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胡萝卜素在植物体内的合成路线共包含6个元素：IPP/DMAPP异构酶，GGPP合成酶，八氢番茄红素合成酶，八氢番茄红素脱氢酶，ζ-胡萝卜素脱氢酶和番茄红素α-β-环化酶。由于水稻中本身具有IPP/DMAPP异构酶和GGPP合成酶，因此研究人员需要将后面四个转入水稻中…… 生物通报道：关于“Golden Rice”（转基因黄金大米，GR）的报道近期掀起了轩然大波，目前最新进展是相关文章（β-Carotene in Golden Rice is as good as β-carotene in oil at providing vitamin A to children）中第二，第三和第四作者（均为中方作者）都否认了曾参与这项研究，称“之前既没有听说与该篇论文相关的任何信息，也没有看过论文的内容，更不知道为何自己的名字会出现在论文的作者之中”，事件进展扑朔迷离，在进一步调查结果出来之前，让我们先来看看这种称为“Golden Rice”的转基因大米到底是什么，采用的转基因技术是什么，有可能会带入哪些外来基因，造成危害？ 点击Golden Rice Project项目页面，里面详细介绍了这种转基因大米的最初研发过程，指出苏黎世瑞士联邦理工学院的 Ingo Potrykus 教授和Peter Beyer（分别为育种专家和分子生物学家）是这一大米作用机制的创始人，在2000年，这种大米产权相关人员与Syngenta 农业公司建立了合作关系，从而开始了田间试验等进一步研究。Syngenta 公司（先正达公司）是瑞士农业化工巨头，他们研发了此大米，并于2004年在美国进行试验。研发公司称此大米的主要功能为帮助人体增加维生素A吸收，而缺乏维生素A可能导致夜盲症。目前先正达公司否认参与了上述论文的研究。 第一代“黄金大米”2000年问世，使用了来自黄水仙的基因，其中胡萝卜素含量为每克大米约含1.6毫克，为淡黄色。第二代“黄金大米”于2005年问世，使用玉米中的对应基因培育出来，主要是通过转基因技术将胡萝卜素转化酶系统转入到大米胚乳中而获得，为金黄色。
胡萝卜素是合成维生素A的材料，人体只能通过吸收胡萝卜素来合成维生素A，在普通大米里面，维生素A或者胡萝卜素的含量为零，通过自然杂交的途径无法让大米富含维生素。因为杂交需要一个母本里面拥有我们需要的性状，然而，直到现在农业学家们都没有找到任何一种含有维生素A或者胡萝卜素的水稻可以做为育种母本，因此采用了转基因的方法。 主要步骤如下： 胡萝卜素在植物体内的合成路线共包含6个元素：IPP/DMAPP异构酶，GGPP合成酶，八氢番茄红素合成酶，八氢番茄红素脱氢酶，ζ-胡萝卜素脱氢酶和番茄红素α-β-环化酶。由于水稻中本身具有IPP/DMAPP异构酶和GGPP合成酶，因此研究人员需要将后面四个转入水稻中。 研究人员从黄水仙daffodils的花朵中获取了八氢番茄红素合成酶和番茄红素α-β-环化酶，这些元素具有调控花朵颜色的作用，又从土壤细菌欧欧文氏菌（E.Salicis）中获得了细菌胡萝卜脱氢酶，主要用于将八氢番茄红素转化为番茄红素。这样就产生了第一代黄金大米。 之后为了增加胡萝卜素的含量，研究人员发现黄水仙的八氢番茄红素合成酶不利于胡萝卜素的生成，因此采用了来自玉米的八氢番茄红素合成酶，培育出了第二代。 在这些过程中，引入水稻的外来基因除了上述的合成胡萝卜素的基因以外，还有作为载体的agrobacterium tumefaciens（根癌农杆菌），农杆菌介导的遗传转化目前在植物转基因研究中应用广泛。 参考文献： Beyer P et al. Golden Rice: Introducing the ß-Carotene Biosynthesis Pathway into Rice Endosperm by Genetic Engineering to Defeat Vitamin A Deficiency. The Journal of Nutrition, 2002, 132:506S-510S. 生物通 www.ebiotrade.com |
