转基因油菜

2013-06-26 | 作者: | 标签: 油菜



图自flickr.com

油菜是重要的油料作物。油菜分为甘蓝型油菜Argentine Canola (也叫阿根廷油菜)和芜菁型油菜Polish canola (也叫波兰油菜)。
 
2011年全球油菜种植面积为3100万公顷,2010/11年度(6月到次年5月)全球油菜籽产量为5690万吨。
 
1996年转基因油菜开始商业化种植,面积为2万公顷,种植国家为加拿大。2011年转基因油菜种植面积为820万公顷,占全球转基因作物种植面积的 5.13%,相当于油菜种植面积的26%,比1996年增加410倍。种植的国家也从1个增加到了6个,包括加拿大、日本、美国、澳大利亚、韩国、智利。另外,已有10个国家批准进口转基因油菜籽,包括墨西哥、新西兰、菲律宾、韩国、中国、欧盟、南非、美国、日本、澳大利亚。
 
转基因油菜标志性事件:
 
1985年,Ooms等首次利用发根农菌转化甘蓝型油菜的子叶片得到转基因油菜,但是由于发根的农菌致癌基因的存在,转基因油菜植株形态发生了变化,表现出皱叶性状,并且异常表型可以遗传给后代。
 
1992年,加拿大批准耐草甘磷油菜Roundup Ready油菜GT73的田间试验。
 
1994年,美国批准高月桂酸和高豆蔻酸油菜23-18-17和23-198(由美国卡尔金公司(Calgene Inc.研发)、耐草铵膦油菜MS8 x RF3(德国拜耳公司研发)商业化种植。
 
1995年,美国批准的耐草铵膦油菜ACS-BNØØ7-1(商品名为Liberty-Link™InnovatorI,由德国拜耳公司-安内特公司研发)进口。
 
1994年,美国批准高油酸和豆蔻酸转基因油菜23-18-17和23-198(Calgene Inc.研发)、耐草铵膦油菜MS8 x RF3(德国拜耳公司研发)用于食品,同年,加拿大批准的耐草甘膦油菜RT73 (GT73) (孟山都公司研发)用于食品。
 
1994年,美国批准耐草铵膦油菜MS8 x RF3、耐草铵膦油菜MS8 x RF3用于饲料。
 
至今,已有21个转基因油菜事件获得安全证书,涉及16个国家。
 
截止目前,共有涉及8个基因,21个转化事件的转基因油菜获得批准商业化种植,涉及6种性状包括:1. 耐草甘膦;2. 耐草铵膦;3.耐咪唑啉酮类除草剂;4. 耐oxynil除草剂;5. 高月桂酸、高豆蔻酸;6. 高油酸、低亚麻酸。
 
耐除草剂转基因油菜
 
耐草甘膦转基因油菜:将来自苍白杆菌草甘膦氧化酶突变型基因gox(goxv247)和CP4 epsps在转基因植物中过量表达,二者协同作用,赋予了转基因油菜草甘膦耐性。
 
1994孟山都公司通过农杆菌介导法将CP4 epsps基因和 goxv247 基因导入油菜,获得了耐草甘膦转基因油菜。目前已商业化种植的耐草甘膦转基因油菜有RT73 (GT73)和GT200 (RT200)。1994年,GT73在加拿大被批准用于食品和饲料,1995年批准种植,之后又相继在包括美国、墨西哥、日本、澳大利亚、新西兰、菲律宾、韩国、中国、欧盟在内的其他9个国家批准种植、食用、饲用或进口。1996年,GT200在加拿大被批准种植,1997年批准用于饲料和食品,之后又相继在包括日本、美国、智利、澳大利亚的在内的其他4个国家批准种植、食用或饲用。
 
孟山都公司将芜菁型油菜与具有草甘膦耐性的、转CP4-epsps,gox基因的甘蓝型油菜GT73进行种间杂交获得的。目前已商业化应用的是ZSR500, ZSR502 以及ZSR503。1998年加拿大批准用于饲料,1997年批准种植。
 
耐草铵磷转基因油菜:借助于淀粉液化芽孢杆菌的雄性不育基因Barnase和育性恢复基因Barstar在花药中的特异表达获得相应的转基因雄性不育系和恢复系。
 
目前已商业化种植的耐草铵膦转基因油菜有:MS8 x RF3、MS8、PGS1 (MS1 x RF1) 、 PGS2 (MS1 x RF2) 、RF3、PHY14、PHY35、PHY36、T45 (HCN28)、HCN92、HCN10,其中MS8 x RF3也是最早批准商业化种植的转基因油菜。
 
1994年,德国拜耳公司研发的转基因油菜,在美国被批准种植、食用和饲用,这是第一例商业化应用的耐草铵膦油菜,之后相继在加拿大、欧盟、日本、南非、新西兰、澳大利亚、墨西哥、中国、韩国等9个国家批准食用、饲用、进口或种植。
 
1995年,利用来自产绿色链霉菌的pat基因,安内特公司研发了耐草铵膦转基因油菜HCN10、拜耳-安内特公司研发了耐草铵膦转基因油菜HCN92,1995年HCN10、HCN92分别在加拿大和美国被批准种植和用于饲料和食品;拜耳公司研发了HCN28,1997年,HCN28在加拿大被批准种植和用于食品,1998年批准用于饲料。HCN10已在美国、加拿大和日本种植、用于食品和饲料。HCN92已在加拿大、美国、欧盟、墨西哥、南非、新西兰、澳大利亚、 中国、韩国、日本等10个国家批准种植、进口、用于食品或饲料。HCN28已在加拿大、日本、美国、墨西哥、澳大利亚、新西兰、中国、韩国、欧盟等9个国家批准种植、进口、用于食品或饲料。
 
高油酸、低亚麻酸转基因油菜:脂肪酸根据饱和程度分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸,饱和脂肪酸被认为是膳食中使血液胆固醇含量升高的主要脂肪酸。油酸是不饱和脂肪酸,具有降低人体血液中有害的低密度脂蛋白的作用,而对有益的高密度脂蛋白没有影响,同时油酸比多不饱和脂肪酸对防止动脉硬化更为有效。高油酸油指油酸含量接近90%的油,对健康非常有益,此外,高油酸油中多不饱和脂肪酸含量低,一般不需要加氢除去多不饱和脂肪酸,从而避免了有害的反式脂肪酸的产生。高油酸油还具有良好的氧化稳定性,可替代动物脂肪用于煎炸行业或烹调。
 
1996年,美国先锋公司用化学诱变筛选获得脂肪酸去饱和酶突变体,获得具有高油酸性状的油菜突变体,将突变体分别与低亚麻酸油菜品种Stellar 和 Apollo进行回交,育成具有高油酸、低亚麻酸性状的材料45A37, 46A40,利用45A37, 46A40加工的菜籽油称为P6油菜籽油,其油酸含量与花生油和橄榄油相近。1996年加拿大批准45A37、46A40用于食品。
 
先锋公司利用乙烷基亚硝基脲的二甲基亚砜溶液进行化学诱变获得的高油酸亲本NS699与源自欧洲种植广泛的春油菜品种NS1172的杂交获得46A12,与源自加拿大、被广泛种植的品种NS1167 杂交获得46A16,1996年加拿大批准46A12和46A16用于食品。
 
高月桂酸和高豆蔻酸转基因油菜:目前已商业化种植的有23-18-17和23-198。美国卡尔金公司(Calgene Inc.)以卡那霉素抗性为筛选标记,将来自加州月桂的硫酯酶编码基因(te)转入双低油菜Argentine Canola ,获得了高油酸和高豆蔻酸转基因油菜23-18-17和23-198。1994年,美国批准23-18-17和23-198种植,并批准其作为食品和饲料,1996年,加拿大批准了23-18-17和23-198的种植,并批准其作为食品和饲料。
 
商业化应用
 
根据自身国情,世界各国对转基因油菜在本国的应用都进行了法律规定,截止目前,全球共有21个国家和地区种植或进口转基因油菜,并对转基因油菜在本国的用途进行了明确的规定。
 
耐除草剂转基因油菜对于种植者的积极意义在于提高油菜产量,并减少了除草剂的使用量和除草剂种类。油菜在苗期与杂草相比没有生存竞争优势,除杂草的使用对油菜高产非常有益。转基因油菜的应用可以使种植者在播种前和出苗后都使用除草剂去除杂草,因而降低了油菜种植者的除草成本。
 
加拿大1995年种植了1200万公顷耐除草剂转基因油菜,产量提高9%,经济效益达600万美元。据ISAAA统计,1996年至2011年,转基因油菜给加拿大、美国、澳大利亚和智利带来的直接经济效益高达27亿美元,其中2009年的经济效益为4亿美元,2010年的经济效益高达5亿美元。
 
资料来源:
 
农业部农业转基因生物安全管理办公室等,《转基因30年实践》,中国农业科学技术出版社,2012
 

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