转基因作物安全评价的检测技术

转基因作物的生物安全问题已成为全球的关注焦点,世界各国和各国际组织相继制定了相关的法律法规来加强转基因作物的安全管理。转基因作物的安全问题需要对其进行转基因生物安全评价,而转基因作物的检测评价技术是判定转基因作物是否安全的关键。笔者综述了当前转基因作物的主要检测技术和安全评价技术,重点阐述了非目标的组学技术包括转录组学、蛋白质组学和代谢组学,在转基因作物的非预期影响的安全评价中的应用。     

转基因作物的非预期效应及其检测

随着转基因产业的飞速发展,转基因食品的安全性逐步引起人们的广泛关注.外源基因的非预期效应可能引起转基因食品的营养成分发生改变,甚至产生一些新的毒性物质,可能对人类和动物健康以及环境形成潜在的危害,是转基因食品安全性评价的重要内容之一.由于外源基因的非预期效应具有潜在性,非预见性,因此以“实质等同性”为基础的定向评价方法很难充分考虑到由遗传修饰引起的非预期效应.文章主要阐述了转基因植物整合位点的分布和机制、转基因作物可能产生的非预期效应,以及利用基因芯片技术、蛋白质组定量分析技术、代谢组分析技术分别从mRNA水平、蛋白质水平、代谢水平上比较转基因作物和非转基因作物基因表达的差异,在食品安全评价中会是完善定向方法的补充方案,对转基因食品的安全性评价至关重要.     

蛋白质组学方法评估转基因抗虫玉米非预期效应

【目的】转基因育种是将对人类有益的外源基因通过生物技术整合进受体植物的基因组中,使其获得通过自然进化无法获得优异性状,这是转入外源基因的"预期效应"。然而,外源基因插入受体植物还可能产生无法控制和预期的细胞、代谢或表型等方面的改变,即"非预期效应"。非预期效应是转基因植物安全评价的核心内容之一,也是近年来研究的热点和难点。本研究以抗虫转基因玉米为材料,利用差异蛋白质组学技术比较研究转基因玉米与其非转基因玉米之间的非预期效应,为蛋白质组学技术解析转基因植物非预期效应提供理论参考。【方法】选取4份已经进入中国农业部安全评价阶段转苏云芽孢杆菌(Bacillus thuringeinsis,Bt)内毒素基因的抗虫玉米材料,即SK12-5zd、IE034z、Bt799z、Bt799zd,以及它们的对照玉米材料郑单958和郑58,分别种植于可控人工温室中。待玉米幼苗生长至5叶1心期时,每份材料取长势一致的6个单株最上部完全展开叶片,混合作为一个样本进行取样,并提取叶片蛋白质。双向电泳技术分别分离4种转基因玉米和它们各自对应的非转基因材料高丰度蛋白质组,利用Image Scanner扫描仪扫描脱色后的蛋白质凝胶,PD Quest 8.0软件(Biorad,USA)分析蛋白质凝胶图谱,以蛋白点相对体积(%Vol)来表述每一个匹配蛋白质的表达丰度,将电泳凝胶上特异性蛋白质和相对体积大于2倍的差异蛋白质点取样,依据相应蛋白质数据库进行质谱鉴定,并对鉴定出的特异性和差异性蛋白质进行细胞功能富集分析(GO)和代谢途径富集分析(KEGG),以评价转基因抗虫玉米的可能非预期效应。【结果】通过比较4种不同转基因抗虫玉米及其非转基因对照的高丰度蛋白质组,除目标抗虫基因外,共鉴定出61个蛋白质,其功能主要是富集于光合作用、碳固定、能量转运等基础细胞功能相关酶类,如核酮糖二磷酸羧化酶、ATP合成酶、丙酮酸磷酸双激酶等。仅有少数几个与光合作用、碳固定和ATP合成途径等基础代谢过程相关基因出现上调表达。KEGG分析表明,与对照ZD958相比,SK12-5zd的差异蛋白在光合生物碳固定途径中显著富集;Bt799zd的差异蛋白则分别在光合生物碳固定途径、光合作用和碳代谢途径中显著富集。与对照Z58相比,IE034z和Bt799z的差异蛋白均在光合作用代谢途径中显著富集。证明4种转基因材料与对照蛋白质组相似性较高,未见基因的异常表达。【结论】测试的4种转基因材料在蛋白质水平未发生影响其安全性的非预期效应;当前结果表明蛋白质组学技术可以用来验证转基因植物的非预期效应。     

转基因植物非预期效应检测评价技术的发展

检测和评价转基因植物非预期效应是转基因植物安全评价不可或缺的重要内容之一。介绍了转基因植物非预期效应的定义、成因及其检测评价技术的发展，指出了转基因植物非预期效应检测评价技术的难点和存在的问题。阐述了基因芯片分析技术在检测和评价转基因植物非预期效应中的应用前景，特别介绍了转基因植物在不同发育阶段和生长条件下差异表达基因的分布模型，并提出了利用基因芯片分析技术，从差异基因到代谢途径，再到非预期效应的转基因植物安全评价模式。这一评价模式可为今后创建高效、全面、客观、公正的转基因植物非预期效应检测和评价技术提供可能的实验模型和理论依据。     

抗虫转基因欧洲黑杨苗期光合特性研究

以抗虫转基因欧洲黑杨和非转基因欧洲黑杨无性系对照为研究材料,比较研究了其扦插苗在盆栽条件下苗期的光合生理特性及叶绿素荧光特性的差异,目的是了解外源基因的导入是否对欧洲黑杨的光合作用产生了非预期效应.结果表明:除了Ci和Fv/Fm外,转基因欧洲黑杨和对照在其他光合指标间差异均未达到显著水平.转基因欧洲黑杨和对照的净光合速...     

转基因抗虫作物对刺吸式昆虫的效果评价技术

转Bt基因抗虫作物的成功种植,有效地控制了以鳞翅目昆虫为主的咀嚼式口器害虫,但刺吸式口器害虫的危害却呈现加重趋势。目前,致力于抗刺吸式昆虫的外源基因筛选、转基因作物培育,及其抗虫效果评价成为转基因抗虫作物的研究重点。本文作者对目前常用的人工饲喂、建立种群生命表、蜜露检测、刺吸电位技术、酶和相关代谢产物检测和对天敌的影响等常用评价技术进行了概述,以期为转基因抗虫作物的推广应用提供参考。     

转基因作物对畜禽肠道非预期效应的研究进展

随着基因工程技术的发展,全球转基因作物种植面积持续增加,转基因作物及其加工副产物75%以上用于动物饲料原料,因而,非常有必要开展转基因作物饲用安全性评价研究。肠道是机体最大的免疫器官,肠道健康对动物正常生理功能的维持具有重要作用,转基因作物对肠道的非预期效应研究是转基因作物饲用安全性评价的热点。介绍了转基因作物饲用安全性评价的特殊性与必要性,分析了饲料中转基因成分在体内的潜在消解和转移规律,综述了转基因作物对畜禽肠道形态结构和微生态平衡非预期效应的研究进展,旨在为转基因作物饲用安全性评价体系的建立与完善提供参考。     

转基因抗虫作物对寄生性天敌的影响综述

种植转基因抗虫作物是控制害虫危害的重要途径之一,但其对非靶标生物的潜在不良影响不容忽视。本文针对转基因抗虫作物对寄生性天敌的潜在影响,对近年来相关研究作一综述,为转基因抗虫作物的风险评估提供参考。     

转基因抗虫作物对天敌昆虫影响的研究进展

叙述了近些年对转基因抗虫作物杀虫机理的研究,以及通过对B t毒蛋白在食物链中的流动,从而对捕食天敌与寄生天敌可能性存在的影响并分别进行探讨。转基因抗虫作物对捕食天敌的影响方面,已有的研究存在分歧,很可能是B t毒蛋白的选择性的结果,从而使得天敌与转基因植物协同控制作用在生产中得到充分利用。并讲述转基因抗虫作物对寄生天敌的寄生率和孵化率方面产生影响,以及转基因植物的生态环境的潜在影响。     

转基因作物对农业生物多样性的压力与转基因作物选育

综述了近年来转基因作物对作物多样性和农业生态系统多样性影响的研究,其中农业生态系统的多样性包括转基因作物对微生物和土壤生物群落的影响;转基因抗除草剂作物对杂草群落的影响;转基因抗虫作物对非靶标生物的影响;种植转基因作物后,除草剂和抗虫剂的使用等。基于上述情况分析,得到结论:转基因作物能够继续减少对生物多样性的压力;推进转基因植物新品种选育同时,应把负面因素降到最低。     

转基因抗虫植物的发展现状

转基因抗虫作物的成功种植,在提高作物产量和减少化学农药使用方面发挥了重要作用。本文作者从抗咀嚼式口器昆虫转基因作物和抗刺吸式口器昆虫转基因作物两方面,对转基因抗虫作物的发展现状进行了概述。     

国际

<正>"转叶绿体"为转基因作物抗虫出新招传统生产转基因抗虫作物的策略,是在植物核基因组中转入Bt毒蛋白的基因,但是目前已经发现一些害虫有对Bt毒蛋白产生了抗性,所以科学家们致力于研究生产转基因抗虫作物的新策略。近期,德国马克斯·普朗克研究所的科学家在《科学》(Science)杂志发表论文宣称,他们利用一种在叶绿体中转入双链RNA的策略,生产出一种抗虫的转基因马铃薯。德国科学家发现,植物的叶绿体中没有切割双链RNA的核酸酶,可     

农业部转基因植物及植物用微生物环境安全监督检验测试中心

1研究内容 以生物安全1级（如转基因抗虫棉、抗虫玉米）、2级（转基因抗病、抗虫水稻、转基冈抗除草剂大豆）和部分生物安全3级（用作医药原料的转基因作物）、热区转基因农作物（如转基因木薯、甘蔗、番木瓜）和南繁基地主要转基因作物的转基因成分检测和环境安全性评价以及生物安全重大突发事件的预警预案及其处置试验研究为研究对象。     

转基因生物检测方法研究进展

随着转基因技术在农业领域的迅速应用与发展,转基因产品的种类与数量逐渐增加,转基因产品的安全性也越来越被社会公众广泛关注,转基因检测技术体系也迫切需要持续的创新与发展。简要介绍了转基因作物尤其是非授权转基因作物的成分分析检测思路及方法,目前转基因检测主要是基于外源蛋白和核酸成分的检测技术及方法,如酶联免疫吸附技术、PCR技术、等温扩增技术等,另外还有一些检测新技术如指纹识别,微阵列、高通量测序等,希望对我国转基因生物安全管理工作有所启发。     

转基因技术在农业病虫害防治上的应用研究进展

转基因技术在农业病虫害防治方面有着广泛的应用,目前为止,已发现不少具有抗除草剂、抗虫及抗病基因,开发了不少转基因作物。对转基因技术在农业病虫害防治上的应用进行了概述,并对其发展前景作了进一步的展望。     

我国今年已批准7种转基因作物进口

转基因作物,是利用基因工程将原有作物的基因加入其他生物的遗传物质,并将不良基因移除,从而造成品质更好的作物。通常转基因作物,可增加作物的产量、改善品质、提高抗旱、抗寒及其他特性。截止到目前,我国今年获批进口的转基因农作物共包括3种大豆、两种玉米和两种棉花。3种大豆转基因特征分别为抗除草剂、抗虫和抗虫耐除草     

转基因作物的基因漂流及风险研究进展

转基因技术大范围商业应用导致作物产生基因漂流,转基因作物向其他品系的基因漂流是转基因作物广泛种植面临的主要问题之一。对转基因作物来说,量化基因漂流并建立控制机制十分重要。为转基因作物基因漂流及风险的深入研究提供参考,阐述了转基因作物的基因漂流,转基因作物向非转基因作物基因漂流的风险,以及生物技术防治转基因作物基因漂流的控制手段。     

转基因抗虫植物对昆虫天敌的影响

随着商业化种植的迅速推广,转基因作物在给人们带来经济效益的同时,其对生态环境可能带来的风险已成为关注的焦点。转基因抗虫作物在对靶标害虫有很好控制作用的同时,对捕食性天敌和寄生性天敌及其种群数量的影响是其生态安全评价的重要内容。文章从天敌个体及种群两个方面综述了转基因抗虫作物对天敌的影响。目前,大多数研究表明转基因抗虫作物在有效控制靶标害虫的同时,对昆虫天敌没有明显的不利影响,也有研究报道认为对某些天敌有一定的不良影响,除个别Bt棉田外,未发现转基因作物田中天敌种群数量受到不良影响。     

转基因作物在可持续发展中的作用

可持续发展概念是制定国际协定和国家政策的基础,一些重要政策、协议和目标强化了可持续发展的观念。文章对大量有关应用转基因作物满足可持续发展目标的科学文献进行了讨论和评估,指出自第一例转基因作物商业化种植以来,转基因作物对经济、环境和社会的可持续发展均有贡献,并讨论了降低杂草和害虫对耐除草剂、抗虫转基因作物产生抗性的风险管理措施,认为转基因作物是实现全球可持续发展良好愿望的手段之一,忽视转基因作物是不明智的。     

转基因作物饲用安全性评价研究进展

通过引入外源基因的途径对农作物进行遗传改良,转基因技术已经在作物的抗虫、抗除草剂、抗病、抗旱等方面显现出了巨大的潜力。2013年全球转基因作物种植面积已经比1996年首次种植面积增长了100多倍,达到1.75亿hm²,转基因作物及其副产品大部分则用于动物饲料原料,因此,转基因饲料中外源基因和外源蛋白在畜禽体内消解和转移规律以及转基因成分对畜禽营养、生长、健康等方面的影响是社会关注的焦点。笔者在提出转基因作物饲用安全性评价的紧迫性和必要性的基础上,特别指出转基因作物饲用安全性评价与食用安全性评价的特殊性;讨论和分析转基因作物评价所应该遵循的科学原则;概述抗虫作物、抗草甘膦作物和转植酸酶基因玉米中转基因成分的特性;侧重分析了饲料中转基因成分在畜禽体内的消解、转移,转基因饲料的营养价值和饲料养分效价评定,重点剖析转基因饲料对畜禽营养、免疫、繁殖和肠道微生态影响的研究进展。从短期、长期和多代效应综合分析转基因饲料的安全性,转基因饲料中外源基因和外源蛋白未发现从饲料中转移到畜禽组织、器官和血液中,仅少量残存于消化道前段的食糜中;转基因饲料也没有对畜禽营养、免疫、繁殖、肠道健康产生不利作用。但目前还需深入探讨试验材料的选择和相关信息的准确描述、转基因成分在畜禽体内的消解和转移的方法、转基因饲料对畜禽繁殖、免疫以及长期多代的作用研究,以期为建立和完善转基因饲用安全评价体系提供参考。