我国抗除草剂基因工程研究进展

综述了我国在抗除草剂基因工程方面的研究进展。从抗除草剂基因工程基本原理的角度,介绍了抗除草剂基因的两主要用途：作为遗传转化的筛选标记基因,用于创造作物雄性不育系和保证作物制种纯度;培育抗除草剂转基因作物。     

转基因抗除草剂作物及其食品安全性

一、转基因抗除草剂作物的发展抗除草剂作物的创制是植物生物技术应用最广泛的技术之一,大多数抗性品种都是采用分子生物学与植物转移技术将外源基因导入而成,从而使每种植物细胞获得外源基因后繁殖成再生植株。在转基因作物中,发展最快的是抗除草剂作物,其中主要是大豆、油菜、玉米与棉花。1993年第一个抗磺酰脲类除草剂大豆品种在生产中开始应用,1996年抗草甘膦大豆品种推广,1998年抗草铵膦大豆品种试验种植,目前虽然已创制出各种抗不同除草剂的转基因作物,但以抗草甘膦作物的种植面积最大,如2000年美国种植抗草甘膦大豆面积3000万hm2,占…     

抗除草剂转基因作物的研究及其安全性

目前,抗除草剂转基因作物在转基因作物的研究和利用中占据主导地位,为了使其健康、有序的持续发展,对其进行深入细致的探讨是十分必要的。在综述了抗除草剂基因的转化方法及其抗性机理的同时,还讨论了其安全性问题,并对今后抗除草剂转基因作物的研究与应用进行了展望。     

抗除草剂转基因水稻及其生物安全性的探讨

抗除草剂转基因水稻在转基因水稻的研究和利用中占主导地位,其安全性问题也成为人们关注的焦点。文章简述了稻田中主要使用的几种除草剂及其作用机理,水稻抗除草剂基因的转化方法及抗性机理,讨论了抗除草剂转基因水稻的应用及生物安全性问题,并对今后的研究与应用进行了展望。     

后基因组时代发展抗除草剂作物的机遇及挑战

全球农业正在面临着严峻的挑战，育种技术是种业发展的基础和关键。基因编辑技术是指对目标基因进行定点修饰，实现对特定靶标基片段的删除、插入和替换。利用基因编辑技术可以精准修改目标基因或将某种优良基因引入到作物中产生优良农艺性状，在分子设计育种中具有巨大潜力，对保障粮食安全具有重大意义。杂草危害对作物的产量和品质影响巨大，如何高效、安全、可持续地防治草害一直是研究的热点。目前，全球市场已经出现超过200种的化学除草剂，利用化学方法来防治草害已成为现代化农业的重要组成部分，抗除草剂作物的推广也显著降低了杂草防治成本，但随着抗除草剂作物的大面积推广和长期使用单一除草剂，杂草抗/耐药性和抗性基因逃逸等环境安全问题逐渐被发现。目前，功能基因组学、生物信息学、基因工程技术的发展（特别是基因编辑技术在植物中的广泛应用），为创制抗除草剂作物和新型高效的除草剂系统创造了条件。本文首先介绍抑制植物氨基酸生物合成、植物脂类代谢、植物类胡萝卜素、质体醌和生育酚生物合成途径除草剂的主要作用靶标基因及其作用机制。其次，介绍2种挖掘新型抗除草剂基因与除草剂系统的方法，包括基于CRISPR/Cas系统对作物内源的除草剂抗...     

抗除草剂转基因作物

抗除草剂转基因作物近十余年研究迅速,就其主要研究方面作了概述。１Ｂａｒ基因及ｐａｔ基因转入作物,可获得抗草丁膦烟草、番茄、小麦、水稻等;２多种植物的ＥＰＳＰ合成酶基因可产生抗草甘膦的突变,现Ｍｏｎｓｏｔｏ公司商品化的抗草甘膦大豆基因来源于ＣＰ４ＥＰＳ会成酶基因,一些氧化、代谢酶可将草甘膦快速成无毒化合物而将这些酶基因转入作物,是获得抗草甘膦的另一余径;３植物ＡＬＳ酶基因突变及酶量的过量产生,是产生抗磺酰脲及咪唑啉酮类除草剂的主要原因;４土壤中一微生物的硝酸酶ｂｘｎ基因,是溴苯腈的抗性基因;５植物ｐｓｂ基因多点突变、均可产生抗阿特拉津作物;６一些细胞色素Ｐ４５０及卤素酶等快速代谢除草剂,从而利用此类酶基因获得抗除草剂作物;７愈伤组织培养,悬浮细胞培养,原生质体培养等生物技术也是获得抗除草剂作物的重要手段。     

抗除草剂转基因玉米研究

文中对抗除草剂转基因玉米的研究进行了综述。抗除草剂转基因玉米的转化方法主要有基因枪法和农杆菌介导法,其中基因枪法是转基因技术中经常使用的方法;也是在玉米中应用最成功的方法;农杆菌介导法因其具有费用低、拷贝数少、基因沉默现象少、能转化较大片段、遗传稳定性较高、再生植株可育性较好等优点也越来越受到重视。通常以Bar基因作为标记基因,采用喷施除草剂和PCR检测相结合的方法对抗除草剂转基因玉米进行检测和筛选。抗除草剂转基因玉米的安全性问题主要涉及演化为田间杂草的可能、基因漂移和田间杂草的抗药性3个方面。     

我国抗除草剂转基因作物面临的机遇和挑战

杂草作为农业生产的生物逆境之一,严重影响了全球粮食作物的产量和品质,给全球造成巨大的经济损失.随着产生抗性的杂草品种不断增加、杂草发生面积逐年扩大,而除草剂新的作用机理的研发又愈加艰难,转基因技术给人们带来了新的希望.2019年全球抗除草剂转基因作物已占转基因作物种植面积的88％,复合抗除草剂和单一抗除草剂成为主要的转基因应用性状.在我国,抗除草剂转基因作物还没有被批准商业化生产,不过由于市场需求巨大、政策支持等,抗除草剂转基因作物的商业化生产将迎来利好的局面.     

植物抗除草剂基因研究进展

对抗除草剂基因的来源、抗除草剂作物的抗性机制及抗除草剂基因的应用进行了简要综述,并对抗除草剂基因和启动子选择的局限性及抗除草剂遗传转化中存在的问题进行了探讨.指出目前植物抗除草剂研究存在可转入的抗除草剂基因种类较少、获得抗性稳定表达的植株比较困难等问题.提出选择抗性基因时,应重点考虑以降解除草剂为抗性机制的基因以减少代谢负担、加强对多价基因转入的研究等策略.     

花粉管导入法培育抗除草剂的转基因水稻

以含Bar 基因的pAHC20 为供体DNA,上农香糯植株的稻穗为受体材料,采用花粉管导入法进行基因转化,经除草剂筛选,获得抗除草剂的转基因上农香糯后代;除草剂试验表明,转基因水稻种子的萌发和生长对除草剂的抗性比未转化的上农香糯强,差异达极显著。     

抗药性杂草及其治理

对抗药性杂草的形成与发展、抗药性杂草的危害及其治理进行了论述。     

农作物抗除草剂基因工程研究进展

对国内外抗除草剂基因工程的研究进展进行了综述。内容包括利用体细胞无性系产生抗除草剂新种质和转入人工克隆的抗除草剂基因；对几种解除草剂毒性的基因的作用原理进行了阐述，给出了已获得的转抗除剂基因的植物种类，并对农作物抗除草剂基因工程的应用前景进行了分析。     

抗咪唑啉酮水稻对普施特除草剂的抗性效应

通过培养皿和田间浓度梯度试验,研究了普施特除草剂对水稻干谷、芽谷、秧苗、发芽性状、苗高、干物重及穗粒结构等的影响,结果表明:(1)不同浓度普施特浸种和处理芽谷后,对根系的抑制程度大于芽,抗除草剂品种显著轻于常规品种;(2)苗期用不同浓度普施特处理后,只有在高浓度(3000 mL/hm2)下,抗除草剂品种的生长发育才受到明显的抑制;常规品种无论在低浓度还是高浓度下,株高和单株干物重均显著降低,生长受到明显抑制,最后逐渐消亡;(3)高浓度(2250和3000 mL/hm2)普施特对抗性水稻株高和穗粒结构有一定的影响,但对单株产量的影响未达显著水平。     

抗除草剂转基因小麦生态安全性评估(三)--抗除草剂黑麦草自然突变体的离体筛选

多年生黑麦草为禾本科牧草,是转基因小麦基因漂流的主要对象之一。本研究在细胞培养条件下，采用在培养基中添加除草剂为选择剂的方法，对多年生黑麦草的两个品种Tove和Napoleon进行离体筛选，并且在较高浓度的选择压力下，均获得了一定频率的抗Dalapon，草甘膦，精稳杀得和快锄四种除草剂的抗性愈伤组织，其中，Dalapon的浓度为2．88mM时，Tove的抗性频率达0．56％，Napoleon的抗性频率为0．49％，而且，当Dalapon的浓庶4．32mM时，Tove仍有0．5％以上的抗性愈伤组织产生，将Tove的抗性愈伤组织在MS0培养基上进行分化，并得到了200余棵完整植株，在细胞水平上和植株水平上进行鉴定，抗性愈伤组织的无性繁殖后代及其再生植株的抗除草剂特性均没有丧失，这表明，多年生黑麦草中确实在一定频率的抗以上四种除草剂的自然变异体。     

杂草抗药性的形成、作用机理研究进展

 杂草抗药性的形成主要由杂草本身的生物学、遗传学特性和外界因素除草剂的选择压及单一的种植制度造成;抗性形成的速度则与除草剂的选择压、抗性基因的起始频度、杂草的适合度和杂草的种子库寿命有关;抗性机制主要有除草剂代谢作用的增强、作用位点的改变和对除草剂的屏蔽或作用位点的隔离;抗药性杂草的治理应采取综合防治措施,包括农田检疫、合理使用除草剂、科学的种植体系、生物防治及除草剂抗性作物的利用等。     

抗除草剂基因基因枪法转化粳稻的研究

优化了粳稻的组织培养体系;通过Gus基因的瞬间表达研究,明确了以DNA金弹到靶细胞距离为9cm,轰击2次时,PDS1000/He基因枪法转化水稻胚性愈伤组织的效率最高。应用基因枪法将抗除草剂基因(bar)转入吉林省主栽的水稻品种长白8号中,获得了可育的转基因水稻植株。经过Gus基因的组织化学分析,PCR和Southern杂交检测,证明抗除草剂基因已整合到水稻基因组中得以表达,使水稻产生对除草剂的抗性。转基因水稻中发现一例基因沉默现象。     

抗除草剂转基因普通白菜的获得和检测

为了更加便捷快速地选育抗除草剂的普通白菜,试验对影响普通白菜蘸花法转化效率的因素进行探究。结果表明,在花蕾期进行蘸花处理,较短的蘸花时间、较长的蘸花间隔时长以及蘸花后喷水的组合能获得数量与质量更优的种子,但只有采用蘸花2.5 min,间隔7 d后再次蘸花,且蘸花后不喷水的方法能够获得转基因植株。研究结果将对普通白菜蘸花法遗传转化提供一定指导。     

抗除草剂海带孢子体培育技术的初步研究

海带孢子体的培育是海带育种育苗技术中的关键步骤,通过转基因技术与海带孢子体育苗相结合来实施有目的的海带品种改良是一项亟待解决的关键技术.本研究利用基因枪法将抗除草剂Bar(bialaphos resistance)基因转入海带雌配子体中,再将转化获得的雌配子体细胞与雄配子体细胞进行杂交,获得了含有抗除草剂基因的海带孢子体幼苗,为海带的转基因技术条件下的育种应用开拓了新的途径.经PCR 扩增证明,利用基因枪法转化海带雌配子体细胞,Bar基因已整合到海带配子体细胞的核基因组中,目标基因的转化率可达16.7%.雌配子体的转化体细胞与雄配子体细胞在15 ℃下共培养10天,就会有大量的合子形成,共培养20天以后许多合子形成孢子体,大约80%左右的合子细胞发育成孢子体,到了30天就会有肉眼可见的2 mm左右的孢子体幼苗.