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    转基因植物检测与安全评价专刊
  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    梁晋刚, 张开心, 张旭冬, 王颢潜, 陈子言, 刘鹏程, 张秀杰
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    农业转基因生物环境安全检测标准是农业转基因生物安全管理必不可少的技术保障。截至2021年1月,农业部/农业农村部共发布了农业转基因生物环境安全检测标准47项。本文对我国农业转基因生物环境安全检测标准体系现状进行初步总结,对国内外农业转基因生物环境安全检测标准的发展现状进行比较,探讨了今后一段时间内农业转基因生物环境安全检测标准的发展方向,以期为我国农业转基因生物环境安全检测标准的进一步完善提供借鉴,使其更好地为农业转基因生物安全管理工作提供技术支撑。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    王盼娣, 熊小娟, 付萍, 吴刚, 刘芳
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    2020年10月17日,《中华人民共和国生物安全法》(以下简称《生物安全法》)通过全国人大常委会的审
    议,自2021年4月15日起施行。生物技术的研究与应用安全是《生物安全法》涉及的主要内容之一,基因编辑作为
    近几年生物技术领域的研究热点,其安全性评价和监管备受关注。本文概述了基因编辑技术的应用现状,比较了
    不同国家对基因编辑技术的监管制度,探讨了我国《生物安全法》的出台对基因编辑技术安全评价与监管的重要意
    义,最后就如何在基因编辑生物安全领域更好地推进和落实《生物安全法》提出了建议。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    崔丹丹, 翟杉杉, 文璐珂, 武玉花, 李俊, 李允静, 李晓飞, 朱莉, 高鸿飞, 吴刚
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    现场快速检验(point of care test, POCT)是实现转基因基层监管必要的技术手段,在转基因成分检测中发
    挥着重要作用。生物传感器为转基因成分简单、快速和低成本定量分析提供了一个可行的技术方案。目前大量的
    生物传感器研究还处于方法学研究阶段,研究者需要着重将生物传感器技术与分析设备集成,开发小型化的便携
    式检测系统,从而满足POCT分析。本文回顾了近年来已开发的基于手持式设备的用于转基因POCT分析的微型生
    物传感器系统研究进展,提出了未来可用于转基因POCT分析的生物传感器的小型化策略,展望了小型化转基因生
    物传感器系统的发展趋势、发展前景和面临的挑战。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    赵圣博, 罗军玲, 曾新华, 袁荣, 吴刚, 闫晓红
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    转基因作物的分子特征为转基因的安全性评估和后续监测奠定了基础。由于靶点的特异性,以聚合酶
    链反应(PCR)为基础的传统分子特征鉴定方法不能全面检测外来基因的非预期插入、载体骨架残留及未知的转基
    因事件。更多新的育种技术产生的基因修饰作物也对传统分子特征鉴定方法提出了挑战。下一代测序技术,可以
    克服基于PCR的方法的某些局限性,提供快速、全面分子特征数据。本文综述了T-DNA整合的复杂机制,传统分
    子特征鉴定方法的局限性,高通量测序方法在转基因分子特征安全评价中的应用、遇到的挑战及应用策略,为转基
    因的安全评价工作提供借鉴。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    斯能武, 李俊, 武玉花, 吴刚, 张丽
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    数字PCR对核酸分子进行定量检测时不依赖于标准曲线和标准物质,在转基因定量检测中可直接计算
    出模板中外源基因的拷贝数浓度值和转基因含量。本文概述了数字PCR在转基因定量检测中的应用,将数字PCR
    与实时荧光定量PCR的技术参数从检测特异性、线性动态范围、准确度、灵敏度、稳健性等方面进行了对比分析,以
    利其在转基因生物安全管理及转基因标识制度发挥技术支撑作用。本文还阐述了影响数字PCR检测结果的因素,
    探讨了数字PCR结果溯源至SI单位的可能性,为数字PCR在转基因定量检测以及其它领域核酸精确定量的应用提
    供参考。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    梁晋刚, 杜再慧, 黄春蒙, 张飞燕, 许文涛, 张秀杰
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    转基因作物成分检测为农业转基因生物安全管理提供了重要技术支撑。环介导等温扩增(Loop-mediat⁃
    ed isothermal amplification,LAMP)技术操作简便、灵敏度高、特异性强,在转基因作物成分检测中得到了广泛应用。
    本文针对近年来LAMP技术在转基因大豆、玉米和油菜成分检测中的应用情况进行了分析和总结,以期为LAMP技
    术在转基因作物成分检测中的应用和标准化提供科学参考。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    王盼娣, 熊小娟, 付萍, 吴刚, 刘芳
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    基因驱动是指特定基因有偏向性地遗传给下一代的自然现象,近年来成为生物学研究热点,用来防治害
    虫、控制传染病、清除物种入侵等。实验室已经证实,基于CRISPR/Cas9基因编辑系统的基因驱动技术可提高特定
    基因的遗传率。虽然基因驱动技术有非常多的潜在益处,但在伦理和社会安全方面也面临巨大挑战。本文综述了
    基因驱动的原理及类型,概述了近几年的研究进展及其应用,分析了基因驱动面临的技术问题,阐述了基因驱动技
    术的风险及其管控。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    高鸿飞, 范世航, 刘婧琳, 熊重明, 华玮, 李俊
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    植物细胞壁是植物遗传转化过程中外源生物分子传递的主要限制因素。传统植物遗传转化方法需要外
    力辅助或生物介导。基于纳米材料构建的核酸载体无需外力即可转染,并具有生物相容性好、保护外源核酸免受
    破坏和转染效率高等突出优点,为植物遗传工程技术提供了新的途径。本文在阐述植物遗传转化瓶颈、常用遗传
    转化技术的缺陷、纳米材料在植物遗传转化中的应用与优势的基础上,重点探讨纳米材料介导的植物遗传转化的
    关键技术和研究进展。最后分析了该技术的优缺点,并对其发展方向以及目前需要解决的重点问题做了展望。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    陈欲, 汪小福, 陈笑芸, 彭城, 徐俊锋, 李玥莹
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    基因组DNA的提取是DNA分子水平研究和检测的重要环节。为补充完善现场检测方法,根据硅膜吸附
    DNA的特性,结合过滤膜和注射器,开发一种现场快速提取植物基因组DNA的方法。选取大豆、棉花、油菜、玉米、
    水稻5种主要作物的叶片和种子为样品提取DNA,利用PCR和普通重组酶聚合酶扩增(recombinase polymerase am⁃
    plification, RPA)对快速提取和QIAGNE试剂盒提取的DNA进行内源基因的扩增。结果显示,快速方法不需要离心
    机,现场3分钟完成DNA提取;在DNA得率上要高于QIAGEN方法,但在DNA纯度上低于QIAGEN方法。不过两种
    方法提取的DNA都能满足PCR和RPA的需要。利用DNA快速提取方法结合普通PCR、荧光RPA和荧光定量PCR
    对转基因大豆SHZD32-1进行实际检测,3种方法的检测结果一致,均能准确检出大豆SHZD32-1的转基因成分。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    张洪文, 赵圣博, 闫晓红, 李俊, 翟杉杉, 肖芳, 高鸿飞, 李允静, 吴刚, 武玉花
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    为了对基因组编辑产品进行精准定性和定量检测,以水稻SP1 基因的编辑植株为材料,在编辑位点上下
    游设计通用引物,在编辑位点处设计基因编辑位点特异性TaqMan探针,建立了编辑位点特异性PCR方法。利用该
    方法可准确鉴定特异基因组编辑产品,检测灵敏度达到5~10拷贝,可在实时荧光PCR(qPCR)和微滴数字PCR
    (ddPCR)平台上对基因组编辑产品进行定量检测。由于数字PCR的微反应单元可消除野生型DNA对通用引物的
    竞争性消耗,与qPCR的定量结果相比,ddPCR定量结果具有更高的定量准确性。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    肖芳, 张秀杰, 李俊, 王颢潜, 李允静, 单露英, 翟杉杉, 高鸿飞, 吴刚, 武玉花
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    实施转基因产品定量标识制度需要建立准确可靠的定量检测技术和方法。数字PCR(dPCR)不依赖标准
    物质,实现对DNA分子的绝对定量,已成功用于转基因含量检测和标准物质定值。为建立可靠的dPCR方法,获得
    准确测量结果,本研究以耐除草剂玉米MON87427为材料,探索建立二重微滴数字PCR(ddPCR)的策略。以构建的
    聚合MON87427转化体和5个玉米内标基因的重组质粒pUC57-M为质控样品,将5个不同的玉米内标基因分别与
    MON87427组合,通过优化退火温度,根据阳性微滴与阴性微滴分辨率、中等信号强度雨滴数量及测量值与理论值
    的一致性等,确定了二重ddPCR组合为MON87427/zSSIIb,最适退火温度为58.4℃。MON87427/zSSIIb 二重ddPCR的
    动力学范围为10~60 000拷贝。对盲样进行定量检测,二重ddPCR的定量结果与荧光定量PCR有良好的可比性,
    表明MON87427/zSSIIb 二重ddPCR可取代qPCR方法进行转基因玉米MON87427的定量检测及标准物质定值。




  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    翟杉杉, 李夏莹, 王颢潜, 李俊, 陈子言, 高鸿飞, 李允静, 吴刚, 张秀杰, 武玉花
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    转基因油菜是我国转基因生物安全监管的重要对象,为了解决检测机构常常面临的标准物质(样品)缺
    乏困境,统计我国批准进口和正在申请安全证书的11个转基因油菜品种,分析分子特征和相应的检测标准方法,确
    定每个转基因油菜品种的检测靶标序列。将11个转基因油菜品种的检测靶标序列通过基因合成的方法融合构建
    到pUC18载体上,研制出阳性质粒分子pYCID-1905,为转基因油菜的转化体鉴定检测提供了通用的阳性对照分
    子。结果发现,该质粒分子可同时用作国家标准(GB/T)、农业农村部公告、进出口检验检疫标准(SN/Y)和欧盟标准中
    普通PCR方法和实时荧光PCR方法的阳性对照,可以解决转基因油菜检测中缺乏标准样品的难题。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    徐晓丽, 纪艺, 陈笑芸, 王鹏飞, 缪青梅, 来勇敏, 徐俊锋
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    耐除草剂基因g10evo-epsps 在我国转基因农作物研发中常常被用作目标性状基因或筛选标记基因,因此
    可作为转基因成分检测的重要筛查基因,但目前缺少相应的检测方法。本研究旨在建立g10evo-epsps 基因特异性
    的实时荧光定量PCR(qPCR)检测方法,从而为转基因大豆的监测提供一种稳定可靠的方法体系。本研究基于转基
    因大豆中的g10evo-epsps 基因序列设计了qPCR检测引物和探针,并对检测方法的特异性、灵敏度、准确度和精确性
    进行了实验室内验证。结果显示,建立的g10evo-epspsqPCR检测方法能够特异性检测转基因大豆ZUTS-33中的
    g10evo-epsps 目的基因;标准曲线分析表明,3次重复试验的扩增效率在90%以上,R2 均大于0.99;方法的检测限
    (LOD)为不高于8拷贝,定量限(LOQ)推测为16拷贝;对含量为4.5%、2%、0.5%、0.09% 和0.045% 的转基因大豆
    ZUTS-33基因组DNA进行准确度分析,发现该方法测定的平均值和预期值之间的偏差为0.00%~11.11%,3次重复
    试验的RSDr为2.30%~17.10%。结果表明本研究建立的g10evo-epsps qPCR检测方法能够满足转基因大豆筛查检测
    的要求,为转基因大豆监管和标识提供技术支撑。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    赵阳, 金龙国, 王步军
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    为调查分析我国的常规大豆育种材料中是否混入转基因大豆品系,选取706份大豆品系,对可能含有的
    外源转基因调控元件(CaMV35S启动子、FMV35S启动子和NOS终止子)以及针对我国批准进口的主要耐除草剂转
    基因大豆转化体(GTS40-3-2和MON89788)成分进行PCR扩增,同时根据MON89788转化体侧翼序列和目的基因
    设计引物做特异性检测,为其定性检测提供技术支撑。结果表明,在选取的所有样品中,最终测得含有CaMV35S启
    动子的转基因成分所占比例为1%,含有FMV35S启动子的转基因成分所占比例为0.85%,含有NOS终止子的转基
    因成分所占比例为0.71%,耐除草剂转基因品系MON89788所占比例为0.85%,以此评估转基因大豆所占比例,为
    农业转基因监管部门开展转基因大豆监管工作提供数据支持。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    李允静, 万丹凤, 刘标, 肖芳, 李晓飞, 武玉花, 李俊, 高鸿飞, 沈文静, 李均, 朱莉, 吴刚
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    随着转基因技术发展和应用,转基因外源基因表达蛋白在环境中富集和降解情况成为公众关注的问题,
    外源蛋白在环境中的检测和监测成为转基因研究和监管的一个方向。本研究利用模拟自然降解和蛋白酶K两种
    方式,处理转基因大豆种子(5% GTS 40-3-2),采用Western blot、双抗夹心快速检测试纸条和酶联免疫吸附测定
    (ELISA)等手段检测CP4-EPSPS蛋白降解情况,结果发现在模拟自然降解条件下,CP4-EPSPS蛋白呈现逐渐被降
    解的趋势,且在17周被彻底降解;蛋白酶K处理大豆匀浆情况下,9小时CP4-EPSPS蛋白被快速降解。该研究探索
    了CP4-EPSPS蛋白在自然环境下的降解规律,为今后寻求一种快速、安全、有效降解转基因CP4-EPSPS蛋白研究提
    供一些启示。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    杜坤, 王婷, 杨阳, 李金萍, 王幼平
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    转基因作物外源基因的表达是否会对土壤微生物生态系统产生不利影响是转基因作物环境安全评价中
    的重要一环,也关系到作物新品种的应用与推广。为此,本文采用第三代16S扩增子高通量测序技术,对转mEP⁃
    SPS 基因的甘蓝型油菜甲HX6及其亲本甲9707不同发育阶段的根际土壤细菌群落进行了比较分析。结果显示,样
    品中油菜根际的优势细菌主要有变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、放线菌门等。在同一发育时期,转基因材料和对
    照根际细菌的Alpha多样性分析(如Shannon、Simpson指数),主坐标(PCoA)分析和MRPP分析均显示无显著差异。
    此外,还发现转mEPSPS 基因油菜在花期根际中浮霉菌门的相对丰度显著低于对照,三个时期中均有少数细菌属的
    相对丰度也存在显著性差异。不同发育时期,油菜根际细菌的多样性和群落结构差异较大,尤其是苗期与另两个
    时期相比差异显著。总的来看,转mEPSPS 基因甘蓝型油菜的基因转化事件并未对根际土壤的细菌群落产生显著
    的不利影响。但是,为了更加全面科学地评价其是否存在潜在的土壤微生物生态安全风险,还需要在较长时期内
    监测其动态变化过程。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    王成, 姚俊津, 高越, 王雅偲, 解美霞, 赵新, 兰青阔, 王永
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    明确转基因大豆ZH10-6(转G2-EPSPS 和GAT 基因,耐除草剂)在生物多样性方面的安全性,从田间节肢
    动物多样性、大豆病害、大豆根瘤菌和田间杂草等方面进行了调查和分析。结果表明,转基因大豆ZH10-6对田间
    节肢动物群落组成、群落结构、主要节肢动物种群的发生规律、大豆主要病害的发生及根瘤菌数量等方面的影响,
    与非转基因对照材料相比均无显著差异。目标除草剂草甘膦的施用,能够有效抑制田间杂草的生长,具有较好的
    防控效果。因此认为,转基因耐除草剂大豆ZH10-6对田间生物多样性没有明显的负面影响,本研究为转基因耐除
    草剂大豆ZH10-6的推广提供了安全性的数据支撑。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    关贝贝, 王燕娟, 陈海峰, 陈水莲, 沙爱华, 曹东
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    自CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9)基因
    组编辑技术发现以来,迅速在作物中得到广泛应用。但是,CRISPR/Cas9多基因编辑系统在大豆中的研究尚待开
    发。本文利用CRISPR/Cas9介导的多基因编辑系统,分别构建了两个载体,一个载体含6个靶点,编辑7个大豆基因
    (4个Glycine max ASYMMETRIC LEAVES1(GmAS1)同源基因和3个GmAS2 同源基因),另一个载体含8个靶点,编辑
    11个G. max AGAMOUS 家族同源基因(4个GmAG 同源基因,2个G. max SEEDSTICK(GmSTK)同源基因和5个G. max
    SHATTERPROOF1(GmSHP1/2)同源基因)。大豆遗传转化后,经表型鉴定和靶点检测发现,CRISPR/Cas9介导的多
    基因编辑系统在大豆中成功实现了多基因编辑。当3个GmAS1 同源基因和3个GmAS2 同源基因同时突变时,导致
    大豆叶片向远轴面弯曲、皱缩且叶柄变短的表型。当2个GmSHP1 同源基因和2个GmSTK 同源基因同时突变时,导
    致豆荚停止发育的不育表型。

  • 转基因植物检测与安全评价专刊
    熊艳萍, 许崇晶, 单金明, 赵琳
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    作为一种基因编辑的新技术,CRISPR/Cas系统已被广泛应用于各种生物的基因工程中。但CRISPR/Cas9
    基因编辑系统还存在着一定的脱靶现象,确定基因编辑靶点选择的可行性可提高基因编辑效率。本研究选用大豆
    GmCO 基因为靶标,使用CRISPR/Cas9基因编辑系统来构建靶点的基因敲除载体,并且利用发根农杆菌K599菌株
    对大豆子叶进行侵染,再通过植物组织培养的方法促使大豆外植体长出不定根,通过不定根检测发现在靶点2处出
    现了碱基的缺失,说明成功实现了对大豆目标基因的编辑。此方法操作简单,周期短,实现了对大豆中选择靶点的
    可行性的快速鉴定,为研究大豆的GmCO 基因功能和遗传改良方面提供了新的技术支持。