全性的恐惧和担忧，各国都有管理转基因研究和转 基因产品释放的专门法规。尽管在美国调查显示大 多数人认为转基因作物是安全的，但是，美国对转基
过重组酶识别特定的重组位点将插入该位点间的所
有外源基因删除。Cre/LoxP 和 FLP/FRT 系统己经分 别用于删除转基因植物的筛选标记序列(Srivastava
赵德刚 1* 吕立堂 1 贺爱公 1 罗克明 2 Hui Duan 3 郑雪莲 4 邓伟 5 陈永勤 6 安新民 7 贺明阳 8
1 贵州大学生命科学学院贵州省农业生物工程重点实验室, 贵阳, 550025; 2 西南大学生命科学学院, 重庆, 400716; 3 Department of Cell and Structural Biology, University of Illinois, Urbana, Illinois, 61801, USA; 4 西南大学生物技术中心, 重庆, 400716; 5 重庆大学生物工程学院, 重庆, 400044; 6 湖北大学生命科学学院, 武汉, 430062; 7 北京林业大学林木花卉遗传育种教育部重点实验室, 北京, 100083; 8 西北农林科技大学农 业部西北园艺植物种质资源与遗传改良重点开放实验室, 杨凌, 712100 * 通讯作者, degangzhao@

分子植物育种，2008 年，第 6 卷，第 3 期，第 413-418 页 Molecular Plant Breeding, 2008, Vol.6, No.3, 413-418
专题评述 Invited Review
“外源基因清除”技术(Gene-Deletor)原理、特点及其潜在应用前景
用转基因产品。许多科学家也在探索解决转基因安 物器官的细胞基因组中全部清除。
全性的技术，已经提出了一系列生物技术手段如转 基因花粉不育技术(Paoletti and Pimentel, 1996)、种子
Abstract The Washington DC-based, well known research and consulting firm Social Technologies recently released a series of 12 briefs that shed light on the top areas for technology innovation through 2025. The tenth trend on engineered agriculture in the series emphasizes the gene-deletor technology. The gene deletor technology was developed by Professor Yi Li laboratory at the US-based University of Connecticut. The technology can be used to eliminate all transgenes in target organs such as pollens, seeds, fruits, or any organs or entire plants when the functions of transgenes are no longer needed or their presence in the plant may cause concerns, similar to a pieces of “uninstall”software used in computer. The technology offers a powerful tool to make genetically modified crop safer to grow and to consume. The gene-deletor technology has been recognized as a true revolution in the transgenic research and industrial field. This paper describes the principle and advantages of the gene-deletor technology and also discusses applications of the gene-deletor technology to produce non-transgenic organs or plants from transgenic plants. Keywords Gene-deletor, Genetically modified crops, Food safety, Environmental safety, Plants
基金项目：本研究由科技部国际科技合作项目(2007DFA31260)和国家科技支撑计划项目(2007BAD59B06)资助
分子植物育种 414 Molecular Plant Breeding

转基因技术可提高作物产量，改善品质，减少除 育)。而且，关于转基因作物和以转基因作物为原料 从根本上解决转基因植物环境安全性问题，也没有 制造的转基因食品对人体的影响一直争论不休，在世 解决人们对转基因食品安全性的担心。
界一些国家和地区，如欧洲和日本等地，对转基因产
美国康涅狄格大学李义教授领导的研究组 2007
品抵触的人数比例较大，2006 年在欧洲调查的人群 中有 58%的人认为转基因食品“不应该被鼓励”。人们 对转基因植物安全性问题的争论和担忧严重地影响 转基因植物的商业化推广和应用。除非解决了人们对
年 3 月在《Plant Biotechnology Journal》杂志上发表的 “外源基因清除”技术(现称“Gene-Deletor”, 原为“GMGene-Deletor”) (Luo et al., 2007)，为解决转基因植物 的安全性问题提供了一条目前最为有效的途径。
转基因植物和转基因食品的恐惧和担忧问题，否则公 1“外源基因清除”技术的原理
and Ow, 2004)。“外源基因清除”技术综合应用了两 套系统(Li et al., 2007)，其原理如图 1 所示：创造了一 个 loxP 和 FRT 的融合识别位点 LF (LoxP-FRT)，获 得了一个高效基因清除系统。特异启动子驱动重组 酶 FLP 或者 Cre 在适当的时间和部位表达，重组酶 识别融合识别位点 LF，两个融合识别位点之间的序 列(包括重组酶的基因序列)在特定的时期、从特定植
1 Guizhou Key Laboratory of Agro-Bioengineering, College of Life Sciences, Guizhou University, Guiyang, 550025; 2 College of Life Science, Southwest University, Chongqing, 400716; 3 Department of Cell and Structural Biology, University of Illinois, Urbana, Illinois, 61801, USA; 4 Biotechnology Research Center, Southwest University, Chongqing, 400716; 5 College of Bioengineering, Chongqing University, Chongqing, 400044; 6 College of Life Science, Hubei University, Wuhan, 430062; 7 Key Laboratory for Genetics and Breeding of Forest Trees and Ornamental Plants, Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing, 100083; 8 Key laboratory of Northwest Horticulture Plant Germplasm and Genetic Improvement of Ministry of Agriculture, College of Horticulture, NWSUAF, Yangling, 712100 * Corresponding author, degangzhao@
The Gene-Deletor Technology: Principle and Potential Application in Genetically Engineered Agriculture
Zhao Degang 1* Lv Litang 1 He Aigong 1 Luo Keming 2 Duan Hui 3 Zheng Xuelian 4 Deng Wei 5 Chen Yongqin 6 An Xinmin 7 He Mingyang 8
众对应用新型生物技术的抵触，将会严重阻碍农业生
物工程的 进一 步发 展 (2008, /News.aspx)。
为了解决人们对转基因植物生态安全和食品安
“外源基因清除”技术综合利用了两套位点特异 重组酶的元件，即来源于细菌噬菌体的 Cre/LoxP 系 统和来自于酵母的 FLP/FRT 系统，这两套系统均通
摘 要 “外源基因清除”技术(Gene-Deletor)是美国康涅狄格大学华裔教授李义领导的研究小组发展起来 的，有望成为解决转基因植物环境安全性和食品安全性问题的有力工具。象计算机“卸载”应用软件一样， “外源基因清除”技术利用器官特异或诱导型启动子、重组酶及融合识别位点构建基因表达元件，能将转基因 植物中的全部外源基因在完成其功能作用后自动地从花粉、种子和果实中彻底清除。最近，美国著名“社会 技术”公司公布了未来 20 年对社会最具影响力、最有前景的技术创新领域一系列 12 个简报，其中第 10 个专 题推介了“外源基因清除”技术。本文综述了“外源基因清除”技术的原理和技术优点，介绍并讨论了李义对 该技术在作物有性繁殖中的应用以及在解决食品安全性问题上的应用方略。 关键词 外源基因清除技术, 转基因植物, 食品安全性, 环境安全性, 植物