科学研究

王振华课题组在转基因抗除草剂玉米环境安全评价研究中取得新进展

来源 :本站原创发布日期:2018-03-29点击量:

近期,国际学术期刊《Soil Biology and Biochemistry》,中科院1区,IF4.857,在线发表了东北农业大学农学院玉米遗传育种团队王振华教授的题为“Effects of temperature, water content, pH and soil sterilization on the degradation of CP4-EPSPS protein released from herbicide-tolerant corn leaves in the soil”的研究论文。

  杂草危害是影响农业发展的重要因素之一。除草剂的使用可以提高生产效率、降低劳动力成本,为农业增产增收开拓了新的途径。植物基因工程可以向作物中转入EPSPS基因,从而使作物对草甘膦产生抗性,其在植物抗除草剂基因工程中具有重要的应用价值。截止到2016年,共计335个转抗除草剂基因玉米事件获得监管审批,全球抗除草剂作物种植面积累计达到8.66亿hm2。我国抗除草剂转基因玉米虽然还没有商业化应用,但包括CC-2在内的抗除草剂转基因玉米已完成生产性阶段试验,正在申请安全证书。目前转基因作物安全性评价研究主要集中在食用安全性、生态环境安全性等方面。其中可能存在的环境安全风险包括转基因作物的生存竞争能力;外源基因漂移规律及其对环境的影响;转基因作物对非靶标生物的影响、靶标害虫抗性演化;转基因植物大规模长期种植对土壤生物群落的影响等。
  该研究以转CP4-EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2为材料,采用混合正交设计,设置不同土壤含水量、温度、pH值、土壤灭菌处理等因素进行室内掩埋试验,将5叶期采集叶片样品掩埋在黑钙土中,掩埋后0、1、3、7、14、21、30、60、90、120 d提取掩埋样品中的总蛋白,采用ELISA方法检测不同因素条件下不同降解时间点CP4-EPSPS蛋白的残留量,利用sigmaplot12.0软件建立了CP4-EPSPS外源蛋白室内降解模型Y(t)=Ae-kt,其中Y(t)为t 时刻土壤中蛋白的残留量,t 为分解时间(d),A,k,e是常数;CP4-EPSPS 蛋白在土壤中降解呈现早期快,中后期慢的特点;温度和土壤灭菌处理是影响该蛋白在土壤中降解的重要因素,温度越高,降解越快;该蛋白在不同土壤因子处理中降解量达到50%、90%(DT50 和DT90)的时间范围分别是0.93d-3.11d和11.32 d-36.59 d(P < 0.0001)。
  该研究结果表明在适宜的温度条件下,转CP4-EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2中外源蛋白不会在土壤积累,为今后转CP4-EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2商业化后,大面积种植的环境安全监测提出理论依据。
  论文的第一作者为助理研究员曾兴,硕士研究生王康为共同第一作者,通讯作者为王振华教授邸宏教授。该项研究受到国家转基因重大专项(2016ZX08011003)及黑龙江省博士后基金的支持。