转基因抗虫耐除草剂棉花种质的耐热性评价(英文)

在前期利用田间植株进行膜热稳定性、花粉生活力和叶绿素稳定性等耐热评价筛选基础上,选择HNZ 1063、HNZ 1068、HNZ 1073、HNZ 1081、HNZ 1088和HNZ 1091等6个转基因抗虫、耐除草剂棉花种质和常规栽培种中棉所49(ZMS 49),通过室内培养对4周苗龄的幼苗在42℃(光照)/24℃(黑暗)条件下处理1周,测定其光合速率、叶绿素含量、抗氧化酶活性等指标,以进一步评价参试种质的耐热性。结果表明,HNZ 1091、HNZ 1068和ZMS 49种质较为耐热,而HNZ 1081和HNZ 1073种质耐热性较差。说明插入相同基因的不同的转基因株系的耐热反应存在差异。

我国转基因抗虫耐除草剂玉米产业化应用面临的机遇与挑战

玉米是我国重要的粮食作物和饲料作物,虫害和杂草防治是我国玉米生产面临的重大瓶颈问题。转基因抗虫耐除草剂玉米的应用能够减少农药使用量,在提高玉米产量、提升玉米收获品质方面具有重要作用。自1996年国外转基因抗虫耐除草剂玉米商业化应用以来,有效控制了玉米螟和草地贪夜蛾等鳞翅目害虫的为害,降低了除草成本,经济效益、社会效益和生态效益十分显著。对近10年来全球和我国转基因抗虫耐除草剂玉米的产业化发展现状进行了综述,分析了我国转基因抗虫耐除草剂玉米产业化面临的机遇与挑战,并为加快推进我国转基因玉米产业化应用提供了建议。

转基因抗虫耐除草剂玉米MON87411精准定量检测方法的建立

【目的】抗虫耐除草剂玉米MON87411是孟山都远东有限公司利用农杆菌介导方法研发的玉米转化体,已获得我国进口用作加工原料的农业转基因生物安全证书。为满足生物安全监管的要求,亟需建立该转化体的定量检测方法。【方法】根据抗虫耐除草剂玉米MON87411的两端旁侧序列信息设计引物和Taqman探针,进行引物筛选、特异性检测、PCR体系优化、标准曲线建立、正确度及精密度检测、检出限及定量限测试、微滴数字PCR方法验证等。【结果】该方法能特异、定量地检测出抗虫耐除草剂玉米MON87411转化体成分,检出限低至10拷贝,定量限为40拷贝。对测试样品定值准确,经微滴数字PCR方法验证结果一致。【结论】本方法为该新品种转基因玉米品系的精准定量提供了一种新的检测方法,为生物安全监管提供了有效的技术支撑。

转cry1Ab-vip3Af 2和cp4-epsps基因的抗虫耐除草剂水稻的研究

为培育抗虫耐除草剂转基因水稻(Oryza sativa L.),本研究将抗虫融合基因cry1Ab-vip3Af 2与耐草甘膦基因cp4-epsps构建在同一T-DNA中,并利用农杆菌侵染法导入秀水134水稻。对获得的转化体的分子特征及抗虫耐除草剂性能进行分析研究,从众多转化体中筛选得到优良转化体VB3。High efficiency TAIL-PCR(Hi-Tail PCR)的分析结果表明,VB3转化体中外源T-DNA的插入位点未编码已知或预测的功能基因。DNA杂交印迹结果显示,VB3转化体的外源T-DNA以单拷贝的形式整合在水稻基因组中。酶联免疫吸附反应和蛋白质免疫印迹分析结果表明,T_(1)、T_(2)代VB3转化体的不同组织中均检测到较高的外源蛋白表达量,且不同世代之间表达量无明显差异。室内生测结果显示,VB3转化体对大螟(Sesamia inferens)、二化螟(Chilo suppressalis)和稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)均表现出较高的抗性。三种靶标昆虫的幼虫取食VB3植物组织后,48 h的死亡率达到90%左右,72 h内全部死亡。草甘膦耐受性能测定结果表明,VB3转化体能够耐受20、40和80 mL·hm^(-2)的草甘膦。综上所述,本研究筛选出的VB3转化体具有较好的生产应用前景。

转基因抗虫抗除草剂棉花对多异瓢虫捕食棉蚜功能的影响

【目的】为了评价转Bt Cry1Ac+CP4EPSPS基因棉花对多异瓢虫捕食功能的影响,开展了此次研究。【方法】以转Bt Cry1Ac+CP4EPSPS基因抗虫抗除草剂棉花639017及非转基因棉花中棉所49号为材料,研究了多异瓢虫Hippodamiavariegata(Goeze)对转基因棉花上棉蚜Aphis gossypii Glover的捕食功能反应。【结果】多异瓢虫各龄幼虫和成虫的捕食功能反应均符合HollingⅡ型圆盘方程,取食转基因棉花与非转基因棉花上的棉蚜,多异瓢虫的功能反应差异不显著。【结论】转Bt Cry1Ac+CP4EPSPS基因抗虫抗除草剂棉花对多异瓢虫捕食功能没有显著的影响。

抗虫耐除草剂转基因玉米SW-1目标性状测试及多重PCR检测

以转基因玉米IE034和12-5为亲本,通过杂交复合获得同时含有cry1Ie、cry1Ab/cry2Aj和G10evo-EPSPs基因的复合性状转基因玉米SW-1。农艺性状检测证明SW-1同时具有抗虫和耐除草剂的特性。通过引物特异性筛选、退火温度和引物浓度等条件优化,建立了SW-1的多重PCR检测体系。多重PCR检测体系所用的内标基因为zSSIIb,反应体积为30μL,最佳退火温度为62℃,各引物加入量为0.3μL(10μmol/L)。利用此多重PCR检测体系,当产品中SW-1的质量百分比超过0.5%时,目标基因cry1Ie、cry1Ab/cry2Aj和G10evo-EPSPs都能同时被检测出来。研究结果为复合性状转基因玉米SW-1的分子特征检测提供了良好的技术支撑,同时也为含有cry1Ie、cry1Ab/cry2Aj和G10evo-EPSPs基因的其他转化体的多重PCR检测提供了科学数据。

转基因抗虫、耐除草剂及品质改良复合性状玉米BBHTL8-1的分子特征及功能评价

随着转基因作物的发展和推广,具有复合性状的转基因作物种植面积逐年增加。传统的转基因复合性状作物具有抗虫和耐除草剂性能,聚合其他性状的转基因作物培育逐渐受到重视。转基因玉米株系BBHTL8-1含有Cry1Ab、Cry3Bb、cp4epsps、ZmHPT和ZmTMT共5个基因表达框,外源插入片段位于玉米基因组第4染色体,插入基因区间,在3’侧翼序列有31 bp缺失。在BBHTL8-1中,这5个基因能够稳定遗传,在转录水平和蛋白水平上表达具有稳定性。BBHTL8-1高抗玉米螟,对草甘膦除草剂具有较高耐受性。BBHTL8-1籽粒中α-生育酚含量比非转基因对照郑58显著增加。BBHTL8-1与非转基因对照郑58在田间农艺性状方面无显著差异。因此,BBHTL8-1为转基因抗虫、耐除草剂和种子具有高α-生育酚含量的转基因新材料。

转基因复合抗虫耐除草剂玉米BFL4-1的分子特征及功能评价

玉米螟和田间杂草严重影响我国玉米的生长发育,导致玉米产量和品质下降。培育具有抗虫、耐除草剂等复合性状的转基因玉米成为转基因玉米育种的一个趋势。将cry1Ab、cry1F和cp4epsps构建在同一载体上并利用农杆菌转化到玉米Hi-II中,通过与玉米自交系郑58进行回交转育,获得了具有郑58遗传背景并兼具抗虫和耐除草剂性状的转基因玉米株系BFL4-1。全基因组高通量测序和侧翼序列测序分析表明,BFL4-1中目的基因插入片段位于第3染色体基因间区,为单一插入位点。转录水平和蛋白水平检测结果表明,cry1Ab、cry1F和cp4epsps在不同组织中均能稳定表达。田间玉米螟接虫和喷施草甘膦试验表明,BFL4-1株系高抗玉米螟并且对草甘膦具有较好的耐受性,与对照相比在农艺性状方面无显著差异。由此表明,获得的BFL4-1为具有抗玉米螟和耐草甘膦除草剂复合性状的转基因玉米新材料。

抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501和亲本玉米DBN318的营养成分和抗营养成分的比较研究

目的:分析比较3个不同产地抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501和亲本玉米DBN318的营养成分和抗营养成分。方法:对3个产地抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501和亲本玉米DBN318的营养成分(水分、灰分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、能量、脂肪酸、矿物质、维生素、氨基酸)和抗营养成分(植酸、棉子糖)进行检测和分析。结果:2018北京产转基因玉米泛酸、锌、硒、硬酯酸含量高于亲本玉米;2017北京产转基因玉米磷、钙、铜、铁、锰、锌、硒含量高于亲本玉米,棕榈油酸含量低于亲本玉米;2018三亚产转基因玉米泛酸、铁含量高于亲本玉米,珠光脂酸、精氨酸含量低于亲本玉米。但上述各营养素含量差异为个别产地、个别营养成分转基因玉米与亲本玉米营养成分的差异,3个产地营养素含量差异无一致性规律。另外,上述营养素含量基本在OECD或ILSI给出的参考范围内,因此认为上述差异属于自然波动。其余各营养成分转基因玉米和亲本玉米相比均无显著性差异。抗营养成分检测结果显示,2017北京产转基因玉米的植酸含量高于亲本玉米,2017北京产和2018三亚产转基因玉米的棉子糖含量低于亲本玉米,但3个产地之间无一致性规律,且上述抗营养成分含量均在ILSI或OECD的参考范围内,属于自然波动。结论:抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501和亲本玉米DBN318在营养成分和抗营养成分上具有实质等同性。

抗虫耐除草剂棉花生存竞争能力研究

本试验对抗虫耐除草剂棉花639017、当地棉花冀棉106在两种土壤类型条件下开展生存竞争能力研究。结果表明:正常播种条件下,抗虫耐除草剂棉花和冀棉106在大坝沙壤土出苗率低于5%,在试验基地壤土出苗率低于10%,两种土壤类型下,棉花覆盖度均远低于杂草覆盖度,棉花株高仅20 cm左右,未完成正常生长发育。在地表撒播试验中,试验棉花均未出苗。另外栽培地竞争试验中,抗虫耐除草剂棉花株高及产量均低于冀棉106,部分生育期差异显著。表明:外源基因的导入并未增强抗虫耐除草剂棉花的生存竞争能力,因此,抗虫耐除草剂棉花无杂草化风险。

耐高温转基因抗虫棉花杂交种——ZHM7089

ZHM7089是由湖南省棉花科学研究所遗传育种研究室抗病育种课题组选育出的耐高温转基因抗虫棉花杂交种。 1选育过程 ZHM7089是以自主选育的抗逆性强、丰产性好、配合力高的陆地棉品系ZHM-13为母本，以耐高温、转基因抗虫品系繁407为父本培育的杂交组合。2009—2011年完成湖南省棉花品种区域试验，该杂交种耐高温，丰产性好，综合抗病虫性能强。

转基因抗虫耐除草剂玉米MON87411PCR定性检测方法的建立及其标准化

转基因玉米MON87411是孟山都远东有限公司研发的玉米转化体,该转化体能耐受草甘膦除草剂,还具有防控玉米根虫的性状,已获得进口用作加工原料的转基因生物安全证书。文章旨在建立转基因玉米MON87411转化体的特异性定性检测方法,以MON87411转化体特异性序列为靶标,设计一系列特异性引物,进行了引物筛选、特异性测试、反应条件优化、灵敏度测试、检出限测试和再现性测试等试验。结果表明,该方法的主要技术参数全部符合相关转基因分子检测标准的要求。特异性片段大小为199 bp,品系特异性高,灵敏度达0.05%,检出限为0.1%,并具有良好的再现性和重复性。国内8家转基因生物安全检测机构对该方法进行了特异性测试、检出限测试和再现性测试。循环验证报告显示:该方法符合国家标准方法的各项要求,可在检测行业推广应用。该方法的建立为我国对该品系的安全监管提供有效技术支撑。

转基因玉米2HVB5的性状鉴定及遗传稳定性分析

为了明确转基因玉米2HVB5的目标性状及遗传稳定性,对回交转育郑58的BC5S1、BC5S2代转基因玉米2HVB5分别进行了Southern blot、ELISA、室内和田间生物活性测定、靶标除草剂草铵膦耐受性分析及农艺性状调查。结果显示,2HVB5中目的基因cry2Ah-vp和bar都是以单拷贝的形式整合到玉米基因组并稳定遗传,Cry2Ah-vp和PAT蛋白在2HVB5植株的不同时期、不同组织部位均有表达,其中在叶片中的表达量相对较高,分别达到2-3.5μg/g FW(鲜重)和8-17μg/g FW(鲜重)。室内生物活性检测结果表明,2HVB5转基因玉米对东方粘虫和棉铃虫有很高的抗性,接虫后4-5 d幼虫死亡率达100%,对草地贪夜蛾有明显的体重抑制。田间抗虫性鉴定结果也表明,2HVB5转基因玉米对东方粘虫和棉铃虫均达到高抗水平,平均抗性级别分别为1.19-1.29和0.60-0.73。2HVB5转基因玉米可耐受田间使用中剂量4倍量的草铵膦,农艺性状与对照郑58相比无显著差异。转基因玉米2HVB5遗传稳定,高抗虫耐除草剂,可用于玉米害虫尤其是夜蛾科害虫的防治,具有产业化应用前景。

新型高抗玉米螟虫、耐除草剂转基因玉米和非转基因玉米营养成分的比较分析

转基因食品与亲本之间的营养成分差异是衡量转基因食品安全性的重要指标之一。本研究在前期获得复合性状抗虫耐除草剂转基因玉米HiII-NGc-a的基础上,对含有目标基因cry1Ab/Gc、bar的转基因玉米种子和其亲本非转基因玉米的营养成分进行分析,包括水分、脂肪、灰分、粗纤维、蛋白质、氨基酸、脂肪酸、矿物质、维生素和抗营养因子。结果表明,转基因玉米与非转基因玉米营养成分相似,大多数营养成分的测定结果都在正常参考范围内,该转基因玉米和非转基因玉米在营养成分上具有实质等同性。

转基因抗虫、耐除草剂复合性状玉米SK12-5生存竞争能力评价

以转基因抗虫、耐除草剂复合性状玉米SK12-5为研究对象,在吉林省公主岭市人为撂荒地和栽培地中进行生存竞争能力研究。结果表明,在荒地条件下,杂草生长速度快,密度大,占有了绝大多数的光照、水分与养分等资源,SK12-5在生存竞争能力方面较之杂草不具备优势。在栽培地条件下,SK12-5可正常生长,株高、覆盖率均低于其对应的非转基因玉米,但是二者不存在显著差异。在产量及发芽率方面,SK12-5与非转基因玉米也无显著差异。

转基因作物种植面积20年来首次下降

据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)提供的数据,20年来全球转基因作物种植面积在2015年第一次下降1%,至1.797亿公顷。转基因作物种植面积自1996年以来增长了100倍,在2014年到达了顶峰1.815亿公顷。ISAAA把去年下降的原因归结为所有作物种植总面积下降,其中玉米面积下降4%,棉花面积下降5%。作物种植总面积下降受较低的作物价格驱动,伴之农民从种植玉米。

我国今年已批准7种转基因作物进口

截止到目前，今年获批进口的转基因农作物共包括三种大豆、两种玉米和两种棉花。三种大豆转基因特征分别为抗除草剂、抗虫和抗虫耐除草剂，获批时间为6月6日。两种玉米的特征为耐旱和品质改良，两种棉花的特征为抗除草剂和抗虫。

农杆菌介导遗传转化在水稻基因工程育种中的应用

随着生物技术的发展,水稻基因工程育种在水稻育种中发挥着越来越重要的作用。在诸多的转基因方法中,农杆菌作为一种天然的植物基因转化系统,以其独特优点而倍受重视。本文概述了农杆菌介导转化水稻的原理,农杆菌介导转化水稻的优点并且介绍了农杆菌菌株、受体材料和培养基成分的不同对农杆菌介导转化水稻的影响。另外对农杆菌介导遗传转化在水稻抗虫基因工程育种、抗病基因工程育种、抗逆基因工程育种、优质基因工程育种、耐除草剂基因工程育种及提高水稻光合效率和延缓衰老方面的研究进展进行了综述。最后对农杆菌介导遗传转化在水稻基因工程育种中存在的问题和发展前景做了简要说明。

我国棉花育种成就与种植结构调整战略

我国棉花育种的主要成就突出表现在:转基因抗虫品种大规模应用,杂交棉面积逐年扩大,抗黄萎病和纤维品质改良进展迅速,不同棉区纤维品质改良目标明确,种子产业化速度加快。随着棉花种植结构战略调整,我国需要发展两熟制种植模式,两熟种植区域适当北移,增粮保棉,一熟棉区向滨海滩涂和旱碱地区适当转移。为此,需要选育生育期较短和耐旱碱的棉花新品种,改进棉花株型,研制和开发主要品种的配套栽培技术,提高水肥利用率。