现代分子生物学小论文

中国因大豆最新研究进展报告（专题三）

摘要：大豆是重要的油料作物和饲料作物，也是人类的主要食用蛋白和工业原料的来源。而转基因是一种将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰的现代技术。目前，越来越多的转基因技术运用到食品医药行业当中。大豆的转基因研究是国内外植物分子生物学研究的热点之一，通过将目的基因整合到大豆基因中，可获得抗虫大豆，其出油率也高于普通大豆。转基因大豆已成为世界大豆主产国大豆产业发展的主要动力。本文概述转基因大豆依据的主要理论，目前国内研究进展，转基因大豆的现状及其安全问题等等。

关键词：转基因大豆食品安全研究进展外源基因现状

前言：大豆是重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物，含有丰富的蛋白质、脂肪和多种人体有益的生理活性物质。随着基因工程研究的升入，用转基因来改变大豆的性状已被广泛应用。转基因大豆最早的报道是1984年De Bloke等和Horsch 等的研究结果。1988年，McCabe和Hinchee分别用基因枪轰击大豆未成熟胚生长点和用农杆菌侵染大豆子叶节的方法获得转基因植株。1994年5月，美国孟山都公司培育的抗草甘膦除草剂转基因大豆首先获准在美国商业化种植。1997年，杜邦公司获得美国食品药物管理局批准推广种植高油酸转基因大豆。1998年AgrEvo公司研制的抗草丁膦大豆被批准进行商业化生产。转基因大豆品种的育成和推广是世界大豆科技史上具有里程碑意义的重大突破，已成为世界大豆发展生产的主流趋势。

1转基因大豆简介

转基因大豆最早来源于美国，1996年春，美国伊利诺伊西部许多农场主种植了一种大豆新品种，这种大豆是移植了矮牵牛的一种基因。这个新大豆品种可以抵抗杀草剂——草甘膦（毒滴混剂）。草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。这是人类历史上第一次成功培育转基因大豆。

转基因大豆包括抗草胺膦转基因大豆，抗磺酰脲类除草剂转基因大豆，抗草甘膦转基因大豆等等。目前以抗草甘膦为目标而创制出的抗除草剂作物占绝对优势，其中尤以抗草甘膦大豆在世界范围内种植面积最广。

2转基因大豆的主要理论

2.1 转基因技术理论

转基因研究技术的中心环节即为DNA重组技术，其主要技术是，从目的的供体物种体内获得带有特定优良遗传性状的DNA片段，即目的基因，利用花粉管通道法、农杆菌转化法等方法直接或通过载体导入被改造物种即“受体物种”的胚胎内，其最终目的是将DNA片段转入为一个生物体，从而使该生物体具有表现某种性状。转基因打破了物种的界限，使不同种的生物的遗传物质在分子水平上重新组合在一起，并且完全可以按照人的意志或目的，实现对生物体的改造。2.2 遗传学理论

生物的DNA是主要的遗传物质，遗传信息从DNA通过转录成RNA，RNA通过翻译成蛋白质，从而间接地控制着生物所有生理生化活动和性状的表现。转基因即将目的基因整合到受体的DNA上，通过转录和翻译将目的基因的性状表现出来，可实现性状的稳定遗传。

2.3基因扩增理论

基因扩增一般采用PCR扩增技术，是大量获得目的基因的手段之一。其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物，运用碱基互补配对原理完成基因的复制。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成。重复循环这三过程，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。

3中国转基因大豆的研究进展

目前，我国的转基因大豆正处于中间试验和环境释放试验阶段。近些年来，以重组DNA技术和植物离体再生技术础的植物基因工程在大豆上的研究倍受青睐为外源基因导入大豆提供了有效的受体系统。我国研究者们采用不同的转化方法和受体建立了各种大豆转基因体系。

3.1大豆遗传转化技术研究

随着转基因作物种植面积的日益扩大，遗传转化技术在作物新品种培育、基因功能研究等领域中的作用越来越大。应用于大豆育种上的遗传转化技术主要有：农杆菌介异法、花粉管通道法、基因枪法、电击法、PEG转化法、超声波法等。目前国内主要是超声波辅助农杆菌转化法和花粉管通道法。

3.1.1农杆菌介导法

农杆菌介导法是获得第一个转基因植物的方法。它已成为植物基因转化的首选方法。农杆菌是革兰氏阴性土壤杆菌，目前与植物基因转化有关的2种类型为：根癌农杆菌(Agrobacteriumtum efaciens)和发根农杆菌(Agrobacteriumrh izogenes) ，分别含有Ti质粒和R i质粒。在植物基因工程中，利用根瘤农杆菌介导的遗传转化最多。根瘤农杆菌具有趋化性，侵染受体时，在植物受伤组织产生的一些糖类和酚类物质诱导下，向受伤组织集中，通过供体和受体特异互作，

农杆菌细胞识别并附着到植物细胞表面，将Ti质粒上的一段T2DNA片段导入植物细胞基因组中。徐香玲等利用农杆菌介导法将大豆花叶病毒外壳蛋白质转入了大豆植株。

卜云萍等采用农杆菌介导的大豆子叶节系统成功将Δ6 ——酶基因导入大豆。

3.1.2声波辅助农杆菌介导法

超声波辅助农杆菌转化法是近年来发展起来的一种遗传转化方法。其原理是利用低声强脉冲超声波的物理作用，击穿细胞膜，使外源DNA进入细胞。在进行农杆菌转化时用超声波处理外植体组织，使其产生小的通道有利于农杆菌进入植物细胞内。

3.1.3花粉管通道法

它是由周光宇等在19年建立并在长期科学研究中发展起来的。其主要原理是将含目的基因的DNA放到授粉后不久经切割的花柱上，DNA沿着花粉管到达胚珠，并进一步整合到胚珠的基因组中，受精卵发育成植株时，即获得了转基因植物。

雷勃钧等最早在大豆上应用花粉管通道技术进行转基因研究通过花粉管通道法直接导入外源DNA，育成了高产、优质、高蛋白大豆新品种“黑生101”。

3.1.4基因枪法

基因枪法也叫微弹轰击法，是最有希望的基因转移技术之一。在这项技术中，DNA吸附在微载体(钨粉或金粉粒子)表面，然后以高压气体或高压放电为动力，金属微粒被射入受体植物细胞，实施转化。

获得转基因大豆的首例报道在1988年，McCabe等用基因枪轰击芽生长点，诱导芽分生组织形成丛生不定芽后再生成完整植株。

2002年王萍等在研究影响基因枪转化效率时发现，未成熟子叶被轰击后在高渗培养基中停留的天数是影响大豆转化率的主要因素之一。

3.2转入大豆的外源基因类型研究

3.2.1抗除草剂基因

抗除草剂基因的研究是目前大豆转基因研究中最成功的，利用的基因主要有两类，一类是可以改变除草剂靶物敏感性的基因，另一类是除草剂解毒基因，包括来自农杆菌的CP4EPS PS、pat和psbA基因等。目前应用面积较大的是抗草