最长双色球基本走势图:轉基因抗蟲玉米MON810轉化事件的研究及應用

2018-11-15

福彩双色球和值走势图 www.czbgf.icu 轉基因育種技術包括基因分離、基因克隆、載體構建、遺傳轉化、轉化事件篩選、品種選育等環節,其核心技術是遺傳轉化,即將外源基因轉入受體基因組中。目前轉基因玉米常用的遺傳轉化方法是基因槍法和農桿菌介導法。轉化時外源基岡隨機插入到受體材料的基因組中,不同的插入位點產生不同的轉化事件,因此每次轉化反應一般產生幾十個至上千個轉化事件。在品種選育前需要從中篩選出外源基因表達水平和表達模式符合商業化用途的轉化事件。同一個轉化事件可以通過常規雜交手段導,人其他玉米材料中,進而選育出不同品種,成為某個轉化事件的品系。轉化事件不易被修飾改造而被重新申請專利,所以轉化事件具備很難繞過或者規避的技術優勢,因此轉化事件是轉基因育種知識產權?;さ鬧氐?,也是轉基因產品檢測中鑒定轉基因品系的關鍵川。目前全球被批準商業化的玉米轉化事件達148個,轉基因抗蟲玉米中M0N810轉化事件的商業化程度最高,全球有26個國家和地區批準其用于種植或飼料食品加工。鑒于M0N810在中同的專利將在2020年過期,為了進一步應用該轉化事件,本文綜述了有關M0N810轉化事件的分子生物學特征、檢測方法、殺蟲效果、安全評價、國內外應用現狀,供相關從業者參考。

1、M0N810的分子生物學特征及檢測技術

M0N810是美國盂山都公司于1993年研發成功,1996年美國批準其進行商業化種植。其外源基因來源于蘇云金芽孢桿菌庫斯塔克亞種HD-1菌種 (Bacillus thuringiensis subsp. Kurstaki HD-1 ) 的Crylab基因,經基因修飾后接人質粒載體PV-ZMBK07中,通過基因槍法實現遺傳轉化。

1.1 M0N810的分子生物學特征

M0N810轉化事件的插入序列包含CaMV355啟動子(299bp)、經修飾的抗蟲基因Crylab部分編碼區域(2448bp)、玉米熱激蛋白基因hsp70的內含子(804bp)。在轉化前的質粒中CaMV35S啟動子的長度是615bp,外源抗蟲基因長度是3460bp,這是由于基因槍法轉化時外源序列會隨機產生斷裂。M0N810事件中CaMV355啟動子丟失了5'端序列,但未影響其功能,能在玉米全植株和全生育期啟動外源抗蟲基因的表達。同樣Crylab基因丟失了3'端序列,3'端起到穩定蛋白結構作用,缺失后并沒有影響其殺蟲功能。M0N810的5'和3'端側翼序列長度分別為803bp和588bp的玉米基因組序列。側翼序列及插人序列全長為5.5kb位于基因組兩個Nde I酶切位點之間。

1.2檢測技術

轉基因檢測技術包括篩查檢測和品系檢測,篩査檢測目的是確定是否含有外源插入序列,品系檢測是確定轉化事件。不同轉化事件的插人序列不同,而且插人序列在基因組中還可能存在位置效應,即影響相鄰基因或染色體結構,或者相鄰基因和染色體結構影響外源基因表達。因此不同的轉化事件可能存在潛在未知風險,所以每個轉化事件都需要安全評價。轉化事件的檢測是轉基因生物安全管理及進出口貿易必要程序只有通過安全評價的轉基因事件才可以商業化。目前轉化事件的檢測主要是根據插人序列與玉米基因組之間的連接區域設計引物,應用PCR技術擴增特異條帶,進而確認特異的轉化事件。我國目前常用的M0N810轉化事件檢測標準是農業部869號公告-9-2007和國家出入境檢驗檢疫行業標準SN/T 1196-2012。除了上述標準外,武海斌等根據M0N810的3'端與基因組相連接序列設計引物,該引物可以實現與Btll、TC1507及玉米內參基因zSS II b的特異引物進行復合PCR檢測。易小平等報道了新的M0N810定性PCR檢測方法,該方法的擴增產物長325bp,非特異擴增少,不易產生假陽性檢測結果,并經過網內7家實驗室驗證了該方法的重復性和靈敏度。陳潁等建立了實時熒光定量PCR檢測技術,能夠檢測0.01%含量的轉化事件。近年來,環介導的等溫擴增技術(LAMP)應用于M0N810的檢測,現行檢測標準是SN/T 3767.8-2014。

2、M0N810的殺蟲效果及安全評價

M0N810表達的殺蟲蛋白是蘇云金芽孢桿菌的殺蟲晶體蛋白CrylAb,是所有抗蟲蛋白中應用最廣泛的一種,對歐洲玉米螟、西南玉米螟和亞洲玉米螟等鱗翅目害蟲都具有良好抗性。該蛋白的殺蟲機制是被昆蟲攝人后,在堿性腸道中被活化,專一性與中腸上皮細胞受體結合,形成離子通道或孔洞,引起滲透壓失衡,導致昆蟲死亡。M0N810事件應用的啟動子是CAMV 35S啟動子,該啟動子屬于強啟動子,沒有組織特異性,能強制啟動外源基因在玉米各組織中表達,使整個植株都表達殺蟲蛋白,一方面全方位防治玉米螟,另一方面其安全性也倍受關注。

2.1殺蟲效果

MON810在1996年獲得美國食品藥物管理局(IDA)、美國農業部(USDA)和美同環保署(EPA)批準后在美國商業化。白商業化至今的20多年問,在防治玉米螟方面效果好,受到種植者歡迎。M0N810對心葉期發生的一代歐洲玉米螟和對穗期發生的二代玉米螟防效都高達96%。試驗結果顯示M0N810對亞洲玉米螟有明顯抗性。此外,M0N810對玉米莖夜蛾、玉米禾螟也具有一定的控制效果。M0N810的玉米子粒對儲糧害蟲也有一定的控制作用,研究顯示可使印度谷螟和麥城的生殖能力下降。M0N810在生育期表達量不同,在抽絲期前呈上升趨勢,于抽絲期達到最高,之后下降在各器官中的表達量也不同,葉片的表達量最高,依次為莖、根,在種子和花絲中的表達量很少。

2.2安全評價

在食用安全方面,中國疾病預防控制中心將M0N810玉米以50%的比例摻人飼料中,飼喂大鼠90d,未見異常。M0N810從1996年商業化以來,在食用安全方面未發現與常規玉米有差異。

在生態安全方面,玉米外源抗蟲基因能夠通過基因漂移方式轉入到同源的大芻草中,但是中網境內沒有野生的大芻草,這方面的影響幾乎沒有。J.E,Losey等在Nature發文稱Bt玉米花粉能導致帝王斑蝶幼蟲死亡,引起廣泛關注。D.E.Standey-Hom等研究顯示M0N810的花粉對帝王斑蝶幼蟲存活沒有影響。研究顯示,M0N810對玉米螟的天敵、非靶標害蟲和有益昆蟲都沒有顯著影響。但是抗蟲玉米的種植存在對玉米螟抗性風險,這需要在種植過程中采取相應的庇護區等策略避免和延緩玉米螟進化。

此外,轉基因玉米的外源基因表達產物能夠通過根系、秸稈還田及花粉進入土壤生態系統,毒蛋白對土壤生態的影響也是生態安全評價的重要方面。邢珍娟等研究了M0N810轉基因玉米在土壤中降解動態,顯示最長的DT90(初始毒蛋白含量的90%降解所需要的時間)為368.3d.C.Mulder等的研究顯示,CrylAb蛋白對土壤微生物群落組成有影響,但與非轉基因參照玉米相比,對土壤中的營養成分沒有影響。

3、M0N810的應用

玉米螟是玉米生產上的主要害蟲,對玉米產量和品質影響很大,主要有歐洲玉米螟和亞洲玉米螟。歐洲玉米螟分布在歐洲、北非、西亞,據統計,美國因歐洲玉米螟造成產量損失及投入費用達10億-25億美元。亞洲玉米螟分布在東亞、東南亞及太平洋港島,中國每年因亞洲玉米螟為害,導致玉米減產10%左右,大發生年份產量損失可達30%以上,甚至絕收。轉Bt抗蟲基因的應用為防治玉米螟提供了一條新途徑。M0N810與BT176、BT11都是表達CrylAb殺蟲基因的第1代轉基因作物都是在1996年開始商業化種植隨著進一步的研究應用,研究人員發現BT176的花粉對帝王斑蝶和香芹黑風蝶幼蟲生長緩慢,而且BT176控制二代歐洲玉米螟和西南玉米螟效果差,在2001年取消了注冊登記,在2003年之后沒有應用。實踐證明,M0N810抗蟲效果和安全性方面表現突出。

到2017年批準種植M0N810的國家和地區有14個,批準進口作為食物的有21個,批準進口作為飼料的有18個。我國目前沒有批準任何轉基因玉米商業化種植,只批準進口部分通過安全評價的轉化事件作為食品和飼料的加工原料,其中M0N810品系轉基因玉米從2002年開始允許進口。我同在轉基因抗生棉方面的研究和應用位居世界前列,為了進二步推進轉基因育種發展,我國2008年開始啟動實施了。轉基因生物新品種培育科技重大專項。,在抗生方面也獲得了具有自主知識產權的新基因。自主研發轉基因作物的費用約1.35億美元,因此利用過期專利可以節省費用,加快應用速度。

孟山都公司在2000年將M0N810轉化事件申請中國專利。專利管理是為了?;ぶ恫?,但是為了人類能夠共享科技進步成果,一般設置20年?;て諳?。M0N810轉化事件經過了20多年的實踐驗證在其專利?;て諞院?,可以繼續挖掘其價值且無需擔憂知識產權陷阱。


原文發表于《中國種業》作者:楊雙(遼寧省沈陽市農業科學研究院)

本網站由阿里云提供云計算及安全服務
北京七星彩开奖结果 金库电子娱乐游戏平台 扫码赚钱的软件 11选5技巧稳赚任二 买大小怎么能稳赚不赔 超级大乐透走势图表 圆角分模式彩票平台 快3稳赚 四星稳赚平刷刘军挂机教你玩 彩票如何双向刷流水 时时彩小概率暴力打法 倍投大小稳赚下注方式 怎样玩五分彩才能赚钱 大乐透中奖计算器 排列三7码组选六最大遗漏 申请体彩投注站书