新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米培育初探

新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米培育初探

　　草甘膦是廣譜滅生性、內(nèi)吸傳導(dǎo)型除草劑，廣泛應(yīng)用于玉米生產(chǎn)，隨著植物基因工程技術(shù)的發(fā)展以及全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的不斷增加，抗草甘膦轉(zhuǎn)基因玉米研發(fā)已成為玉米育種的重要內(nèi)容。下面是小編搜集整理的相關(guān)內(nèi)容的論文，歡迎大家閱讀參考。

　　摘要：在我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物的種植中，玉米是最早獲得審批進(jìn)行大量種植的農(nóng)作物之一，同時(shí)也是世界上種植面積最大的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。在我國(guó)的轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米種植中，抗草甘膦玉米是其主要的品種。主要根據(jù)我國(guó)最新研發(fā)的新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的種植培育情況，探討其具體的培育技術(shù)以及安全控制技術(shù)，以消除轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

　　關(guān)鍵詞：新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米;培育技術(shù);安全控制技術(shù)

　　草甘膦是一種重要的除草劑品種，其具備良好的吸收性以及快速生長(zhǎng)性等特點(diǎn)，在實(shí)際的種植過(guò)程中其產(chǎn)能高效、毒素殘留低，并且容易被微生物快速分解，因此在我國(guó)目前種植的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物中，草甘膦是使用量最大的除草劑品種之一。

　　一、新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的培育及控制現(xiàn)狀

　　1.1種植及效益情況

　　玉米是全世界主要的農(nóng)作物之一，同時(shí)也是占比最大的飼料農(nóng)作物，在全世界的糧食生產(chǎn)種植范圍內(nèi)，玉米占據(jù)著非常重要的地位。尤其是最近10年以來(lái)，轉(zhuǎn)基因抗除草劑的玉米、大豆等農(nóng)作物在全世界獲得了大面積的推廣種植，僅轉(zhuǎn)基因種子的產(chǎn)值就達(dá)到了150億美元。截至2012年，全世界共有28個(gè)國(guó)家有超過(guò)了60%的人口種植了1.73億hm2的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，較1996的種植面積擴(kuò)大了100倍，轉(zhuǎn)基因玉米種植面積占全球玉米種植面積的35%[1]。

　　1.2培育及控制現(xiàn)狀

　　轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米是一種抗除草劑的轉(zhuǎn)基因玉米，其研究與開(kāi)發(fā)主要是在美國(guó)以及歐洲等地區(qū)的跨國(guó)公司中進(jìn)行。轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的出現(xiàn)，使玉米在種植過(guò)程中，在種植田地里采用草甘膦等除草劑對(duì)田地里生長(zhǎng)的玉米完全沒(méi)有任何傷害，由于許多雜草對(duì)草甘膦的抗性有所提高，因此，研究出抗草甘膦的玉米品種十分有必要。到目前為止，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物雖然具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但是其同樣伴隨著巨大的潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此，需要建立一個(gè)有效的安全控制體系，以控制轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在具體的種植與食用過(guò)程中有可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題。尤其是在種植培育過(guò)程中，轉(zhuǎn)基因玉米的花粉與種子會(huì)出現(xiàn)基因逃逸現(xiàn)象，在食用過(guò)程中轉(zhuǎn)基因食品因存在不確定的安全因素，并且沒(méi)有一個(gè)良好的安全檢測(cè)控制體系，就不能輕易進(jìn)入市場(chǎng)進(jìn)行售賣(mài)[2]。

　　二、新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的培育步驟和檢測(cè)

　　2.1培養(yǎng)基的配置方案

　　針對(duì)轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的培育方法主要依據(jù)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化，通過(guò)對(duì)草甘膦進(jìn)行陽(yáng)性篩選這一原理，可在特定的培養(yǎng)皿中模擬新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的培育過(guò)程。以下是具體實(shí)驗(yàn)步驟：(1)將液態(tài)氮冷凝之后倒入研缽，放入植物組織。將組織在液氮環(huán)境下充分研磨，并攪拌加入65℃溫水，注意攪拌期間應(yīng)頻繁地顛倒混勻，以便獲得更好的實(shí)驗(yàn)效果。(2)量取等體積的氯仿倒入研缽,上下顛倒混勻后轉(zhuǎn)入離心管。10min后，抽取上層清液至另一支離心管中備用。(3)重復(fù)步驟二。(4)加入0.5倍體積的異丙醇，重復(fù)顛倒混勻動(dòng)作,促使培養(yǎng)基中DNA析出。(5)用槍頭勾出培養(yǎng)基中的DNA，加入75%的乙醇并干燥靜置。

　　2.2轉(zhuǎn)化株系的再生培養(yǎng)

　　對(duì)玉米幼胚愈傷組織實(shí)施PCR誘導(dǎo)，是為了使植株再生培養(yǎng)體系能夠與原有植株誘導(dǎo)出胚性愈傷組織，并再生植株。如此一來(lái)，便建立起一個(gè)新的體細(xì)胞再生體系，從而為玉米遺傳轉(zhuǎn)化以及細(xì)胞工程的研究創(chuàng)造了先決條件。

　　2.3轉(zhuǎn)基因玉米抗草甘膦性能測(cè)定

　　為了確保轉(zhuǎn)基因玉米的安全性，在進(jìn)行完前文所述的實(shí)驗(yàn)后，需對(duì)培養(yǎng)植株中的抗草甘膦含量進(jìn)行測(cè)定。草甘膦屬于低毒除草劑，具有優(yōu)異的除草性能。通過(guò)基因改造，可使改造后的玉米植株具備能抗草甘膦毒性的屬性。從化學(xué)構(gòu)成上看，草甘膦一旦融入人體內(nèi)，會(huì)與人體的碳水化合體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生毒害物質(zhì)，故而歐盟對(duì)食用轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物中草甘膦含量出臺(tái)了嚴(yán)格的規(guī)定。

　　2.4抗草甘膦基因在轉(zhuǎn)基因玉米葉片中的表達(dá)分析

　　利用抗草甘膦基因在大腸桿菌中表達(dá)，可選出175枚陽(yáng)性玉米株系進(jìn)行定向檢測(cè)分析。在實(shí)驗(yàn)中，假定非轉(zhuǎn)基因玉米為陰性對(duì)照，而大腸桿菌中表達(dá)的G10蛋白則為陽(yáng)性對(duì)照。結(jié)果顯示，175枚株系均能對(duì)蛋白進(jìn)行表達(dá)，且表達(dá)量高。其中，表達(dá)量不合格株系不足40枚，這一檢測(cè)結(jié)論大致符合預(yù)期的設(shè)定猜想。

　　三、新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米安全控制探討

　　新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的安全控制主要集中在兩方面，即食用安全性和生態(tài)環(huán)境安全性。

　　3.1食用安全性

　　轉(zhuǎn)基因食品的食用安全性包括其營(yíng)養(yǎng)成分、毒性以及過(guò)敏性物質(zhì)的含量。生物基因工程的片段剪接雖然帶來(lái)了物種的優(yōu)化，但也容易引發(fā)基因突變，或是代謝途徑的改變，使得最終的產(chǎn)物可能含有無(wú)法預(yù)料的新成分。玉米里導(dǎo)入了具有抗除草劑或毒殺害蟲(chóng)功能的基因(如BT)后，有可能經(jīng)由胃腸道的吸收而將基因轉(zhuǎn)移至胃腸消化系統(tǒng)中，對(duì)人體健康造成不利影響。

　　3.2生態(tài)環(huán)境安全性

　　轉(zhuǎn)基因玉米在生態(tài)環(huán)境層面上的安全性主要集中在轉(zhuǎn)基因玉米本身引起的危害，基因流在生物鏈中對(duì)其他物種的潛在影響。抗除草劑基因多通過(guò)花粉散布，這一傳播方式會(huì)造成抗性基因漂移，造成雜草大量繁衍，繼而污染其他作物。

　　四、小結(jié)

　　在本文中，筆者首先概括了新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的培育和控制的現(xiàn)狀，然后詳細(xì)介紹了新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米培育的具體步驟。基于這個(gè)步驟，筆者繼而對(duì)新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的安全性作出了詳實(shí)的評(píng)估研究，從文中可以深入了解基因生物工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]李京.新型轉(zhuǎn)基因抗草甘膦玉米的培育及轉(zhuǎn)基因玉米安全控制技術(shù)的研究[D].浙江大學(xué),2013.

　　[2]孫光輝.抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻向雜草稻和栽培稻的基因漂移及其田間除草劑施用技術(shù)研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

　　[3]金丹.轉(zhuǎn)Bt融合抗蟲(chóng)蛋白基因和Cp4-EPSPS抗草甘膦基因玉米轉(zhuǎn)化事件中高表達(dá)株系的篩選及分子檢測(cè)[D].浙江大學(xué),2012.

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