转基因水稻及安全性的研究进展

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1、万方数据2009年第8期中国食物与营养FoodandNutfitioninChinaNo．08．2009转基因水稻及安全性的研究进展胡贻椿’，陈天金z，朴建华1，杨晓光’(1中国疾病预防控制中心营养与食品安全所，北京100050；2中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，北京100081)摘要：水稻是世界的一大主粮，转基因水稻的发展及其安全性倍受关注。本文总结了获得转基因水稻的技术方法，概述了转基因水稻的国内外研究进展，分析了转基因水稻存在的安全性问题，并对其发展前景进行了展望。关键词：转基

2、因；水稻；安全性转基因技术是指将外源基因通过生物、物理或化学手段导入其它生物基因组，以获得外源基因稳定遗传和表达的遗传改良体Ill。水稻是世界主要的粮食作物之一，世界上有将近二分之一的人口是以稻米为主食。然而在水稻的生产过程中由于各种病虫害、不良气候与环境的影响，严重制约了水稻的高产、稳产121。随着转基因技术的兴起，转基因水稻的研究也成为了各国转基因技术研究的热点。1988年第一批转基因水稻m】问世之后，越来越多的研究者利用转基因技术对传统的水稻进行改良，成功地获得了许多具有高产、抗性、营养乃

3、至药用价值的转基因水稻。本文就转基因水稻的研究进展进行了综述。1水稻转基因的技术方法1．1原生质体为受体的转化方法早期的转基因水稻是通过将Pb祝ff．DNA直接导入原生质体的方法获得再生植株的，主要方法有PEG法、电激法和脂质体转化法。在20世纪80年代，PEG转化法和电激法占据了主要地位吲。1．1．1PEG转化法PEG转化法是禾谷类作物转化方法中最早应用方法之一。原理是利用聚乙二醇(PEG)及高pH条件诱导原生质体在体外摄取外源DNA。原生质体作为受体，具有群体数大、DNA分子易于进入、易获得

4、纯合性的转化子等优点，但原生质体培养难度大、再生频率低、周期长㈨。1．1．2电激法电激法也叫电穿孔法，原理是利用短暂的电场脉冲作用，使原生质体膜形成可逆的瞬间通道，使DNA进入细胞。其转化效率高于PEG法，但目前很少应用{1．61。1．1．3脂质体转化法脂质体是由磷脂组成的膜状结构，将DNA分子包在脂质体内与原生质体共保温，通过两者之间膜结构的相互作用，可以将DNA分子高效地导人到植物原生质体中去。脂质体法介导外源DNA转化可免受细胞内核酸酶的降解作用，同时还具有提高DNA浓度的效果，故转化频率

5、较高、操作较为简便、对原生质体无毒害。缺点是需要制备原生质体和建立原生质体再生体系【7】。1．2非原生质体转化法原生质体转化法严重依赖于水稻原生质体的再生能力，受到了品种基因型的制约，为了解决基因转化对原生质体的依赖，人们开始研究不以原生质体为受体的方法，已经成功获得转基因水稻植株的主要有以下3种方法：1．2．1农杆菌介导转化法农杆菌介导转化法就是将外源基因插入农杆菌的质粒上，由载体将外源基因转移并整合到植物细胞基因组中。基本程序包括：受体系统的建立、转化载体的构建和目的基因的转化。利用农杆菌转

6、化水稻，植株的再生频率可高达10％～30％。该法利用天然的转作者简介：胡贻椿(1982～)，女．湖南岳阳人。在读博士研究生，从事转基因产品营养与安全性评价研究。万方数据中国食物与营养化载体系统，成功率高、遗传稳定性好，可以连接不同的启动子，外源基因可在不同组织特异表达，且载体可容纳大片段的异源DNA。该方法是目前常用的水稻转基因方法[1．6】。1．2．2基因枪介导转化法基因枪介导转化法是将外源DNA或RNA吸附于金粉或钨粉颗粒上，通过高压加速使之穿过转化受体的细胞壁，最终使外源基因整合到植物基因

7、组中。再经过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中的阳性植株即为转基因植株。基因枪介导转化法操作简便⋯、不受受体植物限制、载体质粒的构建也相对简单。但相对于农杆菌转化法来说，基因枪法还存在转化频率相对低，实验成本较高等缺点¨e1。1．2．3花粉管通道法花粉管通道法，由我国学者周光宇提出，其基本原理是利用植物授粉后，从珠孔到珠心之间有一条花粉管通道，外源基因可通过此管道渗入并进入胚囊，转化尚不具备正常细胞壁的卵、合子或早期胚胎细胞。随着受精卵的发育而成为转基因新个体。该方法简单、快速、易被人接受

8、，但机理尚不完全清楚，故目前应用并不是很多【1．8J。2转基因水稻的发展现状目前研究较多的转基因水稻主要分为3类，具有抗性的转基因水稻，如抗除草剂水稻、抗虫水稻、抗逆水稻等；具有高营养价值的转基因水稻，如转乳铁蛋白水稻、高赖氨酸水稻等；及具有药用价值的转基因水稻，如乙肝疫苗水稻、霍乱疫苗转基因水稻等。2．1具抗性的转基因水稻具有抗性的转基因水稻是研究最早且发展较快的一类。表1中列出了部分通过转基因技术培育出具有抗性的水稻的研究成果，其中研究得比较成熟的有转Bt基因抗虫水稻和转Xa21基因抗白叶枯