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抗草甘膦转基因油菜的稳定性鉴定与初步安全性评价

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抗草甘膦转基因油菜的稳定性鉴定与初步安全性评价

作者：端群华中农业大学

学位级别：硕士

油菜是我国重要的经济作物,田间杂草严重损害了油菜的产量和品质。培育抗草甘膦转基因油菜是解决田间草害的有效途径之一。本实验室前期将一种新型抗草甘膦基因I.variabilis-EPSPS*转入到甘蓝型油菜甲9707中,获得了一批抗草甘膦转基因油... 详细信息

油菜是我国重要的经济作物,田间杂草严重损害了油菜的产量和品质。培育抗草甘膦转基因油菜是解决田间草害的有效途径之一。本实验室前期将一种新型抗草甘膦基因I.variabilis-EPSPS*转入到甘蓝型油菜甲9707中,获得了一批抗草甘膦转基因油菜,并对其进行了初步的草甘膦耐受性分析和分子鉴定。在此基础上,本研究选择抗性优良的单拷贝转基因株系甲H-14、甲H-125和甲HX-6等进行遗传稳定性的鉴定,并开展初步的环境安全评价和食用安全评价,为进一步推动抗草甘膦转基因油菜的产业化提供支撑。主要研究结果如下:1.目的基因整合稳定性分析显示外源插入序列的各个功能元件都稳定整合到了油菜基因组中,各转基因株系的T-DNA插入位置在不同世代间是稳定的。表达稳定性分析证明目的基因及其表达产物在各转基因株系的不同世代间可以稳定超量表达,并且在各组织中表达特异性趋势相似,在叶片中的相对表达水平较高,在种子中的含量极低。2.草甘膦耐受性分析表明各转基因株系在T、T代都表现出良好的草甘膦抗性,可以耐受4倍田间推荐使用剂量的草甘膦。但在喷施6倍剂量的草甘膦后,各转基因株系的生长发育受到一定影响,出现一定程度的株高降低、叶片发黄、花粉败育等现象。3.对抗草甘膦转基因油菜进行初步的环境安全评价。生存竞争力分析表明各转基因株系与受体对照的农艺性状没有显著差异。非靶标除草剂耐受性分析显示各转基因植株与受体对照对于非靶标除草剂的耐受性没有显著差异。相对于受体对照,转基因油菜不具备生存竞争优势,杂草化风险较低。4.对抗草甘膦转基因油菜进行初步的食用安全评价。通过ELISA方法检测新表达蛋白在植物主要食用和饲用部位的含量,结果表明新表达蛋白在叶片中相对含量较高(新表达蛋白含量为5.63×10～10.36×10μg/g鲜重),在种子中的含量很低(新表达蛋白含量为0.11×10～0.74×10μg/g鲜重),在非转基因对照中未检测到新表达蛋白。同时,生物信息学分析结果显示新表达蛋白致敏性风险、抗营养风险和潜在毒性均处于较低水平。综上所述,I.variabilis-EPSPS*基因能够在转基因油菜的各世代间稳定遗传和表达。与受体对照相比,转基因油菜表现出优异的草甘膦抗性,并且不具备生存竞争优势,食用风险较低。通过上述研究工作,完成了甲H-14、甲H-125和甲HX-6等3个优异单拷贝转基因株系的环境释放阶段的安全评价申请,并顺利获批[批准号:农基安审字(2020)第182号],为推进我国抗草甘膦转基因油菜的新品种培育奠定了坚实的基础。

关键词： Ⅰ.variabilis-EPSPS* ELISA 抗草甘膦转基因油菜安全性

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全球抗草甘膦基因专利分析与技术展望

生物技术通报 2022年第12期38卷 324-333页

作者：岳荣生程兴茹李俊唐巧玲康宇立王友华中国农业科学院生物技术研究所北京100081 青岛农业大学青岛266000

草甘膦是目前全球应用最广泛的广谱性除草剂之一,存在无法有效区分杂草和农作物的问题,研发对草甘膦具有抗性的农作物是解决这一难题的重要途径之一。本文基于智慧芽(PatSnap)全球专利数据库,对1983-2020年美国、中国及欧盟等国家或地... 详细信息

草甘膦是目前全球应用最广泛的广谱性除草剂之一,存在无法有效区分杂草和农作物的问题,研发对草甘膦具有抗性的农作物是解决这一难题的重要途径之一。本文基于智慧芽(PatSnap)全球专利数据库,对1983-2020年美国、中国及欧盟等国家或地区收录的全球抗草甘膦基因专利进行统计分析,总结出全球抗草甘膦基因专利研究发展的总体趋势、主要研发机构及技术研发热点,对比了国内外主要研发机构抗草甘膦基因研发的策略与竞争力,并对未来抗草甘膦基因的商业化发展提出了展望。

关键词：除草剂抗草甘膦专利分析

两个抗草甘膦抗螟虫水稻转化体的目标性状验证和比较

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分子植物育种 2023年第1期21卷 157-167页

作者：潘白璐邓力华刘建丰肖国樱湖南农业大学农学院长沙410128 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院种子创新研究院北京100101

抗草甘膦、抗螟虫的转基因水稻为控制稻田草害、虫害提供一条更环保、高效的途径。E1C4008S-3和E1C4008S-4为新培育的兼抗草甘膦和螟虫水稻转化体。分子鉴定结果表明,它们中的外源基因均为单拷贝,且能稳定遗传。ELISA方法检测抗草甘膦蛋... 详细信息

抗草甘膦、抗螟虫的转基因水稻为控制稻田草害、虫害提供一条更环保、高效的途径。E1C4008S-3和E1C4008S-4为新培育的兼抗草甘膦和螟虫水稻转化体。分子鉴定结果表明,它们中的外源基因均为单拷贝,且能稳定遗传。ELISA方法检测抗草甘膦蛋白EPSPS和抗螟虫蛋白Cry1C的结果表明,在不同发育时期中均是叶片中的Cry1C和EPSPS蛋白含量最高。除草剂处理结果显示,E1C4008S-3和E1C4008S-4在秧苗期均能耐受至少8倍推荐剂量中量的草甘膦。抗虫性检测结果表明,E1C4008S-3对稻纵卷叶螟和二化螟均表现为抗,E1C4008S-4对稻纵卷叶螟和二化螟均表现为高抗。总的来说,两个转化体的抗草甘膦能力均为优秀级别,而E1C4008S-4比E1C4008S-3的螟虫抗性更强。

关键词：水稻转基因抗草甘膦抗螟虫目标性状

抗草甘膦、抗螟虫水稻E1C608的鉴定和重要表型特征分析

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中国生物工程杂志 2019年第11期39卷 31-38页

作者：曾强孟秋成邓力华李锦江于江辉翁绿水肖国樱中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049 中国科学院种子创新研究院北京100101

草害和虫害是造成水稻减产的两个重要因素,培育转基因抗除草剂、抗虫水稻是解决这两个问题的有效途径之一。分子鉴定结果表明,以恢复系R608为受体的遗传转化获得了3个独立转基因事件,其中1个为单拷贝转化体,命名为E1C608-3。用ELISA方... 详细信息

草害和虫害是造成水稻减产的两个重要因素,培育转基因抗除草剂、抗虫水稻是解决这两个问题的有效途径之一。分子鉴定结果表明,以恢复系R608为受体的遗传转化获得了3个独立转基因事件,其中1个为单拷贝转化体,命名为E1C608-3。用ELISA方法检测外源抗草甘膦和抗螟虫蛋白含量的结果表明,E1C608-3的T2代分蘖期的根、茎、叶中EPSPS蛋白含量为120.16-1223.28μg/g,CRY1C蛋白含量为1.23-8.72μg/g,且两个外源蛋白在不同器官中的表达量均表现为叶>茎>根(P草甘膦的耐受浓度至少为16g/L,其耐受浓度至少是转化受体R608的16倍。T3代抗虫实验结果显示,E1C608-3对稻纵卷叶螟幼虫平均致死率为95.56%,表现出良好的螟虫抗性。T4代农艺性状测定结果显示,E1C608-3与转化受体存在较大差异,但都处在水稻天然种质资源的变异范围之内。以上结果表明,E1C608-3是一个抗除草剂、抗螟虫的水稻新种质。

关键词：水稻转基因抗草甘膦抗螟虫农艺性状

抗虫抗草甘膦转基因玉米分子的特征及功能评价（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology) 2018年第8期19卷 610-619页

作者： Miao-miao LIU Xiao-jing ZHANG Yan GAO Zhi-cheng SHEN Chao-yang LIN Institute of Insect Science Department of Plant Protection Zhejiang University

目的:研究抗虫抗草甘膦玉米转化体ZD12-6外源基因的分子特征,对ZD12-6的抗虫和抗草甘膦性状进行综合评价,为ZD12-6产业化提供基础信息。创新点:抗虫抗草甘膦转基因玉米ZD12-6是聚合了双抗虫基因和抗草甘膦基因的转化体,多基因聚合有利... 详细信息

目的:研究抗虫抗草甘膦玉米转化体ZD12-6外源基因的分子特征,对ZD12-6的抗虫和抗草甘膦性状进行综合评价,为ZD12-6产业化提供基础信息。创新点:抗虫抗草甘膦转基因玉米ZD12-6是聚合了双抗虫基因和抗草甘膦基因的转化体,多基因聚合有利于后期品种转育和多性状叠加。对该转化体的分子特征信息分析和功能评价是评判其产业化价值的重要依据。方法:利用DNA印迹法(Southern blot)研究外源基因插入拷贝数;利用高效热不对称交错聚合酶链反应(hiTAIL-PCR)方法对外源基因的插入位点进行定位;通过蛋白质印迹法(Western blot)对外源蛋白进行定性分析;利用酶联免疫吸附测定(ELISA)分析外源蛋白表达量;通过生物测定对抗虫和草甘膦的抗性水平进行评估。结论:抗虫抗草甘膦玉米转化体ZD12-6中外源基因单拷贝插入,插入位点位于玉米1号染色体。ZD12-6对玉米上的主要害虫具有良好抗性,同时对草甘膦具有较强耐受性,具有产业化推广潜力。

关键词：转基因玉米苏云金芽孢杆菌抗虫抗草甘膦

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抗草甘膦大豆加工过程中基因降解研究进展

大豆科学 2017年第1期36卷 150-156页

作者：夏义苗陈复生郝莉花张丽芬辛颖河南工业大学粮油食品学院河南郑州450001

全球范围内转基因大豆的种植和消费越来越普遍,为了保障广大消费者的知情权和自主选择权,促进大豆市场健康有序发展,应尽快完善转基因大豆及其相关产品的科学标识制度,研究不同加工操作对抗草甘膦大豆内外源基因的影响可为标识制度的完... 详细信息

全球范围内转基因大豆的种植和消费越来越普遍,为了保障广大消费者的知情权和自主选择权,促进大豆市场健康有序发展,应尽快完善转基因大豆及其相关产品的科学标识制度,研究不同加工操作对抗草甘膦大豆内外源基因的影响可为标识制度的完善和标识阈值的建立提供强有力的理论参考。文章分别从储藏、机械处理、热处理、酸碱处理、大豆油加工、中国传统豆制品加工等方面综述了不同加工操作对抗草甘膦大豆内外源基因的降解情况,并对内外源基因的稳定性差异进行了初步概述,以期为后续研究更好地服务于科学的标识制度提供有益思路参考。

关键词：抗草甘膦大豆基因加工降解

抗草甘膦基因的克隆及在原核表达系统中的功能分析

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植物保护 2012年第3期38卷 7-12页

作者：赵特林朝阳徐晓丽方军沈志成浙江大学农业与生物技术学院昆虫科学研究所杭州310058 河南农业大学植物保护学院郑州450002

为了克隆抗草甘膦基因并在原核表达系统中分析其抗性水平,利用200μmol/L草甘膦平板从草甘膦严重污染的土壤中筛选到1株抗草甘膦菌株G6PP,经电镜和16SrDNA鉴定为恶臭假单胞菌;以该菌株基因组DNA为模板,通过PCR方法扩增出5-烯醇丙酮莽草... 详细信息

为了克隆抗草甘膦基因并在原核表达系统中分析其抗性水平,利用200μmol/L草甘膦平板从草甘膦严重污染的土壤中筛选到1株抗草甘膦菌株G6PP,经电镜和16SrDNA鉴定为恶臭假单胞菌;以该菌株基因组DNA为模板,通过PCR方法扩增出5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸酯合成酶(EPSPS)基因,该基因编码440个氨基酸,亚克隆到原核表达载体pEET-28a中构建原核表达载体pET-G6;将重组表达载体转化大肠杆菌BL21(DE3)中,经IPTG诱导,表达出46ku的融合蛋白;携带pET-G6质粒的大肠杆菌BL21(DE3)在液体M63培养基中能耐受150μmol/L草甘膦的抑制。本研究结果表明克隆到的G6基因具有一定的抗草甘膦活性,对抗草甘膦作物的培育具有实践意义。

关键词：抗草甘膦 16S rDNA 克隆原核表达

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抗草甘膦转基因大豆利弊

大豆科学 2009年第3期28卷 543-547页

作者：张井勇孙寰王曙明赵丽梅吉林省农业科学院大豆研究中心吉林长春130033

自1996年抗农达转基因大豆正式上市以来,有关转基因大豆问题就展开了争论。13年的实践表明,抗农达大豆得到了迅速应用,产生了巨大的经济效益,对大豆产业的发展和农民增收起了积极作用。减少了除草剂使用量和二氧化碳排放,加速了免耕技... 详细信息

自1996年抗农达转基因大豆正式上市以来,有关转基因大豆问题就展开了争论。13年的实践表明,抗农达大豆得到了迅速应用,产生了巨大的经济效益,对大豆产业的发展和农民增收起了积极作用。减少了除草剂使用量和二氧化碳排放,加速了免耕技术的推广,也产生了巨大的社会效益和生态效益。抗农达大豆也有负面影响,主要表现在单位面积产量可能降低,出现了13种抗农达杂草。已采取了一系列应对措施,开发出了新一代转基因产品,这项技术正在新的起点上不断改进和提高。

关键词：大豆转基因抗草甘膦

抗草甘膦转基因大豆PCR检测方法的建立与应用

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中国农业科学 2003年第8期36卷 883-887页

作者：吕山花常汝镇陶波李向华栾凤侠郭珊花邱丽娟东北农业大学农学院农药与杂草教研室中国农业科学院作物品种资源研究所/农业部作物种质与生物技术重点开放实验室中国农业科学院作物品种资源研究所/农业部作物种质与生物技术重点开放实验室北京100081 北京100081 哈尔滨150030

应用PCR检测方法 ,以大豆凝集素 (lectin)基因为内置标准 ,检测了抗草甘膦转基因大豆中的外源CaMV35S启动子、NOS终止子和CP4 EPSPS成分 ,并通过Southern杂交进一步证实了PCR检测结果的可靠性 ,建立了基于PCR的抗草甘膦转基因大豆检测... 详细信息

应用PCR检测方法 ,以大豆凝集素 (lectin)基因为内置标准 ,检测了抗草甘膦转基因大豆中的外源CaMV35S启动子、NOS终止子和CP4 EPSPS成分 ,并通过Southern杂交进一步证实了PCR检测结果的可靠性 ,建立了基于PCR的抗草甘膦转基因大豆检测方法 ,最低检测限度为 0 .0 5 %。用此方法检测转基因情况未知 ,分别来自欧盟、美国、阿根廷、未知国别的进口大豆及未知国别的进口豆粕 ,除从欧盟进口的大豆无CaMV35S启动子、NOS终止子、CP4 EPSPS基因成分外 ,其余样品均含有上述成分 ;而从国内非转基因大豆中未检出上述成分。用此方法检测抗草甘膦大豆京引D1×豫豆 12的F2 和F2∶5群体植株 ,PCR检测结果与大田施药 (草甘膦有效成分 1.0kg·ha-1)检测结果一致率分别达 10 0 %和 93.0 %。

关键词：抗草甘膦转基因大豆 PCR检测