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商业化转基因大豆的发展现状及展望
RR2Y 大豆聚合某些耐干旱、耐贫瘠、提高固氮效率、抗 病虫等性状,具有高产、稳产特点。孟山都公司 4 年田间试 验证明,在产量上 RR2Y 比 RR 大豆增产 7%~11%。另外,由 于生活水平的提高,人们更加关注健康,保健食品及其成分 受到重视,如必需氨基酸利于大脑发育、植物甾醇类降低 胆固醇、异黄酮抗氧化延缓衰老等,而有关反式脂肪酸增 加患冠状动脉心脏病的风险、矿质元素缺乏等问题也成为 焦点。为了顺应这一需求,科学家们在提高产量的基础上, 在 RR2Y 中聚 合 各 种 品 质 性 状 ,如 插 入 减 少 饱 和 脂 肪 酸 的 基因、减少高油酸的基因等。
关键词 转基因;大豆;商业化;发展现状 中图分类号 S565.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)12-0043-01
大豆不仅是最主要的油料和蛋白作物,分别为世界提 供了 60%的植物蛋白和 30%的脂肪;还是重要的保健食品, 在降血脂、抗氧化、延缓糖尿病、降低乳腺癌发生等方面都 具有积极作用。人们对大豆的需求量逐年增加,但与玉米、 水稻等禾谷类作物相比,大豆绝对产量很低,如按能量转换 计算,大豆产量只有玉米的 1/3,加上大田除草等工作量大 , 导致大豆比较效益低,制约大豆生产。育种工作者利用杂 交、诱变等手段已培育大量优良新品种,但进步相对较慢, 不能满足人类对大豆产量和品质的需求。为了缓减供求平 衡,基因工程被用于大豆遗传改良。1984 年科学家首次对转 基因大豆研究进行尝试 ,1996 抗草 甘 膦 转 基 因 大 豆 被 批准 商业化,至今商业化的转基因大豆几乎都是基于抗草甘膦 性状发展的,是转基因作物中最成功的例子。 1 第 1 代转基因大豆
收稿日期 2012-05-02
种植面积∥万 hm2
12 000 10 000 8 000 6 000 4 000
全球 RR 大豆 全球大豆
9 212
10 320 9 700
6 100
7 900 5 440
6 580
7 540
3 565
2 000 0
49 1996
2002
2005 年份
2008
2011
第 1 代转基因大豆是孟山都公司的抗草甘膦转基因大 豆(roundup ready,简称 RR),于 1996 年被批准商业化 。即利 用基因枪法将质粒 PV-GMGTO4 注入栽培大豆 A5403 组织 中,质粒上携带的重要抗性基因 CP4 EPSPS(来源 于 土 壤 杆 菌 属 的 CP4 菌 种 ) 赋 予 大 豆 的 抗 性 ,叶 绿 体 导 肽 (牵 牛 花 EPSPS 基因的导肽)使抗性基因于细胞质中表达 ,GUS 基因 提供筛选条件,35S 启动子、NOS 终止子调控表达。与以往人 们 种 植 的 普 通 大 豆 不 同 ,这 种 RR 大 豆 可 以 抗 草 甘 膦 [1]。种 植 RR 大豆可以减轻农民的除草压力,节约除草剂、人力、燃 料等的投入,增加农民的收入,使除草时间更灵活,节约农 田管理时间,让农民有更多的时间从事其他劳动,提高家庭 收 入 ,在 一 定 程 度 上 缩 小 贫 富 差 异 。同 时 ,由 于 使 用 RR 大 豆,农田免耕,减少土壤腐蚀;减少农药的使用,缓减农药残 留问题;减少 CO2 的释放,保护环境等。因此,自 RR 大豆 商 业化以来,种植面积一直以近乎直线的趋势增长(图 1)。
产成本,增加种稻效益,提高农民种稻积极性。
总之,RR2Y 大豆由于根茎粗壮,利于营养生长;每株植 株的豆荚数多,提高单产,增加产量;因同时聚合各种品质 性状,RR2Y 口感更好,更健康,食品安全性问题检测暂时都 在 正 常 范 围 内 。RR2Y 大 豆 的 推 广 已 开 始 ,将 为 农 民 、消 费
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农艺学
现代农业科技 2012 年第 12 期
现代农业科技 2012 年第 12 期
农艺学
商业化转基因大豆的发展现状及展望
费云燕 赵团结
(南京农业大学农学院,江苏南京 210095)
摘要 为促进转基因大豆的进一步发展 ,分析当前第 1、2 代转基因大豆的发展现状 ,指出其中 存 在的 问题 ,就 其今 后发 展 进行 展望 , 以指导转基因大豆的发展。
图 1 1996—2011 年世界抗草甘膦(RR)转基因大豆与全 球大豆种植面积
基于 RR 大豆的第 2 代转基因大豆已开始研究,并可能很快 推广。 2 第 2 代转基因大豆
第 1 代 RR 大 豆 的 产 量 与 传 统 大 豆 产 量 相 当 甚 至 略 有减少,为提高大豆产量并同时聚合某些其他优良性状,第 2 代 抗 草 甘 膦 大 豆 (roundup rready 2 yield soybean , 简 称 RR2Y)应运而生。RR2Y 大豆在第 1 代 RR 大豆抗除草剂性 状 的 基 础 上 ,通 过 基 因 定 位 找 到 对 产 量 有 贡 献 的 DNA 片 段,利用先进的插入和选择技术将外源基因精确地插入到 这些片段中,主要是通过非转基因分子育种手段提高产量 潜 力 。 到 2012 年 RR2Y 大 豆 已 有 300 多 个 品 种 , 预 计 在 2012 年商业化种植面积可能会达到 202.4 万~242.9 万 hm2。
但在对产量等性状改良及对健康、环境安全等方面的 影 响 ,RR 大 豆 作 为 新 生 的作 物 品 种 受 到 很 多 质 疑 ,主要 包 括环境和食品安全。人们担心发生基因漂移,担心抗性杂草 出现,担心土壤中菌群变化;在健康问题上,担心过敏等问 题 。质 疑 声 促 使 科 学 家 更 重 视 RR 大 豆 的 安 全 性 验 证 和 技 术改进[2]。全球检测评价机构很多,如 WTO、CTNBio 等;发展 的检测方法包罗万象(基因组水平,蛋白质水平,代谢水平 等 ),如 SDS-PAGE、PCR、高 效 液 相 色 谱 —离 子 化 质 谱 技 术 等;在技术上科学家利用非/无抗生素标记技术等避免可能 的负面影响。为了解决上述各种问题,并结合人类的需求,