我国耐除草剂转基因作物研发与产业化应用前景

基因重组技术的发展突破了作物有性杂交的限制, 为培育耐除草剂作物提供了新途径。转基因作物种植产生了显著的经济效益、社会效益和生态效益, 种植面积迅速增长。全球转基因作物1996年仅170万hm2, 2022年种植面积扩大到2.022亿hm2, 增加了近120倍。面积最大的前5个国家转基因作物种植比例均在90%以上, 阿根廷种植比例接近100%, 耐除草剂性状一直是转基因作物的主要性状。2008年, 我国启动了转基因生物新品种培育科技重大专项, 利用生物育种技术研发出中黄6106、DBN8002、DBN9936、DBN9858、DBN3601T等多个含有耐除草剂草甘膦基因的转化体, 并获得农业转基因生物生产应用安全证书。2021年-2023年, 我国在云南、内蒙古等地开展了转基因作物试点种植, 结果表明, 草甘膦在上述转化体及其衍生品种上应用, 除草效果好、增产节本优势明显, 适合不同的轮作与栽培模式。本文概述全球转基因作物的研发和商业化应用情况, 分析我国农田杂草危害现状及防控需求, 结合具体国情和转基因耐除草剂作物应用需求, 论述其在我国产业化应用的前景, 以期为转基因耐除草剂作物的研究、种植和草害可持续控制提供参考。     

非转基因抗除草剂作物研究现状与展望

抗除草剂转基因作物的培育和推广明显提高了农田除草效率,取得了巨大的经济效益。但随着研究的深入,外源基因的不可预测性却越来越多地阻碍了转基因作物的发展。针对转基因作物与非转基因作物的优缺点,该文系统地综述了国内外抗除草剂作物的研究现状,重点阐述了非转基因抗除草剂作物的主要研究方法及存在的问题,并提出研究对策和发展方向。     

Bt杀虫基因专利保护现状与趋势

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）能产生多种对昆虫有特异活性的杀虫晶体蛋白,这些毒蛋白由cry或cyt基因编码。目前Bt杀虫基因已经广泛应用于转基因抗虫作物并且取得了巨大的经济、社会和生态效益。Bt杀虫基因的巨大市场价值引起国内外相关研究机构和企业的高度关注,并且利用知识产权将这些基因和技术转化为自己独占的权利。本文主要分析Bt杀虫基因的克隆命名情况,并对其中受专利保护的基因进行统计分析,借此为我国在转基因技术研发、产业化应用过程中,合理有效地规避知识产权陷阱,有效利用Bt 资源提供决策参考。     

转cry1Ab和epsps基因玉米对斑马鱼生长和繁殖没有影响

为评估抗虫耐除草剂转基因玉米DBN9936对斑马鱼Danio rerio的饲用安全性,本研究将DBN9936及其非转基因对照玉米DBN9858以22%的比例添加到基础饲料中饲喂斑马鱼56 d,检测转基因玉米饲料对斑马鱼体长、体质量和繁殖的影响,并使用Western blot方法检测了外源Cry1Ab和EPSPS蛋白在斑马鱼肌肉、肝脏、肠道组织中的残留情况。结果显示,转基因玉米饲喂斑马鱼56 d后,转基因玉米组斑马鱼的体长、体质量和繁殖指标与非转基因玉米对照组相比没有显著性差异,斑马鱼不同组织样品中也没有检测到外源Cry1Ab和EPSPS蛋白。56 d饲喂结果表明转基因玉米DBN9936与DBN9858非转基因亲本玉米对斑马鱼具有同样的饲用安全性,本研究为转基因玉米的安全应用提供了科学数据支持。     

RNA沉默转基因技术在植物抗病虫害研究中的作用

RNA沉默技术由于其简便、高效及高特异性在各种模式和非模式生物系统中得到了广泛的应用。植物转基因技术是将植物、动物或微生物中分离到的目的基因,通过各种手段整合到植物基因组上,使其稳定遗传并赋予植物新的优良性状的生物技术。RNA沉默在植物转基因工程领域的研究十分广泛,目前已经成功研究培育出许多抗病毒、抗虫转基因植物,为农业病虫害的防控提供了新的思路和方法。本文重点综述了近年来植物转基因介导RNA沉默在抗虫与抗病毒研究方面的进展,加深人们对转基因植物抗虫与抗病毒研究的认识。     

转基因抗虫玉米环境安全性及我国应用前景

转基因抗虫玉米在生产上应用对于促进玉米增产、保障国家粮食安全具有巨大潜力。种植转基因玉米的环境安全性是公众对于应用这一生物技术产品最为关心的问题。本文从基因漂移、对玉米田节肢动物多样性的影响、靶标害虫的抗性及其治理策略和转基因抗虫玉米研发应用现状及其经济效益等方面对转基因抗虫玉米的生态影响研究进行了回顾,分析了种植转基因抗虫玉米的潜在生态风险,展望了我国转基因抗虫玉米的应用前景。     

转基因作物对土壤生态系统影响的研究概况

土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的重要场所,研究转基因作物对土壤生态系统的影响是其安全性评价的重要组成部分。本文分析了转基因作物外源基因在土壤中的残留,概述了转基因作物对土壤酶活性的影响,综述了土壤动物对转基因作物的响应,并进一步分析了基因作物对土壤微生物的影响。本文的研究有助于客观评价转基因作物对土壤生态系统潜在的环境风险及生物安全问题,为我国转基因作物的生态风险性评估和农业可持续发展提供良好的科学依据。     

用于转基因玉米品系检测的PCR芯片的应用研究

本研究旨在建立一种能够对多种转基因玉米进行同时检测的PCR芯片,用于玉米及其制品中的转基因成分的检测。在实验中选择了6种转基因玉米品系(BT10、BT11、BT176、GA21、MON863、MON89034)和1种非转基因玉米作为实验材料,对PCR芯片的特异性和灵敏度进行了测试。结果表明,该研究成功构建了能够同时对6种转基因玉米品系进行检测的PCR芯片,且芯片具有较高的特异性,检测灵敏度可达0.1%。该PCR芯片检测结果可靠,可用于玉米及其制品转基因成分的检测。     

转基因棉甜菜夜蛾的为害现状、暴发成因及防治现状

近几年因甜菜夜蛾严重为害转基因棉而受到人们的广泛关注。本文综述了国内外甜菜夜蛾对转基因棉的为害现状;害虫抗药性强、气候高温干旱、作物种植结构不合理、转基因棉自身的问题和品种混杂以及抗虫性参差不齐是导致甜菜夜蛾在转基因棉上暴发为害的系列原因;转基因棉甜菜夜蛾的防治包括化学防治、生物防治和性诱杀。提出了今后的研究方向和防治策略。     

国务院公布《农业转基因生物安全管理条例》

本刊讯 :国务院总理朱基５月２３日签署第３０４号中华人民共和国国务院令 ,公布了《农业转基因生物安全管理条例》(以下简称《条例》) ,并自公布之日起施行。《条例》共８章５６条。颁布这个条例 ,是为了加强农业转基因生物安全管理 ,保障人体健康和动植物、微生物安全 ,保护生态环境 ,促进农业转基因生物技术研究。在中华人民共和国境内从事农业转基因生物的研究、试验、生产、加工、经营和进口、出口活动 ,都必须遵守这个条例。《条例》规定 ,国务院农业行政主管部门负责全国农业转基因生物安全的监督管理工作。国务院建立农业转基因生物…     

Evolved glyphosate-resistant weeds around the world: lessons to be learnt

Glyphosate is the world's most important herbicide, with many uses that deliver effective and sustained control of a wide spectrum of unwanted (weedy) plant species. Until recently there were relatively few reports of weedy plant species evolving resistance to glyphosate. Since 1996, the advent and subsequent high adoption of transgenic glyphosate-resistant crops in the Americas has meant unprecedented and often exclusive use of glyphosate for weed control over very large areas. Consequently, in regions of the USA where transgenic glyphosate-resistant crops dominate, there are now evolved glyphosate-resistant populations of the economically damaging weed species Ambrosia artemissifolia L., Ambrosia trifida L., Amaranthus palmeri S Watson, Amaranthus rudis JD Sauer, Amaranthus tuberculatus (Moq) JD Sauer and various Conyza and Lolium spp. Likewise, in areas of transgenic glyphosate-resistant crops in Argentina and Brazil, there are now evolved glyphosate-resistant populations of Sorghum halepense (L.) Pers and Euphorbia heterophylla L. respectively. As transgenic glyphosate-resistant crops will remain very popular with producers, it is anticipated that glyphosate-resistant biotypes of other prominent weed species will evolve over the next few years. Therefore, evolved glyphosate-resistant weeds are a major risk for the continued success of glyphosate and transgenic glyphosate-resistant crops. However, glyphosate-resistant weeds are not yet a problem in many parts of the world, and lessons can be learnt and actions taken to achieve glyphosate sustainability. A major lesson is that maintenance of diversity in weed management systems is crucial for glyphosate to be sustainable. Glyphosate is essential for present and future world food production, and action to secure its sustainability for future generations is a global imperative.     

Csu-miR260转基因水稻插入序列的表达检测

本文以具有抗二化螟性状的Csu-miR260转基因水稻为试验材料, 采用TaqMan探针实时荧光定量PCR (TaqMan RT-qPCR)和茎环实时荧光定量PCR(stem-loop RT-qPCR)分别对Csu-miR260转基因抗虫水稻中Csu-miR260插入序列和剪切形成的amiR260s的表达情况进行了定量检测。发现Csu-miR260插入序列和剪切形成的20 nt和21 nt两种长度amiR260s在转基因抗虫水稻苗期的根、茎、叶中表达, 且无组织表达特异性。该试验解决了人工miRNA作物中amiRNA及前体检测引物的特异性问题, 为人工miRNA植物干扰序列的表达分析提供技术参考, 并为miRNA转基因作物遗传表达相关安全评价提供了数据参考。     

基因工程技术提高烟草抗病虫性的研究进展

烟草既是重要的经济作物,同时又是双子叶模式植物,因此以烟草为对象展开研究一方面可以阐明异源基因的功能,另一方面有可能获得对病虫害抗性提高的有实用价值的转基因烟草株系。本文综述了近年来国内外利用转基因技术,在验证抗病虫害基因功能、提高烟草抗病虫害生物逆境方面的研究进展,以期为其他作物的抗病虫害研究提供借鉴。     

Altered pesticide use on transgenic crops and the associated general impact from an environmental perspective

The large-scale commercial cultivation of transgenic crops has undergone a steady increase since their introduction 10 years ago. Most of these crops bear introduced traits that are of agronomic importance, such as herbicide or insect resistance. These traits are likely to impact upon the use of pesticides on these crops, as well as the pesticide market as a whole. Organizations like USDA-ERS and NCFAP monitor the changes in crop pest management associated with the adoption of transgenic crops. As part of an IUPAC project on this topic, recent data are reviewed regarding the alterations in pesticide use that have been observed in practice. Most results indicate a decrease in the amounts of active ingredients applied to transgenic crops compared with conventional crops. In addition, a generic environmental indicator -- the environmental impact quotient (EIQ) -- has been applied by these authors and others to estimate the environmental consequences of the altered pesticide use on transgenic crops. The results show that the predicted environmental impact decreases in transgenic crops. With the advent of new types of agronomic trait and crops that have been genetically modified, it is useful to take also their potential environmental impacts into account.     

转基因水稻抗病性研究进展及环境安全性评价

对国内外转基因水稻抗病性的研究进展,转基因水稻植株的检测、田间试验、释放及应用情况进行了综述;阐述了转基因水稻抗病植株环境安全性评价的必要性,对环境安全性评价内容提出了个人观点。     

基于RNA干扰原理抗病毒转基因作物的应用及安全性

基因沉默是广泛存在于各种生物中的一种古老现象,是生物抵抗外来入侵者的保护机制。RNA干扰（RNA interference,RNAi）则是近年来发现的一种重要基因沉默现象。此策略已在植物抗病毒育种等研究中应用,如对水稻、大麦、大豆、玉米、马铃薯、番茄、辣椒、木瓜、南瓜、李、烟草等的抗病毒研究。在转基因抗病毒展现出诱人的前景时,对转基因抗病毒植物释放的安全性问题的关注也越来越多。本文介绍了RNAi的作用机制,在转基因抗病毒育种中的应用,并探讨了以RNAi为基础的转基因抗病毒作物的食用安全性和环境安全性等问题。     

转基因抗虫植物对天敌昆虫的影响

迄今对16种捕食性和7种寄生性天敌昆虫个体进行的毒性测定表明，转基因植物对天敌昆虫没有直接毒性；取食了转基因植物的猎物对大部分捕食性天敌昆虫个体无毒副作用。取食了转基因植物的寄主害虫如表现亚致死反应，则对寄生蜂个体无毒副作用，甚至对寄生蜂与抗虫作物间有增效作用；如寄主表现致死反应，则对寄生蜂个体有明显毒副作用。转Bt基因棉花，玉米和马铃薯田中主要广谱捕食性天敌种群数量等于或显著高于常规田，生测中对普通草蛉的副作用并未使其大田种群受到不良的影响；寄生性天敌昆虫种群数量除在个别Bt棉田中明显减少外，在其他Bt作物田中均等于或高于常见田，除个别棉田外，未发现Bt作物田中天敌群落受到不良影响，部分研究发现Bt作物田中某些非靶标刺吸口器害虫上升为主要害虫，数量明显高于常规田，建议采用“三层次检测体系”评价转基因作物对天敌昆虫的影响。     

转Bt基因作物高剂量/庇护区抗性治理策略

随着转Bt基因作物的应用和推广,害虫对转Bt基因作物的潜在抗性风险越来越受到重视。本文介绍了转Bt基因作物高剂量/庇护区的抗性治理策略,同时对影响高剂量/庇护区策略的几个条件进行了讨论,并针对我国的实际情况提出转Bt基因作物抗性治理策略的几点建议。     

马铃薯转GhABF2转录因子苗耐盐性研究

以转GhABF2转录因子马铃薯试管苗为材料,进行苗期耐盐性研究,以期了解该作物对逆境的适应性。实验结果表明:在不同浓度NaCl胁迫条件下,转GhABF2基因株系材料(T1、T2)与对照未转基因材料(WT)植株的干鲜重、生理生化指标的变化趋势基本一致,就各性状值的变化来看,转基因植株表现出了明显的抗逆性。随着NaCl胁迫浓度的增加,与对照非转基因植物WT相比,转GhABF2基因材料T1、T2的生物量显著增加;WT、T1、T2的叶绿素含量均随着盐浓度的增加而降低;可溶性糖、丙二醛、脯氨酸,SOD酶活性、POD酶活性均随着盐胁迫浓度的增加而升高;可溶性蛋白含量随着胁迫程度的加重略有下降,但变化趋势不显著。从植株的生长状态、生理生化等性状指标方面来看,转基因植株比对照非转基因植株表现出了更强的抗逆性。