组成型表达转植酸酶基因(phyA2)玉米的获得

本研究将黑曲霉（Aspergullus nige）来源的植酸酶基因（phyA2）,通过基因枪法转化玉米（Zea maysL.）幼胚,获得再生苗。RT-PCR和Western blot检测证明,植酸酶基因已经整合到玉米基因组中并在玉米中稳定表达和遗传。转基因植株根组织的酶活性测定及利用植酸作为唯一磷源的培养基生长实验证明,植酸酶基因在植株根组织表达并能够分泌到根围高效利用植酸磷。     

转植酸酶基因玉米提高土壤磷素有效性初步研究

大田栽培条件下,研究了3种转植酸酶(phyA2)基因事件C63、C83-1-7和C84-1-14玉米根系分泌的植酸酶对土壤酸性磷酸酶活性、土壤磷素有效性以及作物磷积累量的影响。结果表明,3种转基因玉米根系植酸酶活性远远高于阴性对照,显著提高了根际土壤酸性磷酸酶的活性、增加了对根际土壤有机磷的活化和利用、减少了土壤速效磷的降低;与阴性对照相比,转phyA2基因玉米生长发育状况更好,C63和C84-1-14植株干重和磷积累量显著高于阴性对照,磷积累量分别是阴性对照的4.3倍和3.4倍。初步说明在土壤条件下,转phyA2基因玉米对土壤有机磷的利用增加,土壤磷素有效性显著提高。     

转植酸酶基因(phyA2)玉米定性、定量PCR检测

转植酸酶基因玉米检测是对转植酸酶基因玉米释放进行有效监管的重要前提和技术支撑。本研究根据转植酸酶基因玉米(Zeamays)外源植酸酶基因phyA2序列设计基因特异性引物,进行了定性、定量PCR检测。定性结果显示,该引物可有效检测植酸酶玉米中phyA2基因,而在其他不含植酸酶基因的材料中则检测不到相应基因,表明该引物具有很高的特异性。以玉米内标准基因玉米淀粉合酶异构体zSTSII-2基因(zSSIIb)和植酸酶基因phyA2为对象,进行SYBRGreenⅠ染料法荧光定量PCR反应,绘制2种基因扩增循环数-拷贝数标准曲线图,根据混合样品中(zSSIIb)和植酸酶基因phyA2的拷贝数计算样品中的转基因含量,并做熔解曲线分析。结果表明,zSSIIb和phyA2标准曲线相关系数分别为0.998和0.995,相关性较好,两个基因的熔解曲线均呈单峰型,表明引物特异性较强,混合玉米样品(植酸酶玉米含量分别为1%、0.5%和0.1%)中植酸酶玉米含量分别为1.1%、0.54%和0.17%,实测值与理论值接近。本研究建立了转植酸酶基因玉米定性、定量PCR检测体系,可有效地对转植酸酶基因玉米进行检测。     

转植酸酶玉米大田种植对根际土壤磷含量及组成的影响

转基因作物种植推广中的生态风险是广泛关注的焦点。转植酸酶玉米可以提高动物对玉米籽粒的磷素利用率,但是对土壤磷素的影响尚未见报道。本研究基于2011年开始的田间实验,通过2012年和2013年玉米生长季的动态采样,研究转植酸酶玉米种植对土壤磷含量和组成的影响。结果表明,与亲本相比,转植酸酶玉米对土壤磷的影响强烈依赖于采样时间和磷形态,2012年玉米播种前和2013年抽穗期土壤水溶态磷(H2O-Pi)、氢氧化钠提取态无机磷(NaOH-Pi)和氢氧化钠提取态有机磷(NaOH-Po)含量均显著低于对照;碳酸氢钠提取态有机磷(NaHCO3-Po)在2012年播种前和2013年成熟期显著低于对照,而微生物生物量磷(MBP)只在2013年成熟期有显著差异。种植转植酸酶玉米没有影响土壤全磷(TP)、稀盐酸提取态无机磷(Dil.HCl-Pi)、浓盐酸提取态无机磷(Conc.HCl-Pi)、浓盐酸提取态有机磷(Conc.HCl-Po)和残留态磷(Residual-P)含量。总之,连续3年种植转植酸酶玉米仅在某些采样期对土壤高活性和中等活性磷产生影响。转植酸酶玉米种植对土壤磷素影响的评价和影响机制研究需要结合植物和土壤,并在不同地点开展长期监测。     

奥瑞金获得农业部转基因植酸酶玉米的商业化批准

奥瑞金种业股份有限公司是一家以农业生物技术研发为基础,以优良品种供给为目的的现代化农业高新技术企业。目前,该公司已收到农业部生物安全证书,并成为世界上第一家获得转基因植酸酶玉米商业化生产的企业。据称,奥瑞金的植酸酶玉米的销售主要面向国内市场。作为首例转基因玉米,植酸酶玉米的面世也带动了下一代玉米种子的生产审批。     

转酿酒酵母海藻糖合成酶基因(TPS1)玉米植株的获得

PCR克隆测序发现,酿酒酵母AS.1416菌株的海藻糖合成酶基因TPS1与原报道序列发生了11处单碱基突变,其中10个突变发生在编码区域,但9个是同义突变,不影响编码蛋白的氨基酸序列。只有1135位的G变为A,使编码蛋白的第355个甘氨酸变成了天冬酰胺。用单子叶植物逆境诱导启动子mwcs120启动TPS1基因构建表达载体,基因枪法转化玉米胚性愈伤组织,PCR检测获得阳性植株,平均达到0.56%的转化率。     

磷高效利用型转植酸酶基因玉米

植酸又称肌醇六磷酸,是植物中磷的主要储存形式,也是土壤有机磷的主要存在形式。动植物利用植酸磷,需要利用植酸酶将其降解为肌醇和磷酸。但自然条件下,植物的植酸酶表达量较低,不能提供足量的植酸酶活力。据此,我国科学家培育出磷高效利用型转黑曲霉源植酸酶基因phyA2玉米,该玉米不但可以通过根系向土壤中分泌大量的植酸酶,提高植株对土壤有机磷的利用效率;还可以在玉米的籽粒中积累丰富的植酸酶(干物质植酸酶活力高达7032U·kg~(-1)),提高动物对饲料磷及植酸螯合的钙、镁、锌、铜等微量元素的利用效率。     

转基因抗矮花叶病玉米及其亲本生理特性的对比研究

为了探明转基因玉米的生理特性,本文研究了转基因抗矮花叶病玉米和亲本玉米(非转基因玉米)的发芽能力及苗期第1真叶的叶绿素含量和淀粉酶、蛋白酶、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及3种保护酶同工酶的酶谱。转基因玉米与非转基因玉米的发芽能力差异不显著,叶绿素a和叶绿素a+b含量显著高于非转基因玉米。转基因玉米淀粉酶活性和蛋白酶活性显著高于非转基因玉米。转基因玉米与非转基因玉米胚芽中POD、CAT和SOD酶活力均无显著性差异,转基因玉米第1真叶中3种保护酶活性显著高于非转基因玉米。转基因玉米和非转基因玉米胚芽中检测到POD的3种同工酶POD-1、POD-3和POD-4,非转基因玉米第1真叶中检测到4种同工酶POD-1、POD-2、POD-3和POD-4;转基因玉米第1真叶还含有POD-5。转基因玉米和非转基因玉米胚芽和第1真叶中都有4种CAT同工酶CAT-1、CAT-2、CAT-3和CAT-4。转基因玉米和非转基因玉米胚芽中的SOD共有两种同工酶,分别为SOD-1和SOD-2;转基因玉米和非转基因玉米第1真叶中共检测到7种SOD同工酶,分别为SOD-1、SOD-2、SOD-3、SOD-4、SOD-5、SOD-6和SOD-7。综上所述,转基因抗矮花叶病玉米发芽能力及胚芽中保护酶活性与非转基因玉米无显著差异,转基因玉米第1真叶中3种保护酶活性显著高于非转基因玉米。     

唾液腺特异表达植酸酶转基因猪的制备及分析

猪(Sus scrofa)对饲料中植酸磷的消化利用效率很低,其粪便中排放大量未吸收的磷,对环境产生严重污染,在猪唾液腺中表达分泌植酸酶是解决猪粪磷污染的一条新途径.为了制备唾液腺特异表达植酸酶的新型减磷排放转基因猪,本研究构建了一条由猪腮腺分泌蛋白基因(parotid secretory protein,PSP)启动细菌源植酸酶基因appA(acid phosphoanhydride phosphohydrolase)表达的转基因载体,并利用体细胞核移植技术获得14头原代(F0)转基因克隆猪,经PCR鉴定,其中8头为阳性猪.PCR分析显示,appA基因在转基因猪的唾液腺组织特异表达,但在肾脏、肝脏、心脏、十二指肠等组织中不表达.营养代谢分析证明,转基因猪粪磷排放量比非转基因猪显著减少了16％(P＜0.05),而转基因猪对干物质和能量的表观消化率以及对Ca、P的消化率均高于野生型猪,但未达到显著水平.外源基因从F0转基因猪稳定遗传至F1,并且Southern blot分析显示,外源基因是以单拷贝形式整合至转基因猪基因组.F1转基因猪的appA表达模式与F0转基因猪相似,其只在唾液腺中特异表达,且以颌下腺表达最高,其次是腮腺和舌下腺,在肾脏、心脏、肝脏等组织不表达.本研究成功获得唾液腺特异表达植酸酶转基因猪,为培育新型减磷排放的环保转基因猪新品种提供了科学依据.     

植酸酶高产菌株的筛选及其基因分析

从土壤中筛选到产植酸酶活性较高的黑曲霉(Aspergillus niger)菌株03214，其植酸酶最适pH值为1．5和2．5，最适温度为50℃，植酸酶表达量为345U／mL发酵液。通过对黑曲霉03214植酸酶phyA基因进行PCR扩增，获得了1条长约1．5kb的特异性产物。以pMD18-T为载体，构建了含有目的基因片段的重组质粒。DNA序列测定表明，目的基因片段含有植酸酶phyA基因的完整序列，基因全长1506bp，其中包含一段长102bp的内含子，编码467个氨基酸，有10个潜在的糖基化位点，5′端有一编码19个氨基酸的信号肽序列。实验结果为植酸酶的进一步研究提供了新的材料。     

转基因动物食用安全评价体系的发展与展望

转基因技术是目前具有极大应用前景的生物技术之一,利用转基因技术培育转基因动物已有30年的发展历史.任何转基因动物及其产品进入食物链之前必须经过严格的生物安全评价,其中食用安全评价是其中重要的组成部分.本文参阅部分国内外文献,结合近几年从事国家转基因生物食用安全评价方面的研究,对国内外转基因动物及产品食用安全评价的现状和发展趋势进行了综述,期望为中国转基因动物及其产品的生物安全评价体系提供参考.     

转基因玉米研究现状及发展趋势

玉米作为世界主要的粮食作物和重要的饲料及工业原料,其转基因研究一直备受关注。近年来,应用基因枪、农杆菌介导、花粉管通道等转基因技术对玉米重要农艺性状进行遗传改良,在抗虫、抗除草剂、高赖氨酸、雄性不育、抗旱耐盐等转基因新品种方面取得了重大进展,抗虫和抗除草剂及两者复合性状的转基因玉米新品种已在全球16个国家大面积推广,产生了巨大的经济、社会和生态效益。本文概述玉米转基因技术及应用现状等方面的研究进展,并探讨了未来的发展趋势和研究方向。     

转基因技术在玉米育种中的应用

介绍了应用转基因技术在改善玉米抗性方面培育出了抗虫、抗除草剂及抗病毒的转基因玉米,并提出转基因技术还用于改良玉米的品质。在基因转化途径方面主要分析了农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道等技术。     

转基因玉米抗性愈伤再生植株的影响因素研究

再生植株的培养是玉米转基因重要环节之一.本文比较了基本培养基、愈伤组织大小、继代次数、激素添加物对转基因抗性愈伤组织分化和再生植株的影响.结果表明:以N6为基本培养基有利于抗性愈伤组织分化;抗性愈伤组织大小在2.5 ～3.5mm之间、继代2～3次的分化率最高;再生培养基中添加ABT 0.5 mg·L-和S3307 0.25 mg·L-1能促进生根壮苗.本研究为转基因玉米再生体系建立提供了依据.     

构建食品级植酸酶黑曲霉工程菌

植酸是植物种子中肌醇和磷的主要存在形式,由于单胃动物体内缺乏能分解植酸的酶,以植酸磷形式存在的磷难以被单胃动物吸收。植酸酶作为饲料添加剂已经广泛应用,但在食品中的应用研究刚刚开始。本研究以黑曲霉(Aspergillus niger)CICC2462基因组DNA为模板,PCR扩增植酸酶基因片段,并在其两端加上糖化酶基因(glaA)的5'同源臂和3'同源臂,构建农杆菌Ti质粒基因置换载体pSZHG-phy。通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化黑曲霉,筛选以植酸酶基因替换糖化酶基因的同源重组转化子,以实现植酸酶基因的高效表达。结果表明,筛选获得4株同源重组转化子,同源重组率为100%,通过分光光度计法测定重组植酸酶菌株的最高发酵酶活为316.2 U/mL,为出发菌株的20.8倍,证明植酸酶phy基因是可以在黑曲霉糖化酶生产菌中实现高效表达。本研究为进一步构建食品级植酸酶工程菌提供了基础资料。     

转基因玉米双抗12-5对根际土壤酶活性及 微生物多样性的影响

采用田间试验研究了转基因玉米瑞丰1号-双抗-12-5(RF1-12-5)种植对根际土壤酶活性、微生物群落的影响,可为RF1-12-5的环境释放和商业化应用提供科学的安全性评价数据支持。研究结果表明:①在5个生育期内,RF1-12-5与其非转基因对照品种瑞丰1号(RF1)根际土壤碱性蛋白酶、脲酶和酸性转化酶活性均没有显著性差异;RF1-12-5根际土壤过氧化氢酶活性在收获期、碱性磷酸酶活性在乳熟期显著低于RF1,其他生育期差异不显著。②在5个生育期内,RF1-12-5与RF1根际土壤微生物群落的Shannon多样性指数、McIntosh均匀度指数和Simpson优势度指数均不存在显著性差异,主成分分析未发现RF1-12-5与RF1根际微生物功能多样性存在规律性差异。     

转基因植物的安全性评价

本文论述了转基因植物安全性评价的意义。简要介绍了转基因植物安全评价的主要内容，环境安全性和食品安全性。同时，还介绍了一些国际组织、部分发达国家及我国在转基因生物安全性评价方面的一些相关法律法规。最后，对我国转基因植物的安全性评价和管理提出了一些初浅的建议。