运用基因工程技术提高转基因植物的安全性研究

陈波利 钱文丹

（贵州大学，贵州 贵阳 550025）

迄今为止，虽然尚无明确的科学证据证明转基因食品存在安全问题，但转基因植物的安全性已成为亟待解决的问题。这种担忧影响了转基因作物的推广和转基因技术的发展，因此，如何利用基因工程技术证明转基因植物安全性已成为亟待解决的问题。

1 防止外源基因逃逸

1.1 花粉不育技术

在风和昆虫等媒介的影响下，许多植物的花粉可以扩散到不同距离的其他地方。在这方面的研究中，国内外已有很多评论和报道［1］。花粉的传播在非转基因植物中是常见的，包括主要经济作物和食物，如水稻、小麦、马铃薯、棉花和玉米等。授粉隔离距离是基于外来花粉与受保护作物杂交的频率确定的。目前，较成功的方法是保证转基因花粉无菌，以消除转基因花粉逃逸的可能性。

1.2 种子不育或无籽的生物技术

据报道，利用生物技术制造种子不育症［2］。使种子无菌的另一种方法是利用所谓的“终结者”技术［3］。原理是细胞毒素基因由特定启动子控制，特定启动子在种子中表达，间质DNA插入其中。“终止”技术可以在终止基因扩散和遗传污染方面发挥独特作用。但是，如果农民从含有这种“终结者”技术的公司购买种子，他们必须重复花钱购买种子。这就使得农民不能继续延续数千年的生产方法，并且不能将收获作物的一部分作为种子保存。因此，该技术在实际生产中的应用率极低。

2 去除标记基因

2.1 共转化（Co-transformation）技术

共转化法去除标记基因的原理是将标记基因和靶基因的2个非连锁位点插入转基因作物的基因组中，然后在后代中分离靶基因和标记基因，获得去除了标记基因的转基因作物。当构建植物表达载体时，可以将靶基因和标记基因分别插入2个载体中［4］，也可插入同一载体［5］，也可以分别导入2种不同类型的菌株。研究表明，在上述方法中，总转化率约为50%，并且在T1代中可以共转化约50种共转化植物，从而获得去除标记基因的转基因植株。

2.2 转座子（Transposon）技术

在玉米的AcPDs转座系统中，当存在Ac转座酶时，可以激活和转座非自主Ds转座因子。利用AcPDs转座系统的这些特征，已经开发了许多策略来消除转基因作物中的标记基因［6］。Ebinuma 等［7］将 IPT（Isopentenyl Transferase）基因作为阳性选择标记基因插入Ac（pNPI106）中得到MAT（Multi-Auto-Transformation）载体系统。转座子技术具有的优点是具有标记基因的转基因植物易于辨别，并且T1代可以获得已从其中除去标记基因的个体。

3 展望

尽管一些基因缺失技术已应用于转基因植物的安全控制，但现有技术主要涉及转基因植物中缺失一些外源基因，如抗生素抗性基因和报告基因。对于那些用于提高作物产量和提高作物品质的基因，尚未从转基因植物中除去。这些外源基因的存在也可能导致转基因逃逸，导致一系列生态问题，如“超级杂草”。另外，报道的基因缺失系统的缺失效率非常有限，不能满足在该领域大规模生产中完全解决转基因植物安全问题的需要。因此，目前最主要的任务是开发有效的植物转基因系统，其允许转基因植物中的外源基因能够增加作物产量和改善作物品质。