【目的】建立转基因(genetically modified,GM)水稻安全性评价的亲本对照-转基因株系-非转基因对照(parent control-transgenic plant-nontransgenic control,PTN)系统。通过实质等同性比对分析,追溯GM水稻种子蛋白质非预期变异的技术根源,为GM水稻的安全性评价提供技术支持。【方法】根据GM水稻植株培育的技术原理,收集转基因株系(transgenic line,T)、亲本品种(parent variety,P)及其他遗传学背景相关的非转基因组培再生株系(non-transgenic regeneration line from tissue culture,NR)和非转基因遗传分离阴性后代株系(non-transgenic segregated negative offspring line,NS)等对照样本。以转2m G2-epsps抗草甘膦GM水稻株系T13和T23及各自的PTN系统对照样本(P、NR和NS)为试验材料,以种子蛋白质含量和组分的非预期变异为研究对象,根据PTN样本间的多重比较结果解析并追溯GM水稻非预期变异的技术根源。水稻种子可溶性蛋白的提取采用分级提取法,依次用蒸馏水、5%Na Cl、70%乙醇和0.1 mol·L-1 Na OH提取稻米清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。蛋白含量测定应用Bradford法,蛋白组分分析采用SDS-PAGE电泳法。【结果】GM水稻株系T13和T23种子总可溶性蛋白含量分别比亲本显著降低3.29%和6.84%,主要受谷蛋白变异影响,但GM水稻变异的最大幅度小于天然水稻亲本P1和P2品种间差异,说明GM水稻种子可溶性蛋白含量变异在安全范围之内。与各自亲本相比,GM水稻株系种子清蛋白和醇溶蛋白组分差异不显著,球蛋白和谷蛋白个别组分存在显著或极显著变异,主要表现为含量的增减。T13株系的56 k D和24 k D球蛋白含量比亲本P1显著增加,T23的65 k D球蛋白含量比亲本P2极显著降低。GM株系T13和T23的谷蛋白组分变异趋势相似,与相应亲本相比,主要表现为19—23 k D和33—38 k D谷蛋白含量显著增加,100 k D和9 k D谷蛋白含量显著减少。突出的变异是GM水稻�
应用水稻种子生物反应器开发口服重组胰岛素原具有重要应用前景。通过分子设计保证重组胰岛素原在人体肠道内的自主加工成熟,根据水稻密码子偏爱性人工合成了霍乱毒素β亚基和人胰岛素原的融合基因(cholera toxin B subunit fused with human proinsulin,CTBIN),并在C末端添加内质网滞留信号KDEL。通过PCR技术从粳稻品种日本晴全基因组中克隆谷蛋白启动子及其信号肽序列pGluB1sig(GluB1promoter and its signal peptide)用于驱动融合基因CTBIN的表达,插入载体pCAMBIA1302,构建了水稻种子蛋白体靶向表达口服重组胰岛素原的载体pCAMBIA1302-pGluB1sig-CTBINNos。采用农杆菌介导法转化日本晴,获得了46株转基因水稻植株,Western杂交检测到CTB-人胰岛素原融合蛋白在水稻种子中表达。
