抗除草剂转基因水稻的研究进展及其安全性问题

近年来,抗除草剂转基因作物的研究取得了一些进展。本文简述了抗除草剂转基因作物的发展历史以及除草剂的作用机理,分别介绍了抗EPSPS抑制剂基因、抗ALS抑制剂基因、乙酰CoA转移酶基因、阿特拉津氯水解酶基因、细胞色素P450基因和原卟啉原氧化酶基因这6类抗除草剂基因的来源,抗性机理以及目前它们在转基因水稻上的应用。最后,对转基因水稻的食用安全性,转基因释放、飘移对生态的影响进行了探讨,并对转基因水稻的未来发展进行了展望。     

抗旱、耐盐基因类型及其机理的研究进展

不良的环境因子如干旱、盐碱等严重影响着农作物的正常生长发育和产量,培育高抗性和高产优质的粮食作物,成为缓解世界粮食安全的有效途径。文章就目前国内外在抗旱、抗盐碱等抗逆基因的类型、作用机理以及相关转基因作物存在的问题进行了综述。     

转基因技术与基因编辑技术在抗除草剂农作物上的应用

田间杂草不仅干扰农作物的生长,还可造成农作物产量损失,因此控制田间杂草对农作物具有重要意义。然而我国对于田间杂草的控制仍然是使用除草剂等化学防治手段为主,但是一些灭生性除草剂不能直接用于农作物伴生杂草的控制,而通过转基因和基因编辑等生物技术培育抗除草剂农作物可很好地克服这一难题。目前,转基因技术和基因编辑技术在全世界已广泛应用于抗除草剂农作物的培育,主要综述了这两种生物技术的研究现状及其在抗除草剂农作物上的应用情况。     

新型转基因抗草甘膦玉米的培育及安全控制技术

在我国转基因作物的种植中,玉米是最早获得审批进行大量种植的农作物之一,同时也是世界上种植面积最大的转基因农作物。在我国的转基因抗除草剂玉米种植中,抗草甘膦玉米是其主要的品种。主要根据我国最新研发的新型转基因抗草甘膦玉米的种植培育情况,探讨其具体的培育技术以及安全控制技术,以消除转基因抗草甘膦玉米潜在的风险。     

商业化转基因大豆育种研发进展与展望

转基因大豆作为当今种植面积最大、总产最高的"遗传修饰"农作物,是转基因作物成功应用的典范。中国作为大豆原产地和最大消费国,近年来大豆生产停滞不前,主要依靠进口转基因大豆填补不足。本文在总结当前大豆转基因育种主要目标性状优异基因发掘概况基础上,重点归纳美洲大豆主产国在大豆抗除草剂、油脂组分改变、抗病虫性等方面优异商业化育种、推广应用及监管等方面的现状,并对今后转基因大豆商业化育种研发方向进行综述,以期为发展中国转基因大豆商业化育种提供参考。     

玉米转基因育种

育种工作者都希望培育出性状优良的品种,从20世纪80年代开始,科学家试图利用基因工程技术,将外源或经体外修饰后的内源基因导入植物,改良植物的性状,并获得成功。近年来,由于生物工程技术的兴起和发展,特别是基因工程技术在改良作物抗性中的广泛应用,为培育抗性品种提供了新的手段,从而开辟了玉米抗性育种的新时代。转基因技术将玉米基因库中不具有的抗性基因导入玉米,实现了传统育种方法无法实现的基因重组,大大提高了育种水平。     

转基因作物带来显著的社会效益

转基因技术是指利用分子生物学技术,将外源基因或经修饰的基因转移到其他物种中,改变生物的遗传物质,进而产生具有优良遗传性状的转基因生物。转基因技术与传统育种技术相结合培育出来的农作物称为转基因作物。近年来,转基因农作物得到了迅速发展,其潜在优势受到越来越多国际组织和国家的高度重视,为解决未来全球人口剧增、资源短缺和环境恶化等问题带来了曙光。     

转基因作物现状与未来发展方向探讨

转基因技术促进了作物育种技术的发展,提高了产量、生物和非生物胁迫抗性以及食品质量。同时,转基因技术显著地减少了农药和杀虫剂的使用、有效地减轻了农业对环境的压力,降低了农业生产成本,增加了农民的收入。尽管转基因作物需要经过严格安全评估后才会获得监管部门的批准,但由于基因流动、对非目标生物的不利影响、抗药性杂草和昆虫的进化以及毒性和过敏原性等因素的潜在风险,公众对转基因作物仍存在担忧,导致公众对转基因食品有较低的接受度。为了解决与转基因作物相关的一些主要问题,科学家正在试图用新的替代技术,如近缘转基因、种内转基因和基因组编辑技术,用于作物分子改良。本研究综述了作物转基因技术的发展和未来发展方向,并对中国的转基因作物专利保护机制尚不完善的问题提出了思路。     

作物基因聚合育种的研究进展

聚合多个有效基因,不仅可以提高作物的抗性,而且可以提高作物的产量和营养品质。尤其是在抗病方面,单基因长时间反复利用容易丧失其抗病性,多基因聚合有利于拓宽抗谱,提高作物的抗性。此外,基因聚合育种与常规育种方法相结合已经成为今后育种主要方法。本研究介绍了作物基因聚合育种的主要方法、聚合基因的互作以及聚合基因在育种上的应用,对目前作物聚合育种存在的不足进行了分析,并对未来的聚合育种目标进行了展望,以期推动作物聚合育种的研究。基因聚合育种主要集中应用在大田作物上,在园艺作物上的研究应用较少,因此,需要加强对基因聚合育种的了解,促进基因聚合育种在园艺作物上的研究。     

创建苗期和成株期广谱高抗白叶枯病的水稻种质资源(英文)

由白叶枯病菌引起的白叶枯病是一种世界范围的严重水稻病害。水稻抗病主效基因Xa3/Xa26是一个对白叶枯病具有剂量效应的抗性基因,即它对白叶枯病的抗性随着该基因的表达量的升高而增强。我们通过农杆菌介导的遗传转化方法,利用玉米泛素基因的启动子(PUbi)在水稻中组成型表达Xa3/Xa26基因。用于遗传转化的构件除了携带Xa3/Xa26基因外,还携带抗除草剂的草丁膦乙酰转移酶基因Bar作为遗传转化的筛选标记。我们获得的携带单拷贝PUbi:Xa3/Xa26的两个转基因家系无论在成株期还是在苗期对白叶枯病都具有高水平的广谱抗性,且转基因家系的主要农艺性状与对照相比无显著差别。因为转基因家系中Xa3/Xa26基因与Bar基因紧密连锁,这两个家系可以作为育种的种质资源用于培育既抗白叶枯病又抗除草剂的水稻品种。     

作物耐热生理基础与基因发掘研究进展

热胁迫是农作物生产中的环境限制因子,影响作物生长发育并导致农作物减产与降低农产品品质。作物耐热性生理生化、基因发掘与分子机制研究将为农业生产与耐热新品种培育奠定基础。综述了热胁迫逆境对作物营养生长阶段和生殖生长阶段的影响,重点阐述了开花期与子粒灌浆期等作物产量形成关键时期受热害时作物的生理与发育,介绍了作物主要的4种热响应方式,即膜流动性改变、蛋白质解折叠、细胞骨架解聚和代谢物变化,总结了Hsf热激转录因子的调控与耐热分子机制,并展望了应用生物技术创制作物耐热新种质与遗传改良的可行性。本文为作物耐热性生理基础、基因发掘、分子机制与育种途径等研究提供参考。     

农业部重点开放实验室——南京农业大学“农作物种质资源与育种”实验室简介

农业部“农作物种质资源与育种”重点开放实验室,是1996年在南京农业大学农作物种质资源与育种工程实验室的基础上组建而成,该实验室属于国家级重点学科“作物遗传育种”的一个综合性实验室,系博士、硕士学位授予点和博士后流动站。现有工作人员32名,其中教授10名,副教授15名,一半人具有博士学位。实验室主任由南京农业大学现任校长翟虎渠教授担任,学术委员会由盖钧镒教授等9位著名专家教授组成。 该实验室5个主要研究方向:(1)种质资源的发掘、研究与创新,包括地方品种的生态地理学以及演化、育种性状优异资源的筛选及遗传评价、群体种质的合成及改进等;(2)作物育种原理和方法,包括不同类型育种群体的遗传变异及育种策略、交配制度的遗传效应及应用、不同类型状性的育种方法和技术、杂种优势育种技术与利用、育种利用的试验设计技术等;(3)实用生物技术,包括组织培养与植株再生、QTL标记及辅助选择育种技术、转基因植株培育技术及其研究等;(4)农作物新品种选育与种质改良,包括水稻、小麦、棉花、大豆等主要农作物的新品种选育、种质资源创新及目标性状的遗传与改良等;(5)种子生产及     

转内质网小分子量热激蛋白CaHSP22.5基因甜椒植株的获得

低温胁迫是喜温蔬菜和作物生产中的主要障碍因素。内质网是细胞内合成蛋白质和膜脂的重要细胞器,内质网小分子量热激蛋白与植物的耐冷性密切相关。我们克隆甜椒内质网小分子量热激蛋白(Ca HSP22.5)基因,构建真核表达载体,用农杆菌LBA4404介导初步获得10个T0代具有卡那抗性的转基因株系,开花结实获得T1代种子94粒。对获得T1代种子进行卡那抗性培养基的萌发和生长筛选,然后对T1代抗性强的转基因株系进行RT-PCR检测,鉴定获得6个转基因株系。通过叶绿素荧光分析证实,组成性表达Ca HSP22.5的转基因株系与野生型相比,显著减轻低温引起的光抑制,表明获得了抗冷性强的种质新材料。可进一步研究Ca HSP22.5的作用机制,从而指导喜温农作物的反季节栽培和育种。     

植物基因工程在作物育种中的应用与展望

从抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆以及品质改良、改善发育状况、提高光合作用和固氮效率等方面论述了基因工程在作物育种中的具体应用和进展,阐述了基因工程改良作物品种的方法和优点。通过植物基因工程获得的转基因作物主要有大豆、玉米、棉花、油菜和烟草,并开始大面积应用于农业生产,取了得较好的经济效益、社会效益和环境效益。分析了植物基因工程在作物育种中广阔前景,有望培育出高产优质、集高光效、抗虫、抗病、抗除草剂和抗逆等特性于一体的作物新品种。解决了人类所面临的资源短缺、环境恶化和效益衰退的三大难题,为农业的持续、稳定发展提供了有力保障。     

转基因玉米研究进展

植物转基因技术开辟了作物遗传改良的新途径。转基因玉米是植物基因工程领域研究的热点之一。近年来,应用转基因技术已经获得抗虫、抗除草剂和其他有用性状的转基因玉米。在此,就玉米转基因在受体系统、目的基因及转化方法方面的研究成果,尤其是近年来玉米转基因研究方面存在的问题、解决途径以及其他类型玉米的转基因研究进展做了综述。     

转基因玉米培育及其检测技术应用研究

玉米是全球和我国第一大粮食作物,对稳定我国粮食安全具有显著的贡献。随着农杆菌介导法等转基因技术在玉米转基因育种中的应用,能够有效培育抗虫转基因玉米、耐除草剂转基因玉米、耐干旱和品质改良转基因玉米。同时,通过将多基因聚合转化和常规玉米育种技术相结合,研究建立快速有效的玉米转基因检测技术,有助于不断培育优良性状的玉米新品种,促进我国玉米种业发展和乡村振兴。     

水稻稻瘟病抗性基因定位、克隆及应用

稻瘟病是水稻生产中最严重的病害之一,严重影响水稻的产量和品质,由于稻瘟菌小种的变异快,垂直抗性基因难以持续控制稻瘟病的危害,因此,定位和克隆广谱持久的稻瘟病抗性基因,揭示其作用的分子机理,结合分子育种技术培育高产优质多抗的水稻新品种将是今后解决稻瘟病抗性育种最有效的途径.本文综述了水稻和稻瘟病菌之间的互作,稻瘟病抗性的分子机制,稻瘟病抗性基因定位,目前已经定位了73个稻瘟病质量抗性基因,其中9个稻瘟病抗性基因已经被克隆并进行了深入的研究,此外定位了至少11个QTL以及稻瘟病抗性基因克隆和功能分析,及其在水稻抗病育种中的应用.     

乙酰乳酸合成酶及ALS基因研究概述

乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂以其独有的优点,20世纪90年代以来一直占领世界除草剂市场。抗草甘膦转基因作物的问世,草甘膦的销售量大幅增加,乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂销量不断减少。然而,大量抗草甘膦杂草的产生,使得人们期望培育出抗不同类型除草剂转基因作物,抗ALS抑制剂类除草剂成为人们的首选。笔者概述了乙酰乳酸合成酶的结构、功能、除草剂作用机理、抗ALS基因的研究现状。期望对抗ALS抑制剂基因的筛选,利用提供参考。     

我国科学家利用基因编辑技术培育出自带抗除草剂基因水稻

正近日,中国农业科学院植物保护研究所周焕斌团队提出并应用单碱基编辑技术介导的植物内源基因定向进化技术,开发出具有除草剂抗性的水稻新种质,助力农作物精准分子育种。该团队在前期开发一系列单碱基编辑器基础之上,提出了单碱基编辑技术介导的水稻内源靶标基因的定向进化技术理念,在水稻细胞内人工模拟自然界基因的长期进化过程,短时间内创制成千上万个靶基因的新等位基因材料,用于育种筛选。这项研究针对水稻除草剂基因进行引导,通过除草剂抗性筛选,成功鉴定出4个自然界中未曾被发现的、对除草剂具有不同抗性程度的新等位基因。并通过单碱基编辑技术引入到水稻生产品种南粳46中,将其升级为通过苗期一、两次施药,生育期田     

油菜抗咪唑啉酮类除草剂基因标记的开发与应用

草害已成为严重制约我国油菜生产的重要因素。种植抗除草剂品种和采用化学除草是防控草害的经济有效途径。为了开展分子标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS)育种,加速抗除草剂品种培育,本研究针对已发现的抗咪唑啉酮类除草剂油菜M9中BnALS1R基因编码区第1913位点的SNP变异,开发高通量、低成本的竞争性等位基因特异PCR (kompetitive allele specific PCR, KASP)标记。采用筛选出的KBA1R19681913B标记在2个F_2群体中进行KASP反应。结果表明,该标记能有效检测群体中存在的BnALS1R 3种基因型,其分离比均为1︰2︰1,遵循单基因遗传规律,且基因型与表型完全吻合。将该标记用于BnALS1R抗性纯合基因的回交转育,获得200多个抗咪唑啉酮油菜恢复系。该标记还可在油菜苗期鉴定抗性杂交种的纯度。KASP标记KBA1R19681913B的获得为油菜抗除草剂MAS育种以及抗性新种质的培育提供了技术支撑。