转基因作物将为中国农业发展提供根本出路

所谓转基因,是指将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体性状可遗传地修饰的一种技术。转基因技术与传统育种技术是一脉相承的,其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。近十几年来,转基因作物的研发和产业化发展迅猛,到2005年已有21个国家的850万农户种上了转基因作物,产生了巨大的经济、社会和环境效益。     

转基因技术：动植物品种改良有效手段

将人工分离和修饰过的基因导入生物体基因组中，引起生物体性状的可遗传修饰，这一技术称之为转基因技术。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。     

转基因鲤的生态安全检测

以抚远的野鲤、松花江哈尔滨江段的鲤和养殖鲤作对照,对混有不同比例转大麻哈鱼生长激素基因鲤亲本的子一代的基因组进行扫描,评价其生态安全性.在64对AFLP引物中,选出10对扩增条带清晰的引物对对照组、1%实验组、10%实验组、25%实验组、50%实验组、60%实验组、H组和Y组8个群体的基因组扩增,得到了663个位点,每个群体的多态位点数目均大于50%,且随着转基因鱼亲本比例的上升,子代中多态性位点比例的数目在下降;计算了观测等位基因Na、有效等位基Ne、Nei’s基因多样指数H、Shannon信息I、群体内遗传相似度S和遗传距离D、群体间遗传相似度S和遗传距离D、群体间遗传分化度Gst和基因流Nm,并对8个群体进行了比较.结果显示：观测等位基因Na、有效等位基因Ne、Nei’s基因多样指数H 和Shannon信息I 都是Y组最大,其次是对照组,H组最小,在5组含有不同比例转基因鱼亲本的子代中,随着转基因亲本的比例的上升,这4个指数呈下降趋势.群体间相似性S和遗传距离D显示：25%,50%和60%实验组在不同程度上与其它群体产生了分化,特别是60%实验组已经明显的超出了同一种群的范围,可见与60%实验组已经与其它实验组间产生了较大的差异.5个转基因实验组与H组和Y组的遗传分化度Gst和基因流Nm比较显示：群体间基因分化较大,基因流较小,随着转基因鱼亲本比例上升,子代群体中的遗传分化度增大,基因流下降.可以看出随着转基因亲本比例的增加,子一代的基因组呈一定的规律在变化,说明转基因对逃逸后对野生种群的影响是随着逃逸数量增大而增大的,应该防止高比例的转基因鱼逃逸到野生群体中,对野生群体的基因组造成污染.     

转基因稻是否会通过基因逃逸导致生态风险?

外源基因从转基因稻逃逸到非转基因稻品种或其野生近缘种有可能导致生态风险.通常转基因逃逸必须满足如下3个条件:(1)转基因稻和非转基因稻或野生近缘种在空间上分布重叠,相邻生长;(2)转基因稻和非转基因稻或野生近缘种在时间上花期相遇;(3)栽培稻与相关近缘野生种在生物学上有一定的杂交亲和性,且杂种后代能正常繁殖.总结分析了栽培稻及含AA基因组近缘种的地理分布、开花习性、种间杂交亲和性以及栽培稻与多年生普通野生稻之间基因流的研究结果,探讨转基因稻的外源基因是否可能逃逸到环境中而导致生态风险.     

转基因食品的利与弊

<正>转基因技术是20世纪80年代诞生的一种生物技术。它是指利用现代生物技术,将人们期望的目标基因(外源基因),经过人工分离、重组后,导入并整合到生物体的基因组中,从而改善生物原有的性状或赋予其新的优良性状。经转基因技术而获得的生物体称转基因生物,以转基因生物为原料制作加工而成或鲜食的食品称转基因食品。转基因食品的研究与发展作为现代基因技术研究与应用最重要     

让有害基因保持沉默

千百万年来，生物的基因一直按某种规律表达自身的意图，生产生物体所需的蛋白质。自从人类基因组计划完成之后，人们对基因的运作已经有了相当的了解，控制基因自然成了人们关注的焦点。转基因、基因敲除等技术应运而生，这些技术尽管有效，但有些“生硬”。实际上，生物体本身有多种方式控制基因的表达，模仿生物的“技巧”应该是上乘之选，其中核酸干扰技术是既有效又“温柔”的一项新技术。     

一场必然的争论

正有了转基因技术,从原理上来说想转任何基因都可以,由此我们能比较容易地获得想要的生物性状。除了改变某些生物体的传统性状之外,使用转基因技术也有可能创造出新的物种。的确,这种技术在遵从自然规律的基础上,会在某种程度上改变自然的进程,这也使得公众对转基因技术以及转基因产品疑虑重重。不过,任何一项重大的科学发现,理论创新和技术突破往往都会伴随着激烈的争论,转基因这样的重大技术自然不     

一个水稻蛋白激酶的过表达分析及表达调控

对一个预测的具有光反应活性的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶STK进行过表达研究,构建了STK过表达载体,并用农杆菌介导的方法进行遗传转化,获得T0代转基因植株.对转基因阳性植株进行表达分析的结果表明,转基因植株STK基因的表达量显著高于对照,说明目的基因得到了过表达.另外,利用获得的过表达转基因植株对STK调控水稻中光周期相关的开花基因Hd1和Hd3a的表达进行分析,结果表明,Hd1及Hd3a的表达在转基因植株中明显上调,表明该蛋白激酶的基因可能位于Hd1和Hd3a上游,对于Hd1和Hd3a的表达具有重要的调控作用.     

XCRK基因在水稻与细菌性条斑病菌互作中的功能解析

XCRK(Xoc-associated receptor-like kinase)基因是对水稻细菌性条斑病(bacterial leaf streak,BLS)致病菌侵染应答的差异蛋白质组学研究中发现的一个拟抗病基因.生物信息学分析显示该基因位于水稻的1号染色体上,编码一个含有322个氨基酸的蛋白激酶.组织表达分析显示XCRK基因在根、茎、叶、花序等组织中均有表达,且其表达受高盐、H2O2和脱落酸(ABA)的诱导.为了探究XCRK基因在水稻BLS中的作用,通过PCR扩增XCRK基因编码区,构建超量表达载体,并转化水稻愈伤组织获得了超量表达XCRK基因的转基因水稻植株;同时构建了RNA干扰(RNAi)表达载体,并获得了抑制表达XCRK基因的转基因水稻植株.对T1代转基因植株进行了BLS抗性分析,结果显示:超量表达XCRK基因明显增强了转基因水稻对BLS致病菌的抗性;相反地,抑制表达XCRK基因的转基因水稻对BLS致病菌的敏感性则略有增强.综上结果表明XCRK基因正调控水稻对BLS的抗性,这为进一步研究该基因的作用机制提供了理论依据.     

转基因稻向栽培稻及其稻属植物的基因漂流研究进展

从1994年中国科学院通过离子介导法获得世界首例转基因稻以来,转基因稻由于其诱人的经济价值,其研究得到了迅猛地发展,出现具有抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆境和其他优良性状的转基因稻.但是由于其环境安全性评价问题,转基因稻一直未能允许商业化种植.本文综述了转基因稻的生物安全性问题,包括转基因稻基因漂流的途径、条件,转基因稻向栽培稻、野生稻和杂草稻的基因漂流,以及关于基因漂流控制的策略.     

Migration and population genetics of the grain aphid Macrosiphum miscanti (Takahashi) in relation to the geographic distance and gene flow

The population genetics of the grain aphid Macrosiphum miscanti (Takahashi) is analyzed by microsatellite markers. Samples collected from 15 locations in China have been examined at 5 polymorphic microsatellite loci. Overall, genetic diversity displays a relation between the migration and gene flow in the grain aphid: a free and frequent gene flow is found in the eastern populations, and gene isolation occurs in the two western populations, especially Datong population and Guiyang population. The natural barriers may present an insurmountable obstacle preventing gene flow and aphid migration. However, a spatial genetic differentiation between populations is correlated with their geographical separation, indicating the geographic differentiation may play an important role in shaping the genetic structure of M. miscanti populations. In addition, most populations of grain aphids are out of Hardy-Weinberg equilibrium and there is heterozygote deficit. Based on F statistics, the average genetic differentiation among different geographical populations is relatively low. It seems that the long distance migration of the grain aphid may enhance gene flow and decrease genetic differentiation among different populations.     

基于基因枪设计的两阶段引射器的数值模拟

为了设计一种新型基因枪 ,将基因疫苗导入人体表皮细胞 ,提出采用两阶段引射器的设计方案。采用可压缩的轴对称 N- S方程和基于无结构网格的有限体积法 ,利用Spalart- Allmaras湍流模型 ,对该引射器进行了数值模拟 ,很好地描述了各种压力条件下引射器内部和外部流动状况和获得超音速的条件。数值模拟结果同模拟实验吻合较好。研究结果表明 :两阶段引射器结构既便于基因微粒的引入 ,又可以使微粒达到超音速 ,满足微粒射击靶细胞的速度要求 ,是设计基因枪的可行方案     

Assessment on alien herbicide-resistant gene flow among crucifers by sexual compatibility

Cross-pollination and high cross-compatibility are frequently found in many cruciferous plants, which implies that there might be potential risk of alien gene flow among crucifers. In this work, the alien glyphosate-resistant gene flow between GM （Genetically modified） rapeseed variety Q3 （Brassica napus） and 6 varieties from 5 cruciferous species was assessed by sexual compatibility through aniline blue fluorescence observation, manual cross, mentor pollination with the mixture pollen and DNA identification. The results indicated that the compatibility indices of two B. napus varieties, B. juncea vat. multiceps Tsen et Lee and Chinese cabbage （B. chinensis） （as female） with Q3 （as male） were 16.15, 12.77, 2.345 and 0.85, respectively. FI plants were examined by PCR and all of these samples were confirmed as positive. Crossing between Orychophragmus violaceus, Descurainia sophia （as female） and Q3 （as male） expressed high cross-incompatibility. Fluorescence microscope observation indicated that growing of pollen tube terminated at the upper 1/3 part of the style of O. violaceus and on the stigma surface of D. sophia. The mentor plants were further analyzed by PCR and all were shown to be negative. Under the neighboring growth and natural pollination conditions, the rates of gene flow to two B. napus varieties were 2.3278% and 2.1487%, respectively, B. juncea var. multiceps Tsen et Lee and Chinese cabbage were 1.0157% and 0.9236%, respectively. No gene flow was observed in O. violaceus and D. sophia. Frequency of gene flow was highly correlated with sexual compatibility. Due to possible alien gene flow among crucifers, special consideration and care should be taken to grow GM rapeseed.     

一种新型基因枪的研究

为研制一种适应各种场合 ,尤其是在野外操作的基因枪 ,满足将目的基因导入动植物细胞 ,使之稳定表达并遗传 ,实现培育或改良新的优良品种。以压缩弹簧为动力 ,运用撞击发射原理 ,对裹着基因的微粒进行加速 ,使之获得足够的动能 ,去射击靶细胞。弹簧预压力不同 ,微弹的动能随之不同 ,可适应不同细胞的要求。利用所设计的装置 ,在常压下将GUS基因导入番茄叶片细胞 ,经检测 ,得到表达 ;将质粒psv- luc2 0转入小鼠的皮肤、腹部肌肉和肝脏内 ,也得到表达。实验表明 ,该构思是可行的 ,实验装置可以在常压下操作 ,能在各种条件下使用     

转基因小麦小花开放特性与基因漂移关系研究

选用3个转基因小麦、2个受体对照与170个地方品种对照，在武汉进行环境释放试验．约20％的小麦地方品种与转基因小麦花期相遇，所有地方品种开花时柱头都部分外露，且小花开放度和开放时间品种间有差异，表明存在着转基因小麦以花粉为媒介向地方品种发生基因漂移的可能性，且不同地方品种作为接受者，在不考虑其他影响因素时，因小花开放度的差异发生基因漂移的可能性也应存在差异．     

Can other host species of cotton bollworm be non-Bt refuges to prolong the effectiveness of Bt-cotton?

The potential ecological risks ofBacillus thurigiensis (Bt) insecticides and Bt-crops have caused increasing concern since their commercial release in the field, among which pests’ resistance to Bt-crops is the major ecological risk. Refuge tactic, which can produce sensitive populations, has proved to be a key and sound resistance management strategy in USA and Australia; however, no tactics have been performed in China where Bt-cotton is mostly planted with other host crops of cotton bollworm. Genetic variation and gene flow among different host populations of the cotton bollwormHelicoverpa armigera were analyzed using PCR fingerprinting method. The results show that maize and castor-oil plant, as well as cotton can take effect as refuges to prevent resistance of cotton bollworm to Bt-cotton, while peanut and sesame are not as suitable for planting with Bt-cotton as refuges in the field as low gene flow was detected among populations on peanut, sesame and Bt cotton.     

靶向肿瘤多药耐药基因mdr1的siRNA的构建与鉴定

mdr 1基因及其表达产物P-gp是引起肿瘤细胞多药耐药(MDR)的主要原因,抑制mdr 1基因的表达可用于逆转MDR.RNAi可用于特异抑制靶基因的表达,本研究的目的是构建获得可特异有效靶向mdr 1基因的siRNA元件.应用siRNA设计软件与mRNA结构分析软件设计构建了3个分别靶向mdr 1基因mRNA环结构和茎结构的siRNA元件,同时构建了携带mdr1基因序列的luc报告质粒,通过siRNA表达质粒与携带靶序列的报告质粒的共转染抑制实验检测不同siRNA的抑制效率,结果显示靶向环结构siMDR1B具有较好的抑制效率和特异性.进一步将siMDR1B表达载体与mdr1基因表达载体共转染细胞,应用免疫流式细胞术检测显示,相比对照细胞,siMDR1B可显著抑制其转染后mdr1基因产物P-gp蛋白的表达活性.同时采用CCK-8细胞活性检测试剂评价了siMDR1B对细胞活性的影响,结果显示siMDR1B不会影响细胞活性,具有良好的特异性.本研究获得的可有效靶向mdr 1基因的siRNA元件可为进一步开展逆转MDR研究提供重要基础.     

转EPSPS基因抗草苷膦油菜基因漂移的初步研究

草苷膦是一种广谱内吸传导型除草剂[1].草苷膦通过竞争性抑制植物莽草酸代谢过程中磷酸烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶(简称为EPSPS)活性,阻断芳香族氨基酸的生物合成导致植物死亡[2].因此,转EPSPS基因(来自微生物的基因)作物对草苷膦类型的除草剂具有抗性.在1996~2004年的9年间,抗除草剂生物技术产品一直占市场的主导地位.2004年,全球种植的抗除草剂的转基因作物有油菜、大豆、玉米及棉花等,种植面积共计有5,860万公顷,占全球转基因作物总种植面积(8,100万公顷)的72%.抗除草剂油菜品种在国外已广泛种植,据国际农业生物技术应用服务组…     

等位酶技术在植物中的应用

综述了等位酶技术在植物中的应用：植物的遗传变异性;种群间或种间遗传学关系的测量;植物系统发育;划分亚种、变种及度量种群分化;基因流与交配系统。     

使用病毒载体的罕见病基因疗法临床进展

 很大一部分的罕见病由遗传因素决定,难以用普通的小分子或大分子药物治愈,而基因治疗有望从根本上修正人体功能的缺失或异常,给罕见病患者带来改善生活质量的希望。目前许多基因疗法的临床试验正在开展,病毒载体是常用的基因递送方法,本文讨论了用于临床基因递送的多种病毒载体,包括腺相关病毒、逆转录病毒和慢病毒,重点列举了这些病毒在罕见病临床试验中的研究、应用和进展,评价了这些病毒的优缺点,并简述了基因疗法的研究方向及应用前景。