運用基因工程技術提高轉基因植物的安全性研究

陳波利 錢文丹

（貴州大學，貴州 貴陽 550025）

迄今為止，雖然尚無明確的科學證據證明轉基因食品存在安全問題，但轉基因植物的安全性已成為亟待解決的問題。這種擔憂影響了轉基因作物的推廣和轉基因技術的發展，因此，如何利用基因工程技術證明轉基因植物安全性已成為亟待解決的問題。

1 防止外源基因逃逸

1.1 花粉不育技術

在風和昆蟲等媒介的影響下，許多植物的花粉可以擴散到不同距離的其他地方。在這方面的研究中，國內外已有很多評論和報道［1］?；ǚ鄣膫鞑ピ诜寝D基因植物中是常見的，包括主要經濟作物和食物，如水稻、小麥、馬鈴薯、棉花和玉米等。授粉隔離距離是基于外來花粉與受保護作物雜交的頻率確定的。目前，較成功的方法是保證轉基因花粉無菌，以消除轉基因花粉逃逸的可能性。

1.2 種子不育或無籽的生物技術

據報道，利用生物技術制造種子不育癥［2］。使種子無菌的另一種方法是利用所謂的“終結者”技術［3］。原理是細胞毒素基因由特定啟動子控制，特定啟動子在種子中表達，間質DNA插入其中?！敖K止”技術可以在終止基因擴散和遺傳污染方面發揮獨特作用。但是，如果農民從含有這種“終結者”技術的公司購買種子，他們必須重復花錢購買種子。這就使得農民不能繼續延續數千年的生產方法，并且不能將收獲作物的一部分作為種子保存。因此，該技術在實際生產中的應用率極低。

2 去除標記基因

2.1 共轉化（Co-transformation）技術

共轉化法去除標記基因的原理是將標記基因和靶基因的2個非連鎖位點插入轉基因作物的基因組中，然后在后代中分離靶基因和標記基因，獲得去除了標記基因的轉基因作物。當構建植物表達載體時，可以將靶基因和標記基因分別插入2個載體中［4］，也可插入同一載體［5］，也可以分別導入2種不同類型的菌株。研究表明，在上述方法中，總轉化率約為50%，并且在T1代中可以共轉化約50種共轉化植物，從而獲得去除標記基因的轉基因植株。

2.2 轉座子（Transposon）技術

在玉米的AcPDs轉座系統中，當存在Ac轉座酶時，可以激活和轉座非自主Ds轉座因子。利用AcPDs轉座系統的這些特征，已經開發了許多策略來消除轉基因作物中的標記基因［6］。Ebinuma 等［7］將 IPT（Isopentenyl Transferase）基因作為陽性選擇標記基因插入Ac（pNPI106）中得到MAT（Multi-Auto-Transformation）載體系統。轉座子技術具有的優點是具有標記基因的轉基因植物易于辨別，并且T1代可以獲得已從其中除去標記基因的個體。

3 展望

盡管一些基因缺失技術已應用于轉基因植物的安全控制，但現有技術主要涉及轉基因植物中缺失一些外源基因，如抗生素抗性基因和報告基因。對于那些用于提高作物產量和提高作物品質的基因，尚未從轉基因植物中除去。這些外源基因的存在也可能導致轉基因逃逸，導致一系列生態問題，如“超級雜草”。另外，報道的基因缺失系統的缺失效率非常有限，不能滿足在該領域大規模生產中完全解決轉基因植物安全問題的需要。因此，目前最主要的任務是開發有效的植物轉基因系統，其允許轉基因植物中的外源基因能夠增加作物產量和改善作物品質。