RNAi-CP大豆转化体SMV-2分子遗传特征和生态安全评价

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全球转基因作物迅猛发展,种植国家、面积和作物种类逐年增加。我国经过二十多年持续科技投入,转基因育种水平已位居世界前列。明确转基因作物的分子遗传特征和环境安全评价是转基因作物商业化应用的前提。大豆(Glycine max(L.)Merr.)是我国重要的粮食作物,大豆蛋白含有人体发育所需的全部必需氨基酸,是人类蛋白质的主要来源,转基因大豆需进行严格安全性评价才能进入商业化应用。本论文以前期获得的SMV-CP-RNAi基因抗病大豆SMV-2转化体为材料,对其申请环境释放证书需要的分子遗传特征、T-DNA插入位点、靶标与非靶标生物抗性以及外源基因的毒性和致敏性和环境安全进行检测和评价和分析。得到以下结果:1、SMV-2转化体分子遗传特征。采用重测序方法明确SMV-2转化体外源序列T-DNA以单拷贝正向插入大豆基因组chr02:1452660位置处,位于Gm02g01990基因3’端,插入序列左边界缺失27 bp;多代PCR和Southern blot杂交检测表明目的基因SMV-CP-RNAi和标记基因bar在T3和T4代SMV-2转化体中都能稳定遗传;q RT-PCR表明目的基因SMV-CP-RNAi和标记基因bar在转化体T3和T4代SMV-2的V1期、V3期、R1期、R6期及根、茎、叶、花、种子中均有表达,且两个基因在不同世代间转录水平稳定;ELISA检测结果表明,目的基因SMV-CP-RNAi和标记基因bar均能在转基因大豆SMV-2的后代中稳定表达CP蛋白,表现为均显著低于受体对照天隆1号不同时期不同组织中的表达量,RNA干扰CP基因大豆花叶病毒表达有明显抑制作用;而PAT蛋白表达在受体对照天隆1号中未检测到表达,SMV-2转化体在V3期茎中表达量最高,其次为叶,根最低,R1期叶片中的表达量最高,且PAT蛋白在不同世代中表达稳定,不同世代相同组织的表达量几乎无显著差异。2、靶标与非靶标生物抗性。转化体SMV-2提高靶标花叶病毒抗性而对非靶标豆荚斑驳病毒、细菌性斑点病菌和根瘤菌的抗性无差异。该转基因大豆耐受高浓度草铵膦,喷施除草剂后株高和SPAD值产生显著性影响。不同浓度的草铵膦没有对大豆生长发育和产量等其他农艺性状产生显著影响。SMV-2与天隆一号对非靶标除草剂草甘膦、灭草松和烯禾啶的抗性无显著差异。3、外源基因毒性和致敏性。分析表明SMV-2仅新表达PAT一种蛋白,PAT与已知的毒蛋白和过敏原没有序列相似性,初步认为PAT蛋白没有潜在的毒性和致敏性风险。
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