转基因植物
入中试阶段。
在抗病毒的基因工程方面,国内也取得了很好进展。北京大学克隆了烟草花叶病毒TMV、黄瓜花叶病毒CMV、马铃薯X病毒等中国株系以及水稻矮缩病毒的外壳蛋白基因,研制成功的抗黄瓜花叶病毒甜椒和番茄都已经分别在云南和福建进入中试或环境释放。中国农业科学院油料研究所研制的转基因抗条纹病毒花生、北京市农林科学院蔬菜研究中心育成的抗芜菁花叶病毒白菜和新疆农科院核技术生物技术所获得的抗黄瓜花叶病毒转基因甜瓜都已分别进入中试。此外,国内一些研究单位还获得了抗环斑病毒(PRSV)的番木瓜,抗黄矮病和黄花叶病毒的小麦等抗病毒病的基因工程植株。
3、植物抗逆基因工程
我国在抗盐基因工程上已取得了一些进展,先后克隆了脯氨酸合成酶(proA),山菠菜碱脱氢酶(BADH),磷酸甘露醇脱氢酶(mtl)及磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)等与耐盐相关基因,通过遗传转化获得了而1%NACL的苜蓿、耐0.8%NACL的草莓及耐2%NACL的烟草,这些转基因植物已进入田间试验阶段。中国科学院遗传所将BADH基因导入水稻,获得的转基因水稻有交较高的耐盐性,并能在盐田中结实。
4、植物品质改良的基因工程
北京大学已将编码必需氨基酸的基因转入马铃薯,获得含高必需氨基酸的马铃薯品系,这些品系已在内蒙试种,正准备进入中试开发。中国农业大学成功地将高赖氨酸基因导入玉米,获得的转基因玉米中赖氨酸含量比对照提高10%。
在控制植物发育的基因工程中,较为成熟的技术延迟成熟番茄的研究。华中农业大学和中国科学院植物所分别获得了这种转基因番,贮存时间可延长1∽2个月,有的可达80多天。1997年农业部基因工程安全委员会已批准这种耐储存番茄进行商业化生产。中国农业大学利用反义基因技术培育的耐储存番茄新品种已进行环境释放。
北京大学成功地将与植物花青素代谢有关的查而酮合酶基因导入花卉植物矮牵牛,转基因矮牵牛的花色呈现自然界没有的变异,提高了花卉的观赏价值。转基因兰花和转基因非洲菊的研究工作正在进行中。
5、植物叶绿体基因工程
中国农业科学院生物技术研究所在国内较早开始进行植物叶绿体遗传转化研究。1996年建立了烟草叶绿体遗传转化体系,并成功地将Bt基因导入烟草叶绿体中,转基因植物杀虫效果显著]。他们还将固氮酶基因(nifH和nifM)、抗剂基因(bar基因)和绿色荧光蛋白(GFP)基因导入了烟草叶绿体。
6、植物生物反应器
利用转基因植物作为生物反应器生产药用蛋白的研究逐渐受到各国的重视,研究探索的热点之一是利用转基因植物生产口服疫苗。中国农业科学院生物技术研究所的科研人员将乙型肝炎病毒表面抗原基因导入马铃薯和蕃茄,饲喂小鼠试验检测到较高的保护性抗体,浓度足以对人类产生保护作用。该所还进行了利用植物叶绿体作为生物反应器生产药用蛋白的探索,目前已将丙肝病毒(HCV)抗原基因导入衣藻叶绿体。利用转基因植物生产口服疫苗可以大大降低疫苗的生产成本,在发展中国家更有良好的发展前景。
2001年世界转基因植物商品化种植面积达到5260万公顷,其中我国的种植面积为150万公顷,是2000年的3倍,成为世界转基因作物种植面积增长最快的国家。其主要原因一方面是因为已开发的产品效果良好,受到农户的重视而加大了种植面积;另一方面是由于国家加大了研究力度,转基因植物的新技术和新产品不断产生。
1、抗虫转基因植物
2001年,转基因抗虫棉在已经取得重大成绩的基础上又有新的突破。中国农业科学院生物技术研究所的抗虫棉基因专利“编码杀虫蛋白质融合基因和表达载体及其应用”获得国家知识产权局和世界知识产权组织授予的中国专利金奖。同时,双价转基因抗虫棉SGK321也顺利通过河北省品种审定委员会审定,标志着我国在双基因抗虫棉研究领域处于国际领先地位。目前,SGK321已经通过了农业转基因生物安全性评价,并获准在晋、冀、鲁、豫、皖进行商品化生产,在湖北进行环境释放。综合2000年和2001年两年区试结果,SGK321早熟性明显优于其他品种,霜前皮棉亩产75.4公斤,相当于对照抗虫杂交种的93.4%。该品种纤维品质好,长度为29.2毫米,比强度29.4厘米/特克斯,马克隆值4.8,抗虫性突出。
到目前为止,我国已审定抗虫棉品种14个,其中单价棉11个,分别为:GK1(国抗1号)、GK12(国抗12号)、GK19(国抗19号)、GK22(国抗22号)、GK30(鲁棉研16号)、GK95-1(晋棉26号)和GK46(晋棉31号)、GKz10(鲁棉研15号)、GKz13(鲁RH-1)、GKz6(中棉所38)和GKz8(南抗3号);双价棉3个,分别为:sGK321、sGK9708(中棉所41)、sGK5(新研96-48)。这些抗虫棉品种均高抗棉铃虫,具有较好的品质性状及丰产性。同时,还培育出一批具有较强竞争力的抗虫棉品种,其中杂交棉品种2个(鲁H9513和中抗杂5号),常规品种2个(ZGK9708和鲁S6145)。此外还有正在参加国家区试的有潜力的品种6个,杂交棉4个。2001年国产抗虫棉已经在河北、河南、山西、山东、湖南、湖北、江苏、安徽、新疆、辽宁等17个省市推广60万公顷,占据了国内抗虫棉43.3%的市场份额。加上孟山都公司的抗虫棉,2001年转基因抗虫棉的种植面积达到了全国棉花种植面积的31%,种植农户超过350万户。
在抗虫转基因水稻方面,中科院遗传与发育生物学研究所研制的转SCK基因(修饰豇豆蛋白酶抑制剂基因)抗虫水稻在福建已连续进行了5年大田试验。经鉴定,其对二化螟田间防治效果达90-100%,稻纵卷叶螟抗性达81-100%,对大螟62.6-63.9%,稻苞虫83.9%。鉴于目前政策原因暂时还不能大面积推广种植,但已采取多地区多点进行大田试验。该转基因水稻的食品安全性检测已基本完成,结果表明与常规稻无明显差异。目前正进一步发展无选择标记、高效表达、多价抗虫基因等转基因水稻新品种。
中国农业大学从Bt菌株克隆得到一种沉默的新杀虫基因cry1Ie1,该基因表达的毒蛋白对亚洲玉米螟显示了高杀虫活性,目前国际上已经确定了其在分类上的模式基因地位。该基因及该基因与cry1A基因的组合已申请国家发明专利。在此基础上进一步完成了cry1Ie1和cry1Ac基因的密码子改造和原核、真核表达载体的构建,改造基因的杀虫活性鉴定正在进行之中。
2、抗病转基因植物
中科院遗传与发育生物学研究所和国外单位合作定位和克隆成功的白叶枯病抗性基因Xa21通过独创的水稻Xa21基因农杆菌介导转化系统大量转化高产优质水稻品种明恢63、珍汕97B、盐恢559、太湖粳6、培矮64S、C418、8706和中花11等。抗性分析显示这些转基因系对19个不同的白叶枯病原菌株包括9个菲律宾小种,3个日本小种和7个我国病原型高度抗性,接种鉴定病斑面积小于10%。多数Xa21转基因系的抗性强于Xa21基因供体IRBB21,这表明在不同的遗传背影下Xa21仍保留了对白叶枯病的高度抗性和广谱抗性。目前部分转基因株系已经进入中试阶段。
中国农业大学利用已建立的小麦高频遗传转化体系,利用基因枪轰击法将小麦黄花叶病毒(WYMV)外壳蛋白基因、菌传相关72kDa蛋白基因和RNaseIII、2-5A System等目的基因分别导入小麦,获得多种抗病毒转基因株系。其中NY-8等50份材料已通过国家生物安全审定批准进入田间试验。从中筛选获得了多个保持了受体品系的优良综合农艺性状、抗病毒能力达到极显著水平的品系,并首次在禾谷类作物上确认了由转基因沉默所介导的抗病毒机制。
中国水稻研究所等单位通过转基因技术将昆虫抗菌肽基因通过基因枪技术或通过pCBl载体导入水稻未成熟胚,获得抗细菌病
在抗病毒的基因工程方面,国内也取得了很好进展。北京大学克隆了烟草花叶病毒TMV、黄瓜花叶病毒CMV、马铃薯X病毒等中国株系以及水稻矮缩病毒的外壳蛋白基因,研制成功的抗黄瓜花叶病毒甜椒和番茄都已经分别在云南和福建进入中试或环境释放。中国农业科学院油料研究所研制的转基因抗条纹病毒花生、北京市农林科学院蔬菜研究中心育成的抗芜菁花叶病毒白菜和新疆农科院核技术生物技术所获得的抗黄瓜花叶病毒转基因甜瓜都已分别进入中试。此外,国内一些研究单位还获得了抗环斑病毒(PRSV)的番木瓜,抗黄矮病和黄花叶病毒的小麦等抗病毒病的基因工程植株。
3、植物抗逆基因工程
我国在抗盐基因工程上已取得了一些进展,先后克隆了脯氨酸合成酶(proA),山菠菜碱脱氢酶(BADH),磷酸甘露醇脱氢酶(mtl)及磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)等与耐盐相关基因,通过遗传转化获得了而1%NACL的苜蓿、耐0.8%NACL的草莓及耐2%NACL的烟草,这些转基因植物已进入田间试验阶段。中国科学院遗传所将BADH基因导入水稻,获得的转基因水稻有交较高的耐盐性,并能在盐田中结实。
4、植物品质改良的基因工程
北京大学已将编码必需氨基酸的基因转入马铃薯,获得含高必需氨基酸的马铃薯品系,这些品系已在内蒙试种,正准备进入中试开发。中国农业大学成功地将高赖氨酸基因导入玉米,获得的转基因玉米中赖氨酸含量比对照提高10%。
在控制植物发育的基因工程中,较为成熟的技术延迟成熟番茄的研究。华中农业大学和中国科学院植物所分别获得了这种转基因番,贮存时间可延长1∽2个月,有的可达80多天。1997年农业部基因工程安全委员会已批准这种耐储存番茄进行商业化生产。中国农业大学利用反义基因技术培育的耐储存番茄新品种已进行环境释放。
北京大学成功地将与植物花青素代谢有关的查而酮合酶基因导入花卉植物矮牵牛,转基因矮牵牛的花色呈现自然界没有的变异,提高了花卉的观赏价值。转基因兰花和转基因非洲菊的研究工作正在进行中。
5、植物叶绿体基因工程
中国农业科学院生物技术研究所在国内较早开始进行植物叶绿体遗传转化研究。1996年建立了烟草叶绿体遗传转化体系,并成功地将Bt基因导入烟草叶绿体中,转基因植物杀虫效果显著]。他们还将固氮酶基因(nifH和nifM)、抗剂基因(bar基因)和绿色荧光蛋白(GFP)基因导入了烟草叶绿体。
6、植物生物反应器
利用转基因植物作为生物反应器生产药用蛋白的研究逐渐受到各国的重视,研究探索的热点之一是利用转基因植物生产口服疫苗。中国农业科学院生物技术研究所的科研人员将乙型肝炎病毒表面抗原基因导入马铃薯和蕃茄,饲喂小鼠试验检测到较高的保护性抗体,浓度足以对人类产生保护作用。该所还进行了利用植物叶绿体作为生物反应器生产药用蛋白的探索,目前已将丙肝病毒(HCV)抗原基因导入衣藻叶绿体。利用转基因植物生产口服疫苗可以大大降低疫苗的生产成本,在发展中国家更有良好的发展前景。
转基因植物发展
2001年世界转基因植物商品化种植面积达到5260万公顷,其中我国的种植面积为150万公顷,是2000年的3倍,成为世界转基因作物种植面积增长最快的国家。其主要原因一方面是因为已开发的产品效果良好,受到农户的重视而加大了种植面积;另一方面是由于国家加大了研究力度,转基因植物的新技术和新产品不断产生。1、抗虫转基因植物
2001年,转基因抗虫棉在已经取得重大成绩的基础上又有新的突破。中国农业科学院生物技术研究所的抗虫棉基因专利“编码杀虫蛋白质融合基因和表达载体及其应用”获得国家知识产权局和世界知识产权组织授予的中国专利金奖。同时,双价转基因抗虫棉SGK321也顺利通过河北省品种审定委员会审定,标志着我国在双基因抗虫棉研究领域处于国际领先地位。目前,SGK321已经通过了农业转基因生物安全性评价,并获准在晋、冀、鲁、豫、皖进行商品化生产,在湖北进行环境释放。综合2000年和2001年两年区试结果,SGK321早熟性明显优于其他品种,霜前皮棉亩产75.4公斤,相当于对照抗虫杂交种的93.4%。该品种纤维品质好,长度为29.2毫米,比强度29.4厘米/特克斯,马克隆值4.8,抗虫性突出。
到目前为止,我国已审定抗虫棉品种14个,其中单价棉11个,分别为:GK1(国抗1号)、GK12(国抗12号)、GK19(国抗19号)、GK22(国抗22号)、GK30(鲁棉研16号)、GK95-1(晋棉26号)和GK46(晋棉31号)、GKz10(鲁棉研15号)、GKz13(鲁RH-1)、GKz6(中棉所38)和GKz8(南抗3号);双价棉3个,分别为:sGK321、sGK9708(中棉所41)、sGK5(新研96-48)。这些抗虫棉品种均高抗棉铃虫,具有较好的品质性状及丰产性。同时,还培育出一批具有较强竞争力的抗虫棉品种,其中杂交棉品种2个(鲁H9513和中抗杂5号),常规品种2个(ZGK9708和鲁S6145)。此外还有正在参加国家区试的有潜力的品种6个,杂交棉4个。2001年国产抗虫棉已经在河北、河南、山西、山东、湖南、湖北、江苏、安徽、新疆、辽宁等17个省市推广60万公顷,占据了国内抗虫棉43.3%的市场份额。加上孟山都公司的抗虫棉,2001年转基因抗虫棉的种植面积达到了全国棉花种植面积的31%,种植农户超过350万户。
在抗虫转基因水稻方面,中科院遗传与发育生物学研究所研制的转SCK基因(修饰豇豆蛋白酶抑制剂基因)抗虫水稻在福建已连续进行了5年大田试验。经鉴定,其对二化螟田间防治效果达90-100%,稻纵卷叶螟抗性达81-100%,对大螟62.6-63.9%,稻苞虫83.9%。鉴于目前政策原因暂时还不能大面积推广种植,但已采取多地区多点进行大田试验。该转基因水稻的食品安全性检测已基本完成,结果表明与常规稻无明显差异。目前正进一步发展无选择标记、高效表达、多价抗虫基因等转基因水稻新品种。
中国农业大学从Bt菌株克隆得到一种沉默的新杀虫基因cry1Ie1,该基因表达的毒蛋白对亚洲玉米螟显示了高杀虫活性,目前国际上已经确定了其在分类上的模式基因地位。该基因及该基因与cry1A基因的组合已申请国家发明专利。在此基础上进一步完成了cry1Ie1和cry1Ac基因的密码子改造和原核、真核表达载体的构建,改造基因的杀虫活性鉴定正在进行之中。
2、抗病转基因植物
中科院遗传与发育生物学研究所和国外单位合作定位和克隆成功的白叶枯病抗性基因Xa21通过独创的水稻Xa21基因农杆菌介导转化系统大量转化高产优质水稻品种明恢63、珍汕97B、盐恢559、太湖粳6、培矮64S、C418、8706和中花11等。抗性分析显示这些转基因系对19个不同的白叶枯病原菌株包括9个菲律宾小种,3个日本小种和7个我国病原型高度抗性,接种鉴定病斑面积小于10%。多数Xa21转基因系的抗性强于Xa21基因供体IRBB21,这表明在不同的遗传背影下Xa21仍保留了对白叶枯病的高度抗性和广谱抗性。目前部分转基因株系已经进入中试阶段。
中国农业大学利用已建立的小麦高频遗传转化体系,利用基因枪轰击法将小麦黄花叶病毒(WYMV)外壳蛋白基因、菌传相关72kDa蛋白基因和RNaseIII、2-5A System等目的基因分别导入小麦,获得多种抗病毒转基因株系。其中NY-8等50份材料已通过国家生物安全审定批准进入田间试验。从中筛选获得了多个保持了受体品系的优良综合农艺性状、抗病毒能力达到极显著水平的品系,并首次在禾谷类作物上确认了由转基因沉默所介导的抗病毒机制。
中国水稻研究所等单位通过转基因技术将昆虫抗菌肽基因通过基因枪技术或通过pCBl载体导入水稻未成熟胚,获得抗细菌病