新型轉基因抗草甘膦玉米的培育及安全控制技術

劉景麗

（鄒城市種子管理站，山東 濟寧 273500）

新型轉基因抗草甘膦玉米的培育及安全控制技術

劉景麗

（鄒城市種子管理站，山東 濟寧 273500）

在我國轉基因作物的種植中，玉米是最早獲得審批進行大量種植的農(nóng)作物之一，同時也是世界上種植面積最大的轉基因農(nóng)作物。在我國的轉基因抗除草劑玉米種植中，抗草甘膦玉米是其主要的品種。主要根據(jù)我國最新研發(fā)的新型轉基因抗草甘膦玉米的種植培育情況，探討其具體的培育技術以及安全控制技術，以消除轉基因抗草甘膦玉米潛在的風險。

新型轉基因抗草甘膦玉米；培育技術；安全控制技術

草甘膦是一種重要的除草劑品種，其具備良好的吸收性以及快速生長性等特點，在實際的種植過程中其產(chǎn)能高效、毒素殘留低，并且容易被微生物快速分解，因此在我國目前種植的轉基因農(nóng)作物中，草甘膦是使用量最大的除草劑品種之一。

1 新型轉基因抗草甘膦玉米的培育及控制現(xiàn)狀

1.1 種植及效益情況

玉米是全世界主要的農(nóng)作物之一，同時也是占比最大的飼料農(nóng)作物，在全世界的糧食生產(chǎn)種植范圍內(nèi)，玉米占據(jù)著非常重要的地位。尤其是最近10年以來，轉基因抗除草劑的玉米、大豆等農(nóng)作物在全世界獲得了大面積的推廣種植，僅轉基因種子的產(chǎn)值就達到了150億美元。截至2012年，全世界共有28個國家有超過了60%的人口種植了1.73億hm2的轉基因農(nóng)作物，較1996的種植面積擴大了100倍，轉基因玉米種植面積占全球玉米種植面積的35%[1]。

1.2 培育及控制現(xiàn)狀

轉基因抗草甘膦玉米是一種抗除草劑的轉基因玉米，其研究與開發(fā)主要是在美國以及歐洲等地區(qū)的跨國公司中進行。轉基因抗草甘膦玉米的出現(xiàn)，使玉米在種植過程中，在種植田地里采用草甘膦等除草劑對田地里生長的玉米完全沒有任何傷害，由于許多雜草對草甘膦的抗性有所提高，因此，研究出抗草甘膦的玉米品種十分有必要。到目前為止，轉基因農(nóng)作物雖然具有巨大的經(jīng)濟價值，但是其同樣伴隨著巨大的潛在風險，因此，需要建立一個有效的安全控制體系，以控制轉基因農(nóng)作物在具體的種植與食用過程中有可能出現(xiàn)的安全問題。尤其是在種植培育過程中，轉基因玉米的花粉與種子會出現(xiàn)基因逃逸現(xiàn)象，在食用過程中轉基因食品因存在不確定的安全因素，并且沒有一個良好的安全檢測控制體系，就不能輕易進入市場進行售賣[2]。

2 新型轉基因抗草甘膦玉米的培育步驟和檢測

2.1 培養(yǎng)基的配置方案

針對轉基因抗草甘膦玉米的培育方法主要依據(jù)農(nóng)桿菌介導的轉基因轉化，通過對草甘膦進行陽性篩選這一原理，可在特定的培養(yǎng)皿中模擬新型轉基因抗草甘膦玉米的培育過程。以下是具體實驗步驟：

（1）將液態(tài)氮冷凝之后倒入研缽，放入植物組織。將組織在液氮環(huán)境下充分研磨，并攪拌加入65℃溫水，注意攪拌期間應頻繁地顛倒混勻，以便獲得更好的實驗效果。

（2）量取等體積的氯仿倒入研缽,上下顛倒混勻后轉入離心管。10 min后，抽取上層清液至另一支離心管中備用。

（3）重復步驟二。

（4）加入0.5倍體積的異丙醇，重復顛倒混勻動作,促使培養(yǎng)基中DNA析出。

（5）用槍頭勾出培養(yǎng)基中的DNA，加入75%的乙醇并干燥靜置。

2.2 轉化株系的再生培養(yǎng)

對玉米幼胚愈傷組織實施PCR誘導，是為了使植株再生培養(yǎng)體系能夠與原有植株誘導出胚性愈傷組織，并再生植株。如此一來，便建立起一個新的體細胞再生體系，從而為玉米遺傳轉化以及細胞工程的研究創(chuàng)造了先決條件。

2.3 轉基因玉米抗草甘膦性能測定

為了確保轉基因玉米的安全性，在進行完前文所述的實驗后，需對培養(yǎng)植株中的抗草甘膦含量進行測定。草甘膦屬于低毒除草劑，具有優(yōu)異的除草性能。通過基因改造，可使改造后的玉米植株具備能抗草甘膦毒性的屬性。從化學構成上看，草甘膦一旦融入人體內(nèi)，會與人體的碳水化合體發(fā)生反應，產(chǎn)生毒害物質，故而歐盟對食用轉基因農(nóng)作物中草甘膦含量出臺了嚴格的規(guī)定。

2.4 抗草甘膦基因在轉基因玉米葉片中的表達分析

利用抗草甘膦基因在大腸桿菌中表達，可選出175枚陽性玉米株系進行定向檢測分析。在實驗中，假定非轉基因玉米為陰性對照，而大腸桿菌中表達的G10蛋白則為陽性對照。結果顯示，175枚株系均能對蛋白進行表達，且表達量高。其中，表達量不合格株系不足40枚，這一檢測結論大致符合預期的設定猜想。

3 新型轉基因抗草甘膦玉米安全控制探討

新型轉基因抗草甘膦玉米的安全控制主要集中在兩方面，即食用安全性和生態(tài)環(huán)境安全性。

3.1 食用安全性

轉基因食品的食用安全性包括其營養(yǎng)成分、毒性以及過敏性物質的含量。生物基因工程的片段剪接雖然帶來了物種的優(yōu)化，但也容易引發(fā)基因突變，或是代謝途徑的改變，使得最終的產(chǎn)物可能含有無法預料的新成分。玉米里導入了具有抗除草劑或毒殺害蟲功能的基因(如BT)后，有可能經(jīng)由胃腸道的吸收而將基因轉移至胃腸消化系統(tǒng)中，對人體健康造成不利影響。

3.2 生態(tài)環(huán)境安全性

轉基因玉米在生態(tài)環(huán)境層面上的安全性主要集中在轉基因玉米本身引起的危害，基因流在生物鏈中對其他物種的潛在影響。抗除草劑基因多通過花粉散布，這一傳播方式會造成抗性基因漂移，造成雜草大量繁衍，繼而污染其他作物。

4 小結

在本文中，筆者首先概括了新型轉基因抗草甘膦玉米的培育和控制的現(xiàn)狀，然后詳細介紹了新型轉基因抗草甘膦玉米培育的具體步驟?；谶@個步驟，筆者繼而對新型轉基因抗草甘膦玉米的安全性作出了詳實的評估研究，從文中可以深入了解基因生物工程技術的發(fā)展現(xiàn)狀。

[1]李京.新型轉基因抗草甘膦玉米的培育及轉基因玉米安全控制技術的研究[D].浙江大學,2013.

[2]孫光輝.抗草銨膦轉基因水稻向雜草稻和栽培稻的基因漂移及其田間除草劑施用技術研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學,2013.

[3]金丹.轉Bt融合抗蟲蛋白基因和Cp4-EPSPS抗草甘膦基因玉米轉化事件中高表達株系的篩選及分子檢測[D].浙江大學, 2012.

1005-2690（2016）06-0035-02

：S513；S603.6

：A

2016-06-03）