抗虫耐除草剂转基因玉米吉抗309的环境安全评价和营养成分分析

发布时间：2020-05-08 07:24

【摘要】：玉米是我国的主要粮食作物,但是虫害和杂草的危害对于玉米的产量和品质有着极大的威胁,使玉米减产并造成巨大的经济损失。随着转基因技术的迅速发展,转基因抗虫耐除草剂复合性状玉米成功地解决了虫害和杂草的双重危害。但是随着cry基因的发展,害虫也在逐渐地对抗虫蛋白表现出一定抗性。因此,寻找新的基因可以扩大抗虫基因的抗虫谱,在原有的抗虫基因基础上进行改造可以得到新的抗虫基因。利用密码子优化和基因改造的方法对cry1Ab基因进行了改造,并且得到了新的抗虫基因cryNGc。转cryNGc和bar基因的转基因玉米吉抗309已经进入到了申请环境释放阶段,这就需要我们对吉抗309转基因玉米的遗传稳定性和环境安全进行分析和评价,本文经过试验得到以下结果:通过PCR方法对转基因玉米吉抗309植株体内的cryNGc基因和bar基因进行了检测,检测结果为两种基因均存在于转基因玉米中。为了进一步验证两种基因是否能正常转录,利用RT-PCR的方法进行了分析,结果显示,两种基因都能正常转录;Southern blot结果证明了目的基因在转基因玉米中以单拷贝形式存在,具有一定的遗传稳定性;利用热不对称交错PCR寻找到转基因玉米的侧翼序列并设计特异性引物建立了该转基因玉米的特异性检测方法。通过试纸条检测、蛋白表达和纯化、SDS-PAGE、Western blot和质谱检测的试验方法对转基因玉米抗虫蛋白和原核表达的抗虫蛋白进行了分析。结果表明,原核表达得到了大小约为65 kD的蛋白并且将该蛋白进行了纯化。以纯化蛋白、转基因玉米蛋白和原核表达蛋白进行了Western blot检测,在免疫原性上植物蛋白和原核表达蛋白具有一致性,经过质谱分析得知,两种蛋白在氨基酸组成上也具有一致性。对转基因玉米进行田间耐除草剂和抗虫性试验、非靶标除草剂试验、栽培地生存竞争力试验、荒地竞争试验、产量测定和发芽率检测试验结果表明,吉抗309对亚洲玉米螟有高抗虫性,能耐受6倍除草剂并且与对应的非转基因玉米、本地主栽品种之间无生存竞争;转基因玉米在水分和养分相对于杂草无竞争优势,因此判断转基因玉米不会演变成杂草,发芽率和非转基因玉米无明显差异。分析了转基因玉米和非转基因玉米的脂肪酸构成、氨基酸组成和矿质元素的含量,结果表明,转基因玉米和非转基因玉米在营养成分含量上无明显差异。上述研究表明,转基因玉米具有遗传稳定性,和非转基因玉米在田间不存在竞争,和杂草无竞争优势,产量和发芽率都和非转基因玉米无明显差异。因此,吉抗309转基因玉米对于环境是安全的。营养成分分析结果表明,转基因玉米和非转基因玉米之间在营养成分的种类和含量上不存在差异。这些结果对于转基因玉米的环境安全评价也提供了保障,也为转基因玉米吉抗309的食品安全评价提供了理论依据。
【图文】：

AB图2-1 转基因玉米吉抗309的PCR检测结果图 2-1A：cryNGc PCR 检测结果，图 2-1 B：bar PCR 检测结果。M：DL2000 Marker；1：阳性对照；2：阴性对照；3：空白对照；4-13：吉抗 309 转基因植株。Fig.2-1 PCR detection results of transgenic plants JiKang 309A：cryNGc gene B：bar geneM：DL2000 Marker；1：positive control；2：negative control；3：blank control；4-11：transgenicplants of JiKang 309用 SDS 法提取转基因玉米吉抗 309 叶片和非转基因玉米吉 853 的总 DNA。以cryNGc 质粒作阳性对照，，非转基因玉米作为阴性对照，水作为空白对照，分别以

因植株体内都能成功转录。A B图2-2 转基因玉米吉抗309的RT-PCR检测结果图2-2 A：cryNGc基因；图2-2 B：bar基因1：非转基因玉米；2-6：转基因玉米Fig.2-2 RT-PCR detection results of transgenic plants JiKang 309A：RT-PCR detection results of cryNGc，B： RT-PCR detection results of bar1：Non-GMO maize；2-6：GMO maize2.5.3 转基因玉米蛋白的试纸条检测结果以 bar 试纸条（图 3-2A）和 cry1Ab 试纸条（图 3-2B）对转基因玉米吉抗 309的叶片进行检测，结果显示转基因阴性植株只有质控线而无检测线，但是转基因阳性植株都出现了检测线，这证明在转基因植株体内表达了抗虫蛋白和耐除草剂蛋白。
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513

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本文编号：2654335