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转基因(GENETICALLY MODIFIED,GM)作物的分子特征(包括插入位点和旁侧序列等)是GM作物安全评估和监管的基本组成部分,其表征必须以个案的方式予以进行。现有的各种基于聚合酶链反应(POLYMERASE CHAIN REACTION,PCR)的GM作物分子特征的表征方法都具有独特的优缺点,任何一个单独的PCR方法几乎都不可能完全揭示一个给定GM作物的分子特征,特别是碰到宿主基因组复杂或有非预期插入的GM事件。最近开发的新一代测序技术(NEW GENERATION SEQUENCING,NGS)为GM作物分子特征的表征提供了一种潜在的替代方案,其分辨率远高于基于PCR的方法。NGS已成功应用于GM大豆和GM水稻等作物的分子特征表征,但由于玉米基因组的复杂,NGS在GM玉米分子特征表征方面的应用很少。在本研究中,我们将基于PCR和基于NGS的方法结合起来,试图揭示我国自主研发的两个GM玉米事件的分子特征(主要是插入位点和旁侧序列)。这两个GM玉米分别是IE09S034和12-5,前者是抗虫GM玉米,后者是耐除草剂和抗虫双效GM玉米。所用的PCR方法包括热不对称交错PCR(THERMAL ASYMMETRIC INTERLACED PCR,TAIL-PCR)和反向PCR(INVERSE PCR,I-PCR),NGS使用的是ILLUMINA HISEQ X TEN平台。我们的结果表明,尽管已有的报道认为TAIL-PCR和I-PCR在许多情况下都有效,但是它们均未能成功揭示这两个GM玉米事件的插入位点和旁侧序列。NGS也未能成功表征12-5事件的分子特征,其插入位点并没有得到确认,因为鉴定到的旁侧序列在玉米基因组中具有非常多的同源片段。但NGS结合外源片段的从头组装准确地鉴定出了IE09S034事件3’端的旁侧序列和插入位点,并得到PCR扩增和随后的SANGER测序确认。值得注意的是,NGS结果发现IE09S034事件的3’中含有非预期的外源序列,包括536 bp的卡那霉素基因片段和几个载体骨架序列,所有这些非预期的外源序列都已经得到PCR扩增和随后的SANGER测序确认。我们的研究结果一方面证明了NGS在GM玉米分子特征表征方面的适用性,同时也指出具有较长测序读长的新NGS平台,如PACBIO或NANOPORE,可能是解决GM玉米等复杂基因组GM作物分子特征的最佳解决方案。综上所述,本研究的结果为GM玉米IE09S034事件的安全性评估和监测提供了重要的基因组数据,为今后使用NGS方法表征GM作物分子特征的研究奠定了良好的基础。