基于轉錄組的轉基因水稻安全評價研究.pdf

1、近年來，隨著轉基因技術的不斷發(fā)展，作物抗蟲、抗病、抗逆等問題相繼得到有效控制。然而，轉基因生物(GMO，Genetically Modified Organisms)在轉入外源基因獲得目標性狀的同時，也可能會引起其他非預期效應，轉基因產品的安全性備受社會各界關注。目前為止，轉基因生物非預期效應的研究大多數還停留在表型上的觀察，很少涉及到分子水平上的解析，因此，開展轉基因生物在分子水平上的非預期效應研究很有必要。
　　本課題為了從轉

2、錄組水平對外源基因Cry1Ac、EPSPS在植物體內表達而引起的非預期效應進行安全性評價展開了一系列工作。我們選取非轉基因水稻秀水11，以秀水11為受體轉入耐草甘膦基因(EPSPS)的水稻家系P1417、P1418，轉入抗蟲耐草甘膦基因(Cry1Ac，EPSPS)的水稻家系P1411、P1415為實驗材料，在水稻的生長過程中對相關農藝性狀進行調查、鑒定和統(tǒng)計，分析表型差異。同時利用TAIL-PCR技術和實時熒光PCR確定轉基因水稻中外源

3、基因的插入位點及拷貝數;提取轉基因及非轉基因水稻樣本RNA進行轉錄組測序，并將得到的結果進行實驗驗證分析。
　　DNA分子驗證、蛋白試紙條以及體外噴施草甘膦實驗確定了P1411、P1415、P1417、P14184個轉基因水稻家系中均有外源基因的插入，其中P1417、P1418均轉入了耐草甘膦基因EPSPS，P1411、P1415均轉入了抗蟲和耐草甘膦基因(Cry1Ac，EPSPS)。利用TAIL-PCR技術分別獲得了4個轉基因水

4、稻家系外源基因插入的側翼序列，然后通過NCBI（http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi）對獲得的側翼序列進行網上比對確定P1411、P1415、P1417、P14184個轉基因水稻家系外源基因插入位置分別是:chromosome3/OSJNBb0016P23、chromosome3/OSJNBa0004G17、chromosome12/OJ1388_B05/Os12g0616500、chromos

5、ome11/OSJNBa0058G18，并且利用實時熒光PCR技術確定了4個轉基因水稻的插入拷貝數均為1個拷貝。
　　轉錄組測序結果顯示，P1411、P1415共有的差異表達基因有14個，沒有共有的GO顯著富集通路和KEGG顯著富集通路;P1417、P1418共有的差異表達基因有20個，沒有GO顯著富集通路及KEGG顯著富集通路。4個轉基因家系共有的差異基因有3個，分別為EPSPS、EPlOSAG00000010309、OS07G

6、0504200。其中EPlOSAG00000010309為非編碼RNA且沒有GO富集通路及KEGG富集通路;OS07G0504200為編碼蛋白，有1個KEGG富集通路;EPSPS為外源目的基因，有43個GO富集通路，4個KEGG富集通路。差異表達基因的富集通路均不顯著。4個轉基因水稻家系鄰近基因的分析顯示，鄰近差異表達基因共有25個，且差異較小。對2個預期表達目的基因及2個非預期表達基因進行相對定量驗證，結果顯示這4個基因的表達均較穩(wěn)定

7、。
　　田間農藝性狀的統(tǒng)計結果顯示抗蟲耐草甘膦水稻P1411、P1415的抽穗期晚于非轉基因及耐草甘膦轉基因水稻，這可能是P1411、P1415轉化體引起的特異性事件。而株高、分蘗數、百粒重等統(tǒng)計結果顯示相同轉化體的轉基因水稻沒有表現出一致的差異。
　　綜合轉錄組分析結果和田間農藝性狀的考察，P1411、P1415、P1417、P14184個轉基因水稻家系轉入外源基因Cry1Ac和EPSPS后會引起非預期效應，但相應的轉化體