英国的植物生物技术

中国水稻研究所植物生物技术考察组一行5人,于1985年5月19日至6月16日在英国作了专题考察,现从植物组织培养、固定化细胞技术、原生质体培养及细胞融合、遗传转化、基因工程等五个方面作简要介绍。     

基因工程作物的安全评估与监管:历史回顾与改革思考

基因工程(genetically engineered,GE)作物育种或精准育种(precise breeding)可按人类的意愿做到基因序列、蛋白序列、功能和插入位点四精准。2016年,GE作物的全球种植面积达1.851×10~9 hm~2,30年增加了近100倍,成为农业史上发展最快的技术,产生了巨大的经济、社会和环境效益。GE作物的安全性评估和监管,30年来已积累了海量的科学数据和丰富经验,存在的问题需要认真思考,特别是近年基因组编辑技术的飞速发展,又提出了如何安评监管的新课题。GE育种技术只是一种工具或手段,本身并无固有的特殊风险,与常规育种技术相比,并不增加新的风险。从科学角度看,过去30年中普遍存在监管失当或过度监管问题,没有真正做到以风险为基础的分类监管,欧盟"以技术过程为基础"的监管应当摒弃,即使美国"以产品为基础"的监管也存在需要改进的空间。安评监管必须以科学为基础,如何创新、改革已成为国际发展的共同趋势。本文对GE作物环境和食品安全性评估中的一些科学问题进行了分析讨论,包括评价对象,对靶生物和非靶生物的影响,转基因飘流,毒性、过敏性、营养成分及非预期效应,GE作物中的标记基因及植物病原DNA序列等。根据现有科学知识,讨论了安评监管的重点。文章最后建议按物种、基因、环境三位一体,构建"以风险为基础"的分类管理框架,列出了属于低、中、高风险类别的可能产品。按物种分,重点考察基因供体或受体物种是否有长期安全食用的历史,是否含有已知的毒性物质、过敏原或抗营养因子等。按基因来源分,可分为种内转基因(intragenesis)、近缘转基因(cisgenesis)和远缘转基因(transgenesis)。种内转基因是指同种植物内的基因修饰和转移,如大多数基因组编辑技术改良的作物,将种内的某个或某些基因沉默、敲除或插入、修饰,风险极低。近缘转基因是在有性可交配物种之间转基因,风险类别低。远缘转基因则是转入有性不可交配物种的基因,风险类别中或高。按环境分类,重点考察GE作物释放环境中是否存在有性可交配的近缘野生种或杂草,是否会引起基因渐渗,导致杂种有生存竞争选择优势,以及释放环境是否为该物种的起源中心等。以上应作为GE作物风险评估和监管的重点。     

我国棉花基因工程的研究进展

本文概述了我国棉花基因工程研究所取得的主要成就。经近10年的努力,研制出单价Bt和双价Bt／CpTI转基因抗虫棉,已审定的品种正在生产上大面积推广,累计种植面积达13．7万hm^2。同时还相应地建立了一整套Bt棉的实用化配套技术,包括遗传纯舍、良种繁育、栽培、抗虫性鉴定、Bt蛋白表达量检测、棉铃虫的抗性治理、棉田害虫综合防治以及安全性评估技术等。棉花抗病基因工程和棉纤维品质改良的基因工程也取得了进展。     

Chi基因导入对转Bt棉花抗病虫性的影响

将几丁质酶(chitinase，Chi)基因导人国产抗虫棉GK19中，目前已选出既抗病又抗虫的棉花新株系，1999～2002年在北京对其抗枯萎病和黄萎病以及抗棉铃虫性进行了研究。     

转几丁质酶和(-1,3-葡聚糖酶基因提高棉花对枯萎病和黄萎病的抗性

枯、黄萎病是世界棉花生产中的两大重要病害.传统育种缺乏抗源,几丁质酶和(-1,3-葡聚糖酶是植物防御体系中的两种防卫因子,两者之间存在协同增效作用.据此构建了4个单价和2个双价基因(分别定位于细胞内或细胞外)的植物表达载体,通过花粉管通道法转化棉花,经PCR和Southern杂交检测以及1996(2000年温室及病圃多代筛选鉴定,已培育出对枯、黄萎病抗性提高的转基因棉花株系.将抗病基因导入国产抗虫棉品种GK19中,还获得了兼抗病、虫的转基因优系.     

分泌抗马铃薯Y病毒（PVY）株系特异性单克隆抗体杂交瘤细胞株的建立

血清学技术应用于植物病毒的研究已有五十多年的历史,它被广泛地用于植物病毒的鉴定以及研究病毒间的相互关系等方面。由于常规的抗血清是多克隆的抗体混合物,而且,由于实验动物个体间的差异、取血时间的不同等,所得到的多克隆抗体的特异性、效价等差异也很大,获得的抗体数量也有限。此外,用植物病毒大剂量免疫时,并不按比例地产生高滴度的抗体。大剂量免疫时还会增加寄主蛋白的污染;多次注射虽可提高滴度,但特异性较差,可能产生广谱特异性(Broad specificity)。这是植物病毒研究上长期存在的一个问题。     

提高豌豆叶肉原生质体分裂频率的研究

植物原生质体技术已广泛应用于细胞诱变、体细胞杂交、形态分化、病毒侵染机理、生化研究等各个方面,其先决条件是要建立一个旺盛的细胞分裂系统。对细胞杂交而言,所用的2个种中至少1个种的细胞要能旺盛分裂,以使融合后的杂种细胞的分裂得以起动。叶肉原生质体因含有绿色叶绿体,故常用来与不含叶绿体的材料进行细胞融合,使杂种细胞易于从大量亲本细胞中识别和分离出来。     

植物选种中应用电离辐射的方法

射线能使植物细胞中引起不可逆的变異(所谓突变)。细胞变異后便在植物组织的形成和个别器官的形成上萌有变異了的新陈代谢类型。它有时可能会反应在形态特征的改变上, 如果产生变異的是萌有有机体新一代的细胞,那么变異将会遗传下去。 在射线所引起的突变中,能出现一定百分率的有利变異,对品种的改善是有实践价值的。     

生物学措施限控基因漂流的研究进展

在科技界和公众关注的转基因作物(genetically modified crops,GMC)安全性问题中,转基因漂流（transgene flow）及其可能引起的环境后果