29個大豆品種代謝組學分析及植物分子特征數(shù)據(jù)庫的建立.pdf

1、近20年來，轉基因植物在全球范圍內(nèi)發(fā)展迅速。轉基因作物因其抗蟲、抗病、抗逆、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等優(yōu)良性狀，得到了很好的推廣與應用。商業(yè)化的轉基因植物以大豆、棉花、玉米、油菜這四種作物為主，此外，有20多種植物的轉基因事件已被批準商業(yè)化，或仍在商業(yè)化進程中。轉基因植物的推廣與人類健康和環(huán)境安全息息相關，轉基因育種的安全性問題一直是困擾該技術廣泛應用的關鍵問題。隨著轉基因植物的迅速發(fā)展，如何對轉基因植物進行合理的安全性評價日益體現(xiàn)出它的重要性。本文

2、圍繞轉基因安全性評價的實質(zhì)等同性原則，利用代謝組學手段對多個自然栽培大豆品種的代謝譜進行了分析，對轉基因安全性評價進行了一系列的研究，并獲得了重要的研究成果。此外，本研究還提出建立一個植物種子分子特征參考數(shù)據(jù)庫來為安全性評價提供參考。
　　 為了探索利用組學方法研究轉基因植物安全性的新思路，本研究以第一代抗草甘膦轉基因大豆GTS40-3-2（抗農(nóng)達）為例，從代謝組學層面綜合分析了具有代表性的中國大豆品種的代謝譜差異，以及相對于自

3、然品種的代謝物組分，轉基因大豆在代謝物種類與含量上的差異。在代謝組水平上，本研究以29種來自全國不同生態(tài)區(qū)的主要大豆品種作為自然變異的研究對象，以轉EPSPS大豆GTS40-3-2為代表，采取了整體的無偏向性的代謝輪廓分析方法，用GC-MS，HPLC-MS手段，共測得大豆種子中的代謝物169種。對這些代謝物在不同品種間的差異性分析表明，代謝物含量差異廣泛存在于不同的自然品種之中，轉基因大豆與非轉基因大豆之間代謝物含量的差異都基本上在自然

4、差異范圍之內(nèi)。此外對大豆種子代謝組學的研究還發(fā)現(xiàn)了大豆特有的代謝物、對大豆生態(tài)區(qū)劃分有重要作用的代謝物、代謝物和代謝物之間的關系、代謝物和表型之間的關系。這種全局的無偏向性的代謝組學研究方法比靶標性的研究方法更能夠全面體現(xiàn)大豆種子中的代謝物成分，應用于轉基因大豆的安全性評價時也更有可能發(fā)現(xiàn)非預期效應。
　　 為了使轉基因植物的安全性評價有一個客觀的量化的參考，本研究設計了一個植物種子分子特征數(shù)據(jù)庫。這個數(shù)據(jù)庫包含了四種作物（水稻

5、、大豆、玉米、小麥）的栽培品種的種子在四個組學水平（基因組、轉錄組、蛋白組、代謝組）上的實驗數(shù)據(jù)。通過綜合不同栽培品種間的數(shù)據(jù)，找到一個不同栽培品種各個組學表達量的安全變化范圍，為這四種作物轉基因的安全性評價提供依據(jù)。用戶可以在本數(shù)據(jù)庫中提交這四種作物栽培品種的實驗數(shù)據(jù)，幫助我們擁有更廣的數(shù)據(jù)來源，使計算出的安全變化范圍更加客觀，更能代表整體栽培品種品種間的變化范圍;用戶還可以提交轉基因品種標準化后的實驗數(shù)據(jù)，通過本數(shù)據(jù)庫與其他栽培品種