转基因作物与非转基因作物的共存立法动态研究——以美、日、欧应对基因污染事件为视角

随着基因工程技术的运用与发展,越来越多的转基因作物基因污染事件的发生也引起了世界各国对转基因作物与非转基因作物之间的和谐发展问题的高度重视。以美、日、欧为代表,世界各国对转基因作物与非转基因作物的共存问题都进行了积极地探索。借鉴美、日、欧转基因与非转基因作物共存法律制度,以期为我国转基因与非转基因作物共存法律制度的构建提供参考。     

新型定点重组酶系统在植物基因转化和基因叠加中的应用前景

定点重组转基因技术是调节外源基因表达, 提高转基因效率的重要手段之一。核苷酸的重组反应介导基因之间的易位、倒位、删除和整合, 从而影响基因在不同组织器官和不同发育阶段的表达。将位点特异性重组系统应用在转基因技术中, 不仅可以用来在短时间内获得大量结构正常, 表达稳定的转化植株, 提供育种新资源, 还可用于高效鉴定新基因的功能。基于定点重组的基因叠加技术使转基因作物向复合型性状聚合体的方向发展, 加快了新品系的研发进程, 将为我国转基因作物的研发提供新的技术思路。     

转基因作物外源基因漂移风险及其控制技术研究进展

随着转基因技术的飞速发展,越来越多的转基因作物新品种培育成功。转基因作物以其抗病虫、抗除草剂、优质高产及环境友好型等优良性状被广泛种植,而随之引起的一系列生态风险也越来越引起人们的广泛关注。其中,外源基因漂移导致的生态风险问题是转基因作物环境安全性评价的重要内容之一,尤其在转基因作物19年的商业化种植过程中,外源基因漂移风险管理技术在生产中的应用更不容忽视。本文对转基因作物的花粉介导、种子介导、根际分泌物和无性繁殖器官介导等4种外源基因漂移的主要途径及其引起的生态风险和相关控制技术等进行了综述,以期为转基因作物的环境安全评价及生产中的科学监管提供科学依据。     

转基因作物安全性的解决方法研究进展

随着转基因技术的不断发展,转基因作物的种植面积逐年扩大.转基因技术在解决全球不断增长的粮食需求和保障农业的可持续发展等方面发挥了重要作用.然而,人们对转基因作物和转基因食品的安全性一直存在争议.为了解决这个问题,科学家研究出了多项分子技术来消除转基因带来的潜在威胁,尤其是近几年出现的"外源基因清除技术",有望成为解决该问题的有力工具.综述了几种解决转基因作物安全性问题的方法及其最新进展,并对几种方法进行了优缺点分析.     

利用人工锌指蛋白核酸酶进行植物基因定点突变和置换

基因定点突变技术在基因组原位改变基因特定序列,避免常规转基因过程中位置效应和插入失活。定点突变生物体不含转基因或标记基因,降低风险性。高等植物基因定点突变研究初见端倪,将可能为基因原位功能研究、作物遗传改良和分子设计提供有效策略。利用锌指蛋白核酸酶（Zinc Finger Nucleases, ZFN）引入DNA定点断裂（Double-Strand Breaks, DSBs）可以高效介导基因定点突变,使得ZFN在基因定点突变中倍受关注。文章综述了植物基因定点突变的一般策略,重点介绍了锌指蛋白的结构、原理、应用,特别是ZFN介导的植物基因定点突变与置换研究进展,并对ZFN介导的植物基因定点突变与置换应用前景进行了讨论。     

水稻籼、粳花粉源基因飘流的竞争性

基因飘流是水稻(Oryza sativa L.)转基因安全性研究中的重要内容,研究花粉竞争对基因飘流的影响对于建立并完善转基因飘流模型具有重要意义。本实验分别以籼、粳型转基因水稻和籼、粳常规水稻为花粉供体,不育系为花粉受体,研究籼、粳型双供体在基因飘流中的竞争性。结果表明,同种亚种双供体的基因飘流率与花粉源数量成正相关关系,且基因飘流率与供体花粉数量关系符合S曲线。基因飘流是花粉数量竞争和遗传竞争的综合结果。     

转Bt基因水稻对土壤微生态系统的潜在影响

随着转基因作物商品化应用的增多,对其进行生态风险性评价尤为重要.国内外对转基因作物中外源基因向野生亲缘物种漂移的可能性、昆虫对抗虫转基因作物的耐受性以及转基因作物对生物多样性的潜在影响等问题进行了广泛的研究.文中从Bt杀虫结晶蛋白在土壤中的残留特性、Bt杀虫晶体蛋白对土壤微生物可培养类群和土壤酶活性的影响等方面对转Bt基因抗虫水稻的潜在生态风险性进行了简要综述,以期为同类研究提供有益的信息.     

风向因素对转基因抗虫棉花基因漂移效率的影响

在转基因作物获准进行环境释放并实行大面积商品化推广的同时,基因漂移所引起的生态环境安全问题不容忽视。本研究以含有双价抗虫基因（Bt/CpTI）的转基因棉花SGK321为花粉供体材料,以常规非转基因棉花品种石远321、中棉35、吉扎1号为花粉受体材料,在温室中人工创造定向风和非定向风条件,应用PCR与蛋白检测相结合的方法,检测外源基因发生基因漂移的效率。结果表明：随着与转基因棉花SGK321距离的增加,外源基因转移至非转基因棉花的基因漂移频率呈现波动性变化。在定向风处理中,基因漂移频率在距离转基因棉花6.4 m处达到峰值33.33%,在测定范围内基因漂移最远距离为25.6 m;而在非定向风处理中,基因漂移频率在距离转基因棉花12.8 m处达到峰值36.67%,在测定范围内基因漂移最远距离为36 m。非定向风可显著提高转移至海岛棉吉扎1号的基因漂移频率。外源基因从SGK321转移至其非转基因亲本石远321的基因漂移频率显著高于转移至陆地棉中棉35和海岛棉吉扎1号的漂移频率。本研究可为转基因棉花的生态安全性分析提供一定的理论参考价值。     

谷子（Setaria italica）分子遗传研究进展

近年来不断发展和完善的生物技术为谷子的研究开辟了新的思路,且提供了新的手段。本文概述了谷子在分子标记、遗传图谱的构建、基因定位、功能蛋白基因的克隆、转基因技术等方面的研究进展,提出了谷子分子遗传研究中存在的问题,并对今后的发展趋势作了初步探讨。     

转基因耐除草剂作物的环境风险及管理

自1996年第1例转基因作物在美国商业化种植, 其在全球的种植面积一直处于持续、快速增长的趋势。2010年, 全球转基因作物种植总面积达1.48×10⁸ hm², 所种植的转基因作物主要是耐除草剂和抗虫作物, 其中耐除草剂作物占种植总面积的81%。耐除草剂作物的种植为杂草的高效控制提供了新的手段, 但其可能带来的生态环境风险也引起了全世界各国的广泛关注和争议。该文在总结归纳前人研究的基础上, 针对耐除草剂作物的基因漂移、杂草化及对生物多样性的影响等当前人们普遍关注的环境风险问题, 系统讨论了相关的风险评价程序和方法, 概括和分析了当前耐除草剂作物的环境风险研究进展和管理措施, 以期为我国转基因耐除草剂作物的开发、风险评价及管理提供依据。     

家蝇介导的水稻基因逃逸风险评估(英文)

【目的】对转基因作物进行生态风险评估是大面积种植前的一个必要步骤,水稻Oryza sativa访花昆虫有上百种,包括家蝇Musca domestica。本研究旨在明确访花昆虫家蝇介导转基因水稻外源基因逃逸的风险。【方法】2010年,我们使用转基因水稻B1, B6和G8-7作为父本(花粉供体),用同源非转基因水稻Jiazao 935和Wuyunjing 7作为母本（花粉受体）,并用家蝇作为授粉昆虫,在浙江大学华家池和长兴试验基地开展了田间种植试验,对收割的后代水稻种子进行室内种植培养,对种苗用潮霉素B和草甘膦处理进行转基因杂交种检测,对存活植株进行潮霉素和草甘膦抗性基因PCR检测,测试家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率。【结果】对浙江两个测试基地3个转基因水稻品种共计超过216 500粒后代水稻种子进行的检测及结果表明,在毗邻区域杂交种少,家蝇授粉区和无家蝇授粉区转基因水稻外源基因向非转基因水稻逃逸频率均较低(0~0.64%)。【结论】家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率较低,家蝇没有增加转基因水稻外源基因逃逸的风险。     

A large-scale field study of transgene flow from cultivated rice (Oryza sativa) to common wild rice (O. rufipogon) and barnyard grass (Echinochloa crusgalli)

The introgression of transgenes into wild relatives or weeds through pollen-mediated gene flow is a major concern in environmental risk assessment of transgenic crops. A large-scale (1.3–1.8 ha) rice gene flow study was conducted using transgenic rice containing the bar gene as a pollen donor and Oryza rufipogon as a recipient. There was a high frequency of transgene flow (11%−18%) at 0–1 m, with a steep decline with increasing distance to a detection limit of 0.01% by 250 m. To our knowledge, this is the highest frequency and longest distance of gene flow from transgenic rice to O. rufipogon reported so far. On the basis of these data, an adequate isolation distance from both conventional and transgenic rice should be taken for in situ conservation of common wild rice. Meanwhile, there is no evidence of transgene introgression into barnyard grass, even when it has coexisted with transgenic rice containing the bar gene for five successive years. Thus, the environmental risk of gene flow to this weedy species is of little concern.     

转基因水稻外源基因向近缘种群漂流和渐渗的研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,我国有8亿以上的人口以稻米作为主食。但在水稻生产中,由于病、虫、草害及不良气候等逆境因子的影响,严重制约了水稻的高产、稳产。转基因生物技术的迅速发展,为水稻抗性育种提供了新途径。自20世纪80年代以来,我国全方位地开展了转基因水稻的研发,目前已经培育出大量的抗病、抗虫、抗除草剂和抗逆的转基因水稻品种,这将为提高我国水稻的生产力和确保粮食安全做出重要的贡献。但转基因水稻的基因漂流及其可能带来的生物安全问题备受关注。已有报道证明,外源转基因可以通过异交向非转基因品种和野生近缘种漂流。在不同的试验条件下,抗除草剂基因有0．05％-0．53％逃逸的可能,其向不育系的最大漂移频率可达4．518％。抗虫基因向相邻非转基因水稻的平均漂移频率最高为0．875％。因此,本文对水稻与其近缘野生种的杂交情况,转基因水稻外源基因向非转基因品种、野生近缘种以及野生非近缘种的漂流和渐渗及其潜在的生态环境风险等方面进行了简要分析,并对转基因水稻的发展进行了展望,以期为转基因水稻的安全应用提供参考。     

转基因作物中2种除草剂抗性基因aad1和dmo的PCR检测方法

【背景】抗除草剂转基因作物是全球种植面积最大的一类转基因植物,以除草剂抗性基因作为检测靶标的分子鉴定方法的研究与应用,对转基因生物安全的检测与监测有重要意义。【方法】根据除草剂抗性基因aad1和dmo的核苷酸序列设计PCR检测引物,并进行PCR反应体系优化、方法特异性、灵敏度、再现性等方面的测试,分别建立aad1基因和dmo基因的特异性PCR检测方法。【结果】建立的PCR检测方法在56~64℃的退火温度范围内均能获得一致性结果,具有良好的稳健性。该方法可将含有aad1基因和dmo基因的转基因作物与其他转基因作物区分开,其灵敏度可分别达到20个拷贝和40个拷贝。通过将aad1基因和dmo基因的检测引物放入同一管PCR反应体系中,还能在一次PCR中同时检测这2个靶标基因,双重PCR的检测灵敏度与单一PCR一致。【结论与意义】建立的分子方法可精准检测出含有aad1基因和dmo基因的转基因作物,具有特异性强、灵敏度高的特点,为抗除草剂转基因作物的筛选检测提供了可靠的技术支撑。     

MDA技术在转基因检测中的研究与应用

PCR技术是转基因植物及其产品检测的主要方法,但是因为其对模板纯度和质量有较高要求,对于低质量模板难以获得稳定的检测结果。本研究利用MDA技术可将低至10 copies的微量DNA样品扩增至可用PCR方法稳定检出;进一步利用MDA技术对转基因玉米有证标准物质Bt11粉末的单颗粒痕量样品释出DNA进行扩增,结合PCR扩增检测,玉米粉末颗粒中内源参照基因的检出率达到70%以上,转基因特异性序列检出与内源参照基因检出的比值,与标准物质标称值基本相符,为建立基于MDA技术转基因植物及其产品粉末颗粒等痕量样品检测方法奠定了基础,同时也为加工产品中复合性状转基因作物的检测提供了潜在的解决方案。     

Detection of gene flow from GM to non-GM watermelon in a field trial

Gene flow from genetically modified (GM) crops to conventional non-GM crops is a serious concern for protection of conventional and organic farming. Gene flow from GM watermelon developed for rootstock use, containing cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV)-coat protein (CP) gene, to a non-GM isogenic control variety “Clhalteok” and grafted watermelon “Keumcheon” was investigated in a small scale field trial as a pilot study. Hybrids between GM and non-GM watermelons were screened from 1304 “Chalteok” seeds and 856 “Keumcheon” seeds using the duplex PCR method targeting theCGMMV- CP gene as a marker. Hybrids were found in all pollen recipient plots. The gene flow frequencies were greater for “Chaiteok” than for “KeumcheonD; with 75% outcrossing in the “Chaiteok” plot at the closest distance (0.8 m) to the GM plot. A much larger scale field trial is necessary to identify the isolation distance between GM and non-GM watermelon, as the behaviors of insect pollinators needs to be clarified in Korea.     

The release of genetically modified crops into the environment. Part II. Overview of ecological risk assessment

Despite numerous future promises, there is a multitude of concerns about the impact of GM crops on the environment. Key issues in the environmental assessment of GM crops are putative invasiveness, vertical or horizontal gene flow, other ecological impacts, effects on biodiversity and the impact of presence of GM material in other products. These are all highly interdisciplinary and complex issues. A crucial component for a proper assessment is defining the appropriate baseline for comparison and decision. For GM crops, the best and most appropriately defined reference point is the impact of plants developed by traditional breeding. The latter is an integral and accepted part of agriculture. In many instances, the putative impacts identified for GM crops are very similar to the impacts of new cultivars derived from traditional breeding. When assessing GM crops relative to existing cultivars, the increased knowledge base underpinning the development of GM crops will provide greater confidence in the assurances plant science can give on the risks of releasing such crops.     

Environmentally friendly approaches to genetic engineering

Summary Several environmental problems related to plant genetic engineering may prohibit advancement of this technology and prevent realization of its full potential. One such common concern is the demonstrated escape of foreign genes through pollen dispersal from transgenic crop plants to their weedy relatives, creating super weeds or causing gene pollution among other crops or toxicity of transgenic pollen to nontarget insects. The high rates of gene flow from crops to wild relatives (as high as 38% in sunflower and 50% in strawberries) are certainly a serious concern. Maternal inheritance of the herbicide resistance gene via chloroplast genetic engineering has been shown to be a practical solution to these problems. Another common concern is the suboptimal production of Bacillus thuringiensis (Bt) insecticidal protein or reliance on a single (or similar) B.t. protein in commercial transgenic crops, resulting in B.t. resistance among target pests. Clearly, different insecticidal proteins should be produced in lethal quantities to decrease the development of resistance. Such hyperexpression of a novel B.t. protein in chloroplasts has resulted in 100% mortality of insects that are up to 40 000-fold resistant to other B.t. proteins. Yet another concern is the presence of antibiotic resistance genes in transgenic plants that could inactivate oral doses of the antibiotic or be transferred to pathogenic microbes in the GI tract or in soil, rendering them resistant to treatment with such antibiotics. Cotransformation and elimination of antibiotic resistant genes from transgenic plants using transposable elements via breeding are promising new approaches. Genetic engineering efforts have also addressed yet another concern, i.e., the accumulation and persistence of plastics in our environment by production of biodegradable plastics. Recent approaches and accomplishments in addressing these environmental concerns via chloroplast genetic engineering are discussed in this review.     

转基因作物的食用与环境安全性问题及其对策

自转基因技术研发和商业化生产以来,针对转基因作物的食用安全性和环境安全性问题一直是公众争论的焦点。面对全球粮食安全形势的严峻压力,如何使公众对转基因技术及其产品的客观性保持一种科学性的认识,是摆在各国(特别是发展中国家)政府和科学家面前不可忽视的课题。本文从食品和环境两个方面简要介绍了转基因作物的安全性问题,旨在还原转基因技术的科学真实性,并简要提出转基因作物的安全性对策。