它的作物中‘1’纠。目前,根据转基因植物的受体类型,植物转基因方法可以分为3大类:以外植体为受体的基因转化方法,如农杆菌介导法、基因枪法和超声波介导法;以原生质体为受体的基因转化方法,如聚乙二醇法、电击法、脂质体法及磷酸钙-DNA共沉淀法;以种质系统为受体的基因转化方法,如子房注射法和花粉管通道法。由于以原生质体为受体的基因转化方法有原生质体培养难度大,培养过程繁杂,培养工作量大且培养技术不易掌握;原生质体再生植株的遗传稳定性差、再生频率低并且再生周期长;相关的转化方法的转化率低、效果不理想等缺点,所以该类基因转化方法未被作为植物转基因的常规方法广泛使用。本文将对农杆菌介导法、基因枪法、超声波介导法、子房注射法和花粉管通道法的原理、基本步骤和优缺点作以简要介绍。 1以外植体为受体的基因转化方法 1.1农杆菌介导法 农杆菌介导法是最早应用、最实用有效并且具有最多成功实例的一种植物转基因方法。农杆菌是一类普遍存在于土壤中的革兰氏阴性细菌。目前,用于植物转基因介导的农杆菌是根癌农杆菌和发根农杆菌。某些根癌农杆菌和发根农杆菌分别含有大小为200 -800bp的结构和功能相似的Ti质粒和Ri质粒。Ti质粒和Ri质粒含有3个功能区:参与农杆菌侵染植物过程的vir区、参与农杆菌基因整合到宿主植物基因组过程的T-DNA区、在农杆菌中启动质粒复制的ori区。在vir区上的vir操纵子群作用下,Ti 质粒和Ri质粒能将自身的T-DNA转入宿主植物细胞内,而后将T-DNA整合到植物基因组中。T— DNA 是质粒上一段10—30kb的序列,它的两端各有一段高度保守的25bp的同向重叠序列。由于T-DNA 转化无序列特异性,因此可用任何基因片段代替原来的T-DNA基因片段进行。 农杆菌介导法的原理是:在农杆菌基因ehvA,chvB, pscA,and att家族所编码的蛋白和植物伤口产生的酚类物质和糖类物质的共同作用下,农杆菌识别并附着在宿主细胞壁上。virD4和virB基因编码蛋白组成的type IV分泌系统将单链VirD2-T-DNA复合体运送到宿主细胞内。此外,VirE3、VirE2和VirF蛋白也通过该系统进入宿主细胞质中。在宿主细胞质中,VirE2蛋白与VirD2-T-DNA复合体结合。在VirD2核定位信号、某些农杆菌蛋白和宿主细胞蛋白的共同作用下,VirD2-T-DNA复合体进入细胞核。在VirD2、VirE2、某些宿主细胞核蛋白如AtKu80和DNA连接酶的作用下,T-DNA被整合到宿主基因组中,但具体过程不详。 农杆菌介导法的基本步骤是:(1)诱导目标植物外植体;(2)构建含有目的基因的质粒;(3)质粒导人合适的农杆菌菌株中及该菌株的活化过程;(4)植物愈伤组织的微伤口处理及农杆菌侵染;(5)共培养及脱菌处理;(6)愈伤组织筛选、分化与植株再生;(7)再生植株及其后代的外源基因及其表达产物的分子检测;(7)转基因T1代的目标性状鉴定。 农杆菌介导法具有操作简单、转化效率较高、重复性好、单拷贝整合、基因沉默现象少、转育周期

中国转基因食品现状

中国转基因食品现状 【摘要】转基因技术成熟,使转基因在全球应用范围大幅度提高。本文写了转基因在中国的应用及政府的态度和潜在危害及转利弊,以及对转基因前景进行展望。 【关键词】转基因食品发展现状安全 转基因食品是指利用基因工程(转基因)技术(Transgene technology)在物种基因组中嵌入了外源基因的食品,包括转基因植物食品、转基因动物食品和转基因微生物食品。目前,转基因生物技术的研究,大多分布在抗虫基因工程、抗病基因工程、抗逆基因工程、品质基因工程、品质改良基因工程、控制发育的基因工程等领域。 生物技术成为20世纪末发展最为迅速的高新技术之一。生物技术的发展,特别是以基因工程、发酵工程、细胞工程为代表的现代生物技术的发展促使发酵、食品、轻工等传统产业发生了深刻的变革,同时为人类解决人口膨胀、食物短缺、能源匮乏、疾病防治和环境污染等问题带来了新的希望。可以预期以生物技术为基础的转基因食品产业将在本世纪得到更规范、更深层的发展,它的进步将推动整个食品业的发展,并对提高人类的身体素质起到举足轻重的作用。 1转基因食品的发展现状 1.1国际转基因食品发展现状 自世界上第一例转基因烟草1983年问世以来,转基因技术研究范围不断扩大,研究内容包括抗虫、抗病、抗除草、品质改良等大面积种植的转基因作物有棉花、大豆、水稻、玉米等。 国际农业生物技术应用服务组织说,2014年全球转基因作物种植面积1.815亿公顷。转基因作物种植面积前六位为美国(7310万公顷)、巴西(4220万公顷)、

阿根廷(2430万公顷)、印度和加拿大(各1160万公顷)和中国(390万公顷) 。 近十几年来,现代生物技术的发展在农业上显示出强大的潜力,并逐步发展成为能够产生巨大社会效益和经济利益的产业。但是,转基因食品在世界各个国家和地区之间的发展是不均衡的。美国是应用转基因技术最多的国家,在转基因动物研究方面,加拿大、阿根廷是继美国之后大量采用转基因技术的国家。世界上应用转基因技术比较多的国家还有墨西哥、西班牙和南非等。 1.2我国转基因食品发展现状 我国同样很重视转基因技术的应用研究,中国的基因改良作物研究始于20世纪80年代,并得到了国家重点科技攻关项目的支持。经过30多年的努力,我国己经形成了从基础研究到产品研发的较为完整的技术体系。中国农业部已经批准种植的转基因农作物有:甜椒、西红柿、土豆;主粮作物有玉米、水稻。今后可能陆续批准的农作物有小麦、甘薯、谷子、花生等。进口的转基因食品有大豆油、菜子油、大豆等。 目前,我国转基因作物研究在发展中国家中居领先地位,在水稻、棉花等领域已达到了国际先进水平。应用于棉花、水稻等大田作物的转基因技术集中代表了中国转基因作物的研发状况。 2 转基因食品的安全性评价 自从转基因技术问世以来,关于转基因食品是否安全,即食用转基因食品对人类健康是否有不良影响,转基因技术对环境、物种的进化是否有影响等、科学界一直争论不休。建立农业转基因食物评价制度是世界各国的普遍做法。 目前几乎每个发展中国家都面临着人口增长与耕地面积减少的巨大压力,解决这一问题的唯一办法就是通过高新技术来提高农业生产效率。转基因技术的大规模应用可以显著地降低生产成本,提高生产效率。从这个角度看转基因作物存在是必要的我们要对转基因食品有一个客观的认识。 但是转基因作物可能本身成为杂草、转基因作物的亲缘野生种成为杂草或超级杂草、转基因作物可能产生新的病毒疾病、转基因作物对非目标生物的危害、破坏生物多样性、转基因作物对生态系统及生态过程的影响、其他一些不可预计

转基因大豆发展现状

转基因大豆发展现状 摘要:大豆起源于中国,不仅是人类主要的油料作物和植物性蛋白来源,而且是重要的工业原料,在我国粮食安全及国民经济中占有重要地位。人们对大豆的需求量逐年增加,但与玉米、水稻等禾谷类作物相比,大豆绝对产量很低,如按能量转换计算,大豆产量只有玉米的1/3,加上大田除草等工作量大,导致大豆比较效益低,制约大豆生产。育种工作者利用杂交、诱变等手段已培育大量优良新品种,但进步相对较慢,不能满足人类对大豆产量和品质的需求。但大豆生产受病、虫害和干旱等不利因素的影响,产量很不稳定,虽然常规育种技术在抗性品种中发挥了重要作用,但是由于受物种间杂交不亲和性及与不良性状连锁等因素影响而难以利用, 使常规育种受到了限制,因此,现代生物工程技术可以打破生物之间的界限来实现遗传物质的重新组合,因而可按照人类预先设计来改造生物,成为解决农业问题的一条重要出路。大豆比其它作物在遗传操作技术的某些方面难度较大,但随着现代生物技术的飞速发展,大豆的生物技术研究取得了较大的突破。80年代以来,已分别建起细胞、组织和原生质体水平的植株再生体系。 关键词:转基因大豆外源基因遗传转化方法 1转基因大豆类别 1.1抗虫转基因大豆 农作物害虫给农业生产带来严重的危害。在世界范围内,虫害造成的损失约占农作物总收获量的13%,每年大约损失数千亿美元大豆生育期间受害虫侵害严重,常给大豆生产造成巨大损失。大量喷施化学杀虫剂,不仅会增强害虫的抗药性,使益虫及其它生态区系遭受破坏,而且严重污染环境,提高生产成本,破坏生态平衡。常规的育种时限较长,但利用生物工程技术可缩短时限,并且局限性小。抗虫转基因研究涉及到来自苏云金杆菌的Bt基因和豇豆胰蛋白酶基因。 1.1.1含苏云金杆菌的Bt基因的转基因大豆

转基因大豆加工安全管理制度

第一章总则 第一条为规范农业转基因生物加工活动,确保转基因生物在装卸、运输、储存以及加工过程中的封闭式管理,防范转基因生物对人类、动物、微生物和生态环境构成危险或潜在风险,根据农业部《转基因生物安全条例》、《农业转基因生物安全管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》,结合本公司实际情况,制定本制度。 第二条本办法所称农业转基因生物,是指用于农产品加工的转基因动植物、微生物及其产品,具体指进口转基因大豆及其加工的产品(包括豆油、豆粕)。 第三条本办法所称农业转基因生物加工是指以具有活性的农业转基因生物为原料生产农业转基因产品的活动。具体指以进口转基因原料,生产豆油、豆粕等活动。 第二章组织保障 第四条成立进口转基因大豆安全管理小组。 为确保进口转基因大豆在原料采购、运输、贮藏、加工及产品销售等环节的安全性,明确相关部门及人员的职责,将各项工作落实到实处,公司特成立进口转基因大豆安全管理小组(以下简称“安全管理小组”),主要负责进口转基因大豆加工过程中的安全管理、日常监督及

突发事件的应急指挥等工作。 第五条职责分工 (一)组长 1、职责 (1)负责公司进口转基因大豆各环节安全工作的总体策划。 (2)负责进口转基因大豆加工过程中及突发事件处理过程中相关资源(人力、物力,必要时财力等)的配备工作。 (3)负责转基因生物扩散突发事件的总指挥及突发事件后与上级主管部门之间的协调沟通工作。 (4)对本公司采购加工的进口转基因大豆安全性负整体责任。 2、权限 (1)有权调动公司内一切资源。 (2)有权组织各部门定期或不定期召开进口转基因大豆相关安全工作会议。 (3)有权变更安全管理小组中所有人员及其职责和权限。 (4)有权以进口转基因大豆安全工作进行直接安排。 (5)有权对出现问题的部门和人员进行直接处理。 (二)副组长

转基因技术在大豆育种上的研究进展及发展趋势

转基因技术在大豆育种上的研究进展及发展趋势摘要:近年来,转基因技术在大豆上的研究重点主要集中在建立高效再生体系和稳定地遗传转化体系方面,随着遗传转化技术的发展,我国已获得了抗病、抗虫转基因的大豆植株并取得突破性进展。本文就大豆遗传转化在受体系统(器官发生受体系统、体细胞胚胎发生受体系统、原生质体受体系统)以及转化方法(农杆菌介导法、基因枪法)等方面的研究进展情况进行了综述,并对今后大豆转基因研究方向进行了探讨。关键词:大豆;遗传转化;转基因;农杆菌;基因枪 1 大豆再生体系研究进展 大豆的组织培养于20世纪60年代开始,一直到80年代分别建立了组织、细胞、原生质体水平的植株再生技术,为大豆的外源DNA导人提供了有效的受体系统。 1.1 大豆体细胞胚胎发生再生系统 大豆体细胞胚胎发生本身繁殖快、单细胞起源、两极性等优点,是遗传转化的基础,不会出现嵌合体问题,而且体细胞胚团高密度高质量,遗传上稳定,可以一次获得大量植株;体细胞胚团可以在适宜的条件下保存,仍然具有再生能力,因此是基因枪和农杆菌转化的最适宜的受体系统。 大豆体细胞胚胎发生再生系统采用的外植体主要为未成熟子叶、胚轴、完整幼胚。诱导培养基主要为Ms以及改良培养基,生长调节物质主要为2,4.D和NAA。80年代初期,Christianson等旧1以幼胚轴为外植体,诱导体细胞胚胎发生,首先获得再生植株。随后,Ranch等对2,4.D诱导的大豆未成熟胚的体细胞胚胎发生系统进行了较为详细的研究。Lazzeri等用10mg.L~2,4.D诱导了大豆幼胚子叶的体细胞胚胎

发生。他们认为2,4一D诱导大豆体细胞胚胎发生虽然频率高,但形态不正常,难以萌发形成完整植株。NAA诱导的大豆体细胞胚胎发生虽然频率低,但是形态正常,可以不经过愈伤组织而直接生成子叶期体细胞胚。最后获得可育再生植株。 周思军等通过大豆幼胚培养,经过体细胞胚胎发生和组织培养获得再生植株,并对影响大豆体细胞胚胎发生的因素进行了系统研究。Finer等M1报道了一个体细胞胚胎发生的悬浮培养系统并认为该系统是基因枪和农杆菌转化的理想的靶组织,目前为大豆转化的最适宜的受体系统。周思军、王萍一、王罡等详细研究了固体培养的大豆体细胞胚胎发生与增殖的影响因子,认为基因型、低温预处理、激素、取材时间等因子影响再生率;曲桂芹等,王晓春等研究了影响大豆体细胞胚萌发与再生的因子,提出基因型和体细胞胚形态正常是提高再生率的主要因素。 大豆体细胞胚胎发生为原生质体培养、人工种子(体细胞胚外面包上人工胚乳和人工种皮,就可以制备人工种子)制作、优良无性系的繁殖以及植物基因工程和突变体筛选提供良好的试验体系。但是此系统再生频率低,诱导出的体细胞胚畸形很多,不能发育成正常植株,而且体细胞胚多次继代增殖以后,胚性可能丧失以及体细胞变异等问题可能造成再生频率下降。因此有必要建立适合大豆体细胞胚基因转化的高效组织培养体系和遗传转化体系。 1.2大豆器官发生再生系统 Cheng等首次报道用无菌苗的子叶节为外植体,诱导丛生芽获得高频率的再生植株。Kartha等相继用无菌苗茎尖;Barwale等用未成熟胚子叶;Wright用上胚轴和初生叶;Hinchee等¨纠用成熟胚子叶;Mccabe 等Ⅲo用幼胚轴;Kim等以下胚轴ll副相继通过器官发生获得再生植株。国内最先报道的是中国科学院植物所和黑龙江省农科院从大豆下胚轴诱导出再生幼苗。随后,1983年陈云召等从大豆下胚轴和小真叶离体培养

转基因大豆的发展及其安全性评价

摘要:为探讨中国商业化种植转基因大豆的可行性,利用公布的统计数据,系统分析了全球大豆主产国转基因大豆的发展及中国种植转基因大豆可能存在的问题。结果表明:(1)1996—2004年,美国、阿根廷和巴西转基因大豆种植率分别从2%、1.7%和0增至85%、98%和22%。(2)美国和阿根廷转基因大豆快速发展的主要原因是种植转基因大豆可使杂草管理便利化和高效率。(3)可能存在问题是:提高单产和增加利润存在不确定性;中国是大豆原产地并具有独特的消费结构,而转基因大豆生物安全和食品安全隐患会对中国大豆产业产生重大影响;中国生产转基因大豆缺乏竞争优势。因此建议:继续禁止在中国商业化种植转基因大豆。 关键词:安全;危害;平衡发展 所谓转基因食品,就是利用分子生物学技术,将某些生物的基因转移到其它物种中去,改造生物的遗传物质,使其在性状、营养品质、消费品质方面向人类所需要的目标转变,以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是转基因食品。它的研究已有几十年的历史,但真正的商业化是近十年的事。90年代初,市场上第一个转基因食品出现在美国,是一种保鲜番茄,这项研究成果本是在英国研究成功的,但英国人没敢将其商业化,美国人便成了第一个吃螃蟹的人,让保守的英国人后悔不迭。 此后,转基因食品一发不可收。据统计,美国食品和药物管理局确定的转基因品种已有43种。美国是转基因食品最多的国家,60%以上的加工食品含有转基因成分,90%以上的大豆、50%以上的玉米、小麦是转基因的。转基因食品有转基因植物,如:西红柿、土豆、玉米等,还有转基因动物,如:鱼、牛、羊等。虽然转基因食品与普通食品在口感上没有多大差别,但转基因的植物、动物有明显的优势:优质高产、抗虫、抗病毒、抗除草剂、改良品质、抗逆境生存等。 面对越来越多的转基因食品,人们的认识并非一致,以美国为首的主吃派和欧洲为首的反对派在全球范围内形成了两大阵营。不久前调查表明,美国、加拿大两国的消费者大多已接受了转基因食品,仅有27%的消费者认为食用转基因食品可能会对健康造成危害。而在欧洲,大多数人是反对转基因食品的,英国尤为明显。缘由是1998年英国的一位教授的研究表明,幼鼠食用转基因的土豆后,会使内脏和免疫系统受损,这是对转基因食品提出的最早质疑,并在英国及全世界引发了关于转基因食品安全性的大讨论。虽然英国皇家学会于1999年5月发表声明:此项研究“充满漏洞”,得出转基因土豆有害生物健康的结论完全不足为凭。但是,转基因食品的安全性问题已引起了消费者的怀疑。79%的英国人反对试种基因改良作物,抵制转基因食品进入市场。 那么,转基因食品的安全性到底怎么样?是否能吃?从本质上讲,转基因生物和常规

抗草甘膦转基因大豆的操作步骤

抗草甘膦转基因大豆的操作步骤 转基因大豆可以抵抗杀草剂——草甘膦(毒滴混剂)。草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。这种大豆被称为转基因大豆。而这种转基因技术终于走出实验室和试验田,进入像玉米、大豆和棉花作物的日常耕作。 抗草甘膦转基因大豆针对草甘膦的作用机理,导入能够使植物表达更多的4252合成酶的基因,使植株对草甘膦不敏感从而能够忍受正常剂量或更高剂量的草甘膦而不被杀死。从鼠伤寒沙门氏菌及大肠杆菌中可以直接分离出抗草甘膦的4252编码AroA,美国Monsonto公司利用该机制将该抗性基因导入大豆中成功地获得了抗草甘膦转基因大豆。这种转基因大豆对草甘膦的忍耐能力是普通大豆的69倍,从而使大豆田中的绝大部分一年生或多年生杂草得到控制而大豆本身不受伤害。除了抗草甘膦作物之外,还有抗草丁膦除草剂的作物,不过草丁膦与草甘膦杀灭植物的原理并不相同,而培养这两类作物所转的基因也不同。而当前转基因大豆主要用来提炼大豆油。 抗草甘膦转基因大豆的操作步骤;(1)分离克隆基因,搞清楚基因功能。(2)构建表达载体,也就是运输工具,即质粒或载体。(3)遗传转化,也就是所说的转基因,利用各种方法,把备转移的质粒DNA转移到植物细胞的细胞核中,让外源DNA在细胞中复制。本次使用的转基因方法是根癌农杆菌法。根癌农杆

菌是一种土壤农杆菌,在它的细胞中有一个环形的质粒,叫Ti 质粒,质粒上有一段可转移的DNA,叫T-DNA。这段T-DNA 上带有编码肿瘤的基因,根癌农杆菌侵染大豆后,这段T-DNA 可以切下来,转移到大豆的细胞中,是植物中产生肿瘤。把T-DNA 编码肿瘤的基因切除,插入所需转移的目的基因上,使大豆具有新的特性。转入目的基因的同时,还需转入一个选择标记基因,以便后面筛选和鉴定出转化的细胞。即获得目的基因的细胞是少数,大多数仍是非转基因的细胞,要筛选出转化的细胞,需要在转化后把非转基因细胞杀死。本次使用的标记基因是除草剂抗性标记基因,在培养大豆细胞阶段,在培养基中加入抗草甘膦除草剂,没有转入的基因的细胞不具有抗除草剂。在转基因大豆幼苗期,使用飞机或大型机动喷雾器对转基因大豆直接喷洒草甘膦,大豆苗长高封行后,收割前五十天左右不用再喷洒,等待收割即可。草甘膦杀死了除抗除草剂转基因大豆以外的杂草,使产量提高。转基因大豆的草甘膦残留一般很低,或者根本检测不出,五十天时间草甘膦残留几乎为零。 抗草甘膦转基因大豆的优缺点:优点(1)增加粮食生产、减少生产的投入,有助于解决世界范围的粮食问题(2)转基因大豆具有抗病虫害、抗除草剂的特性,可减少杀虫剂、除草剂的使用,有利于环境保护。(3)通过利用某些基因,增加食物品种,改善食物品质,使食物更加可口。缺点(1)转基因技术使不同物种的基因相互融合,而对其后果却无法控制,因而可能造成基因污

转基因大豆食用安全性探究及检测

摘要 由于基因工程技术的迅速发展,于是食品工业中产生了转基因食品,但是转基因食品的食用安全性一直受到人们的质疑。本文对转基因大豆进行了概述,并介绍了转基因大豆在食用中可能产生的安全性问题以及一些与转基因大豆安全性相关的实验探究,然后总结了转基因大豆的一些检测技术。最后对转基因大豆食用安全性的评价方法作了展望。 关键词:转基因大豆安全性基因 Abstract As the rapidly development of genetic engineering technology technology,it is applied to the food industry to produce a genetically modified food but the genetically modified food safety has been questioned.This paper describes the safety problems in the consumption of transgenic soybean and some security exploration experiments about transgenic soybeans,and summarizes the safety evaluation of these issues and testing methods. Keywords:transgenic soybean; security; gene

目录 1 转基因大豆概述 (1) 2 转基因大豆的安全性 (1) 2.1 外源基因毒性 (1) 2.2 抗药性 (1) 2.3 过敏性 (2) 2.4 产生有毒物质 (2) 2.5 转基因大豆营养组成及生物利用率的变化 (2) 2.6 抗营养因子的变化 (2) 3 转基因大豆食用安全性的实验探究 (2) 3.1 转基因与非转基因大豆营养及次生物质的比较 (2) 3.2 转基因大豆对雄性鼠生殖系统的安全性评估 (2) 3.3 转基因大豆膳食纤维食用安全性研究 (3) 3.4 摄食转基因大豆罗非鱼各组织中转基因成份的检测研究 (3) 4 转基因大豆检测技术 (3) 4.1 蛋白质检测 (4) 4.2 核酸检测 (4) 5 展望 (5) 参考文献 (6)

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