转基因抗虫作物非预期效应研究进展

在介绍转基因抗虫作物非预期效应概念基础上,分析了转基因抗虫作物非预期效应产生的机制,从转录组学技术、蛋白组学技术及代谢组学技术三方面综合论述了转基因抗虫作物非预期效应的检测方法及检测结果。大多数的研究结果已表明,转基因作物并没有产生明显的大尺度的非预期效应,但仍然不能完全排除转基因作物产生非预期效应的可能,国内外对转基因作物的安全性问题都未给出完全的肯定性结论。     

转基因植物非预期效应检测评价技术的发展

检测和评价转基因植物非预期效应是转基因植物安全评价不可或缺的重要内容之一。介绍了转基因植物非预期效应的定义、成因及其检测评价技术的发展,指出了转基因植物非预期效应检测评价技术的难点和存在的问题。阐述了基因芯片分析技术在检测和评价转基因植物非预期效应中的应用前景,特别介绍了转基因植物在不同发育阶段和生长条件下差异表达基因的分布模型,并提出了利用基因芯片分析技术,从差异基因到代谢途径,再到非预期效应的转基因植物安全评价模式。这一评价模式可为今后创建高效、全面、客观、公正的转基因植物非预期效应检测和评价技术提供可能的实验模型和理论依据。     

转基因作物对畜禽肠道非预期效应的研究进展

随着基因工程技术的发展,全球转基因作物种植面积持续增加,转基因作物及其加工副产物75%以上用于动物饲料原料,因而,非常有必要开展转基因作物饲用安全性评价研究。肠道是机体最大的免疫器官,肠道健康对动物正常生理功能的维持具有重要作用,转基因作物对肠道的非预期效应研究是转基因作物饲用安全性评价的热点。介绍了转基因作物饲用安全性评价的特殊性与必要性,分析了饲料中转基因成分在体内的潜在消解和转移规律,综述了转基因作物对畜禽肠道形态结构和微生态平衡非预期效应的研究进展,旨在为转基因作物饲用安全性评价体系的建立与完善提供参考。     

蛋白质组学方法评估转基因抗虫玉米非预期效应

【目的】转基因育种是将对人类有益的外源基因通过生物技术整合进受体植物的基因组中,使其获得通过自然进化无法获得优异性状,这是转入外源基因的"预期效应"。然而,外源基因插入受体植物还可能产生无法控制和预期的细胞、代谢或表型等方面的改变,即"非预期效应"。非预期效应是转基因植物安全评价的核心内容之一,也是近年来研究的热点和难点。本研究以抗虫转基因玉米为材料,利用差异蛋白质组学技术比较研究转基因玉米与其非转基因玉米之间的非预期效应,为蛋白质组学技术解析转基因植物非预期效应提供理论参考。【方法】选取4份已经进入中国农业部安全评价阶段转苏云芽孢杆菌(Bacillus thuringeinsis,Bt)内毒素基因的抗虫玉米材料,即SK12-5zd、IE034z、Bt799z、Bt799zd,以及它们的对照玉米材料郑单958和郑58,分别种植于可控人工温室中。待玉米幼苗生长至5叶1心期时,每份材料取长势一致的6个单株最上部完全展开叶片,混合作为一个样本进行取样,并提取叶片蛋白质。双向电泳技术分别分离4种转基因玉米和它们各自对应的非转基因材料高丰度蛋白质组,利用Image Scanner扫描仪扫描脱色后的蛋白质凝胶,PD Quest 8.0软件(Biorad,USA)分析蛋白质凝胶图谱,以蛋白点相对体积(%Vol)来表述每一个匹配蛋白质的表达丰度,将电泳凝胶上特异性蛋白质和相对体积大于2倍的差异蛋白质点取样,依据相应蛋白质数据库进行质谱鉴定,并对鉴定出的特异性和差异性蛋白质进行细胞功能富集分析(GO)和代谢途径富集分析(KEGG),以评价转基因抗虫玉米的可能非预期效应。【结果】通过比较4种不同转基因抗虫玉米及其非转基因对照的高丰度蛋白质组,除目标抗虫基因外,共鉴定出61个蛋白质,其功能主要是富集于光合作用、碳固定、能量转运等基础细胞功能相关酶类,如核酮糖二磷酸羧化酶、ATP合成酶、丙酮酸磷酸双激酶等。仅有少数几个与光合作用、碳固定和ATP合成途径等基础代谢过程相关基因出现上调表达。KEGG分析表明,与对照ZD958相比,SK12-5zd的差异蛋白在光合生物碳固定途径中显著富集;Bt799zd的差异蛋白则分别在光合生物碳固定途径、光合作用和碳代谢途径中显著富集。与对照Z58相比,IE034z和Bt799z的差异蛋白均在光合作用代谢途径中显著富集。证明4种转基因材料与对照蛋白质组相似性较高,未见基因的异常表达。【结论】测试的4种转基因材料在蛋白质水平未发生影响其安全性的非预期效应;当前结果表明蛋白质组学技术可以用来验证转基因植物的非预期效应。     

转基因作物检测技术研究进展

目前基因工程技术已经在多种农作物中得到应用和发展,随着转基因作物的不断增多,转基因产品的安全性问题引起世人的关注,因此需要建立快速、有效的转基因检测技术。文章对转基因作物检测技术的研究进展进行了综述,介绍了酶联免疫吸附法、蛋白质杂交印迹技术、PCR技术、基因芯片、环介导等温扩增技术等在转基因检测中的最新应用情况,同时介绍了其他新型检测技术的研究概况。     

转基因作物及产品检测技术研究进展

随着转基因技术的迅猛发展,转基因作物及其产品的安全性问题受到广泛关注,世界各国纷纷加大了对转基因生物及其产品的管理力度。转基因检测是转基因安全管理的技术保障,本文就国内外转基因作物及产品的检测技术进行了综述,重点介绍了目前使用较广泛的PCR、ELISA等转基因检测技术的原理和特点。提出了今后转基因检测技术的发展趋势和研究方向。     

转基因作物安全评价的检测技术

转基因作物的生物安全问题已成为全球的关注焦点,世界各国和各国际组织相继制定了相关的法律法规来加强转基因作物的安全管理。转基因作物的安全问题需要对其进行转基因生物安全评价,而转基因作物的检测评价技术是判定转基因作物是否安全的关键。笔者综述了当前转基因作物的主要检测技术和安全评价技术,重点阐述了非目标的组学技术包括转录组学、蛋白质组学和代谢组学,在转基因作物的非预期影响的安全评价中的应用。     

印度转基因作物

印度政府于2002年批准转基因棉花商业化种植。截至2014年,单价或双价的转基因棉在印度大约占棉花种植面积的95%。Bollgard和BollgardⅡ两种转基因棉花的推广对整个印度的棉花产业带来了巨大的影响,给农场、农民乃至国家都带来了利益。虽然印度转基因棉花取得了巨大成功,然而其他转基因作物在印度并没有实现商业化种植。本文就当前印度一些新的转基因作物研究进展、政府对转基因作物的监管及面临的挑战进行论述。     

转基因作物种子检测技术研究进展

随着转基因技术的不断进步,转基因农作物的种类越来越多,各个国家对转基因种子的需求量也在逐渐增加。转基因作物的大规模推广推动了我国农业的发展,转基因作物具有抗寒抗旱的特点,提高了农作物的生产量,与此同时转基因技术的发展为农业生态环境带来了新的挑战,为应对这种挑战,我国加大了对转基因种子的检测力度,文章就转基因种子的检测方法进行了讨论。     

转基因作物及其生物安全性

随着基因工程技术日益完善,转基因作物的种类和耕种面积迅速增长,但其潜在的问题也日益突出和明显。文章对转基因作物的研究和应用概况以及安全性进行了简要综述。     

转基因作物的利用与安全性评估

我国转基因作物的应用面积只占世界的1%,并且只是转Bt基因抗虫棉,这是由于我国的转基因作物安全性评估研究相对滞后所致。转基因作物中可能存在一些人类不曾食用过的基因,转基因作物的大规模应用能否对人类的健康和环境造成不利影响是安全性评估的两个方面。生态评估是估测转基因作物的花粉及种子扩散能否形成遗传污染和生物多样性下降;转基因作物本身或近缘种能否成为超级杂草;以及对非目标生物的风险。评估新产品能否导致食品的致敏性,以及转基因作物花粉的致敏性是转基因产品对人与动物健康是否有害评估的重要方面。应深入开展安全性研究,尽快完善适合中国实际的评估程序和手段,使转基因安全性将不再是制约转基因作物商业化的主要因素。     

丛枝菌根真菌作为指示性物种评估转基因作物对土壤微生物影响的研究概述

转基因作物与土壤生态系统环境要素紧密相关。土壤微生物作为土壤生态系统的一个重要组成部分,转基因作物大面积种植是否会给土壤微生物带来影响已成为其生态风险评价中不可忽视的一个方面。土壤中的微生物种类繁多,因此在研究时有必要选取一些具有代表性的微生物进行分析。丛枝菌根真菌作为一类重要的土壤环境指示微生物,在改善土壤质量与健康状况、提高生物多样性、促进植物生长等方面发挥着不可替代的作用。文章就主要转基因作物对丛枝菌根真菌的影响和作用机制进行综述,认为可将丛枝菌根真菌作为评价转基因作物对土壤生态系统影响的指示生物。     

Yield effects of genetically modified crops in developing countries

Onfarm field trials carried out with Bacillus thuringiensis (Bt) cotton in different states of India show that the technology substantially reduces pest damage and increases yields. The yield gains are much higher than what has been reported for other countries where genetically modified crops were used mostly to replace and enhance chemical pest control. In many developing countries, small-scale farmers especially suffer big pest-related yield losses because of technical and economic constraints. Pest-resistant genetically modified crops can contribute to increased yields and agricultural growth in those situations, as the case of Bt cotton in India demonstrates.     

棉花中转基因成分多重PCR检测体系的建立

以棉花内源基因sad1、报告基因GUS、外源抗虫基因Cry1 Ab/Ac、筛选基因NPTⅡ、NOS终止子和CaMV35 S启动子为检测对象,设计的6对引物能扩增长度合适的基因片段且避免了引物二聚体。通过优化PCR扩增体系中不同引物终浓度的配比以及退火温度对多重PCR检测的影响,建立了棉花转基因成分6重PCR检测体系。结果表明:采用本研究建立的棉籽基因组DNA提取方法,该6重PCR检测体系能够有效地从少至1颗棉籽的少量样品里检测出棉花中的转基因成分。     

全球转基因作物的产量和销量

从1994年到现在,全世界转基因作物的种植生产和消费已经超过20年。转基因作物刚开始出现便立即被农民所接受。单单在2013年,全世界范围内包括棉花、玉米、大豆、油菜、甜菜和苜蓿在内的转基因作物种植面积已高达1.75亿hm2,有14个国家的转基因作物种植面积超过50万hm2。绝大多数转基因作物的两个典型优点是抗除草剂和抗虫。主要生产国的转基因作物普及率已经达到90%。如今,转基因作物在发达国家的种植面积比发展中国家更大。截至目前,还没有关于人类消费转基因作物以及含转基因成分食品的数据统计,绝大部分(约90%)的主要转基因作物被用作动物饲料,少数转基因作物,如木瓜、南瓜及甜玉米则被直接消费,油、淀粉、高果糖甜味剂、蔗糖和卵磷脂等来源于转基因作物的原料普遍被应用于食品产业。在美国超市,高达70%的产品中含有转基因成分,很多其他国家的人们也在消费这样的产品,尤其是那些没有要求转基因标识的国家和地区。在许多国家,一些非政府组织经常散布关于转基因食物的谣言,以达到阻挠公众接受转基因食物和转基因作物商业化的目的。遗憾的是,政府决策者的决定常常基于政治考虑,而非出于转基因作物的重要科学意义。     

欧洲转基因作物现状

欧盟不同国家对转基因生物的注册审批是有差异的,尤其是在转基因作物的培育上存在很大的争议。一些成员国允许培育转基因作物,而另一些成员国则禁止培育。其中一个解决方案是将审批流程国有化,这或许可以为当前的僵局提供一个解决方法(取决于它的实施情况)。随着世界上新型转基因生物的应用越来越多,进口转基因生物的注册审批流程陷入困境,导致注册审批的不同步和结构贸易破坏的发生率日益增高。当务之急就是需要可以超越目前国有化审批流程的改革措施。国际贸易中审批流程的不同步也会影响其他国家,因此,急需一个国际层面的解决方案。     

转基因产品检测方法研究进展

综述了国内外转基因生物（Genetically modified organisms,GMOs）及其产品检测方法的研究进展,并重点介绍了目前广泛应用的一些检测方法。