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不动杆菌Acinetobacter baylyi ADP1检测转基因水稻外源基因转移模型的建立

周琳  李超  束长龙  宋福平  张杰  
【摘要】:水稻是世界上最主要的粮食作物之一。虫害是造成水稻减产的主要原因之一,全世界每年由于虫害而造成的经济损失达近百亿美元。利用转基因技术发展转基因抗虫水稻,是减少水稻害虫为害、提高水稻产量的一种新的重要手段。中国科学院遗传发育所、福建省农业科学院合作将人工改造的豇豆胰蛋白酶基因(Signal-cpti-KDEL,sck)和苏云金芽胞杆菌cry1Ac-cry1Ab杂合基因通过农杆菌介导法同时导入到水稻中,得到了抗虫水稻MF86,对水稻害虫具有很好的防治效果,但由于转入的外源基因并非来自传统基因库,转基因抗虫水稻可能带来的生态效应、环境风险已成为国际社会关注的焦点。近年来广泛开展了转基因水稻的生物安全性研究,主要包括对大鼠的毒理学研究、对碳源分配以及根圈土壤微生物群落的影响、水稻中外源基因向亲本水稻以及近缘种和杂草稻的基因转移情况、生理学和营养学分析、对家蚕生长发育的影响、对水稻田内节肢动物群落结构和弹尾目种群数量的影响、土壤养分含量及土壤酶活性等方面,但未见有转基因水稻中的外源基因对土壤微生物影响的相关报道。本研究以接受外源DNA能力最强的不动杆菌Acinetobacter baylyi ADP1为核心,建立检测转基因水稻中外源基因向土壤中微生物转移的可能性模型,对转基因水稻中外源基因向土壤中微生物发生基因飘移的可能性进行了初步研究。通过转化具有Acinetobacter baylyi ADP1菌同源序列和筛选标记的质粒进行了验证。以超声波破碎处理的转基因水稻MF86的基因组片段转化Acinetobacter baylyi ADP1后对5.0×10~6个转化子进行PCR检测,MF86的基因组片段转化Acinetobacter baylyi ADP1后对5.0×10~6个转化子进行PCR检测,未发现含有Bt cry基因特异性片段的转化子。实验结果表明转基因水稻中的所检测的外源基因Bt cry基因特异性片段没有转入到不动杆菌Acinetobacter baylyi ADP1内或转化频率低于10~(-6)。由此推测,转基因水稻中的外源基因不会或者可能以低于10~(-6)的频率能够转移到土壤微生物中去。

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