• <noscript id="yywya"><kbd id="yywya"></kbd></noscript>
  • 發布時間:2020-07-27 20:40 原文鏈接: 轉基因植物及其安全性研究進展(一)

    摘要:介紹了目前常用的植物轉基因方法,并簡要就轉基因植物的生態安全性、35S啟動子安全性、栽體骨架序列安全性、抗生素抗性標記基因安全性和食品安全性五個方面進行了綜述。  

    21世紀,生命科學成為了自然科學中的主導科學。生物技術的核心是基因工程技術,新的技術帶來了巨大的科學發展及經濟效益,同時也帶來了新的棘手問題。隨著轉基因植物商品化速度的加快,社會公眾對轉基因植物及其產品的安全性或風險的關注程度與日俱增。關于對轉基因植物的看法已由學術觀點的分歧,發展到環境問題、人類健康及知識產權和經濟問題的爭論。客觀地說,轉基因技術是禍福相倚的“雙刃劍”,本文僅從自然科學的角度探討轉基因植物及其生物安全性。

    1轉基因技術的概念

    1.1轉基因技術的定義
    將人工分離和修飾過的基因導人到生物體基因組中,由于導人基因的表達,引起生物體性狀的可遺傳的修飾,這一技術稱之為轉基因技術。經轉基因技術修飾的生物體在媒體上常被稱為“遺傳修飾過的生物體”(Geneticallymodifiedorganism,簡稱GMO)。

    1.2常用的植物轉基因方法

    植物轉基因方法大致分成兩大類,第一類需要通過組織培養再生植株,常用方法有農桿菌介導轉化法、基因槍法;另一類方法不需要通過組織培養,目前技術比較成熟的主要有花粉管通道法。

    1.2.1農桿茵介導轉化法

    農桿菌是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細菌,分根瘤農桿菌和發根農桿菌兩種,其細胞中分別含有Ti質粒和Ri質粒,其上有一段T-DNA,通過侵染植物傷口進入細胞后,可將T-DNA插入到植物基因組中。因此,農桿菌是一種天然的植物遺傳轉化體系。農桿菌介導法起初只被用于雙子葉植物中,但近年來,農桿菌介導轉化在一些單子葉植物(尤其是日益作為模式植物的水稻中也已經得到了廣泛應用和認可,這是該領域的重大進展。

    1.2.2基因槍介導的轉化法

    利用火藥爆炸或高壓氣體加速(an速設備即被稱為基因槍),將包裹了帶目的基因的DNA溶液的高速微彈直接送入完整的植物組織和細胞中,然后通過細胞和組織培養技術,再生出植株,篩選出其中的陽性植株即為轉基因植株。與農桿菌轉化相比,基因槍法轉化雖然存在著整合率低、成本昂貴等不足,但其主要優點是不受受體植物范圍的限制,而且其載體質粒的構建也相對簡單,因此也是目前轉基因研究中應用較為廣泛的一種方法。

    1.2.3花粉管通道法

    在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道,將外源DNA導人受精卵細胞,并進一步地被整合到受體細胞的基因組中,隨著受精卵的發育而成為帶轉基因的新個體。該方法于2O世紀8O年代初期由我國學者周光宇提出,我國目前推廣面積最大的轉基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。該法的最大優點是不依賴組織培養人工再生植株,技術簡單,不需要裝備精良的實驗室,常規育種工作者易于掌握。但是,該方法在學術界存在著很大的爭議,國外學者近年來已經棄用,因此對其結果的可靠性尚需持謹慎態度。

    2轉基因植物的安全性

    2.1“超級雜草”一潛在的生態威脅

    基因流是指在一個隨機交配群中,由于合子或配子的散步而造成基因流動,從而引起等位基因頻率的改變,這是生物進化的原因之一。與常規植物一樣,轉基因植物也可以與近緣植物雜交,產生雜種。因此,轉基因植物的大規模釋放可能使轉人的外源基因流向其近緣植物,從而發生轉基因逃逸。如果轉基因流向有親緣關系的雜草,則有可能產生更加難以控制的雜草。如果轉基因流向生物多樣性中心的近緣野生種群并在野生種群中固定會導致野生等位基因的丟失而造成遺傳多樣性的喪失。
    理論上講,許多性狀的改變都可能增加轉基因植物雜草化的趨勢。轉基因植物與常規植物相比,具有某些競爭優勢,因此就有可能人侵其他植物棲息地,從而導致雜草化。當前,世界上的主要栽培植物都是經人類長期馴化培育而成,已基本失去了雜草的遺傳特性,僅靠一兩個基因的改變就使它們轉變為雜草的可能性非常小,但隨著更多基因的導入,不能排除引起轉基因植物雜草化的可能性。尤其是對于那些在特定的條件下本身就是雜草的作物,例如曾經引起過嚴重雜草問題的向日葵、草莓、嫩莖花椰菜等,這類植物的遺傳轉化后,更應該密切檢測以防雜草化的出現。由于雜草可能引起嚴重的經濟和生態上的后果,使轉基因植物的雜草化成為其最主要的風險之一。雖然“超級雜草”目前并不存在,但是我們也應積極采取以下有效的措施與對策來進行預防。

    2.1.1物理隔離

    物理隔離的一種主要方式為距離隔離,它是農業生產中為保證種子純度而經常使用的防止作物串粉的手段之一。轉基因作物釋放時采用距離隔離可在某種程度上阻斷轉基因花粉的漂移。關于轉基因作物的傳粉距離,已經積累了一些研究成果,在轉基因棉花和轉基因馬鈴薯中均有相關報道。除了距離隔離外,根據具體的轉基因作物,還可選擇采用如去掉轉基因作物的花、移去與作物有親和性的種類、調整播種時間使轉基因作物及其親和性物種的開花時間相互錯開及在周圍種植同種的非轉基因作物以作為緩沖區等物理方法。但上述方法只適合于轉基因作物的小規模田間釋放試驗,而對于大面積商品化生產采用物理隔離來防止轉基因通過花粉的擴散是不切實際的,必須考慮其它對策。

    2.1.2轉基因遺傳調控該法是指利用遺傳工程技術調控轉基因對雜草的選擇有利性。在一個串聯構建體中,讓對作物是中性或有利而對雜草有害的TM基因 (TM1、TM2)位于目的基因(如抗除草劑基因)的兩側,則這種轉基因花粉與近緣雜草受精后產生的后代雖然具有目的基因,即能抗除草劑但同時獲得的TM 基因會產生有害的總效應,使其難以發展成為超級雜草。即使兩個TM基因中的一個在雜交后代中消失,剩下的另一個仍會產生調控作用。采用轉基因遺傳調控策略后,也不能完全避免超級雜草的出現,因為轉基因遺傳調控技術本身也存在某種風險,這種風險性來自于TM性狀和轉基因性狀的相互分離以及TM性狀的突變失活。因此,對轉基因遺傳調控,管理部門所應關心的是該策略能使超級雜草產生風險的程度盡可能的降低,而不是完全避免。

  • <noscript id="yywya"><kbd id="yywya"></kbd></noscript>
  • 东京热 下载