轉基因蔬菜

人類第一個用於商業化生產的轉基因植物品種就是1994年美國Calgene公司推出的轉基因耐貯番茄Flavr SavrtH，之後轉基因植物的研究在各地廣泛開展起來並逐步進入了商品化的軌道。

基本介紹

• 中文名：轉基因蔬菜
• 出現時間：1994年
• 首家研製方：美國Calgene公司
• 性質：轉基因植物

品種簡介

到目前為止，國外已批准上市的轉基因蔬菜還有延熟番茄、抗甲蟲馬鈴薯、抗病毒病的南瓜和西葫蘆等。1996年我國相繼批准了轉基因耐貯藏“華番l號”番茄、轉基因抗黃瓜花葉病毒番茄"8805R"和甜椒“雙豐 R”進入產業化生產。已進行轉基因研究的蔬菜有番茄、茄子、辣椒、馬鈴薯、黃瓜、南瓜、西瓜、甜瓜、西葫蘆、胡蘿蔔、甘藍、花椰菜、大白菜、生菜、菠菜、茴香、豌豆、石刁柏、芥菜、洋蔥、小白菜等。所改良的性狀包括抗病、抗蟲、抗除草劑、抗逆、提高品質、生物工程等方面。轉基因植物正在以不可阻擋之勢深入到人類的生活之中。

轉基因蔬菜-番茄

種類

轉抗病基因蔬菜

1轉抗病毒病基因蔬菜蔬菜病毒病的防治非常困難，是轉基因抗病研究最多的一類。目前已經從不同的植物中獲得了30多個抗病毒基因，如植物病毒的外殼蛋白(cp)、衛星RNA、部分序列的cDNA、核酶、複製酶、蛋白酶、移動蛋白、反義RNA等均在多種植物上產生不同程度的保護作用，最近又開發了針對多種病毒的抗病毒基因，如核糖體失活蛋白(RIPs)基因及雙鏈RNA特異性核酸酶基因，病原物的無毒基因和異源植物抗病基因也已用於抗病研究。其中使用最多的是病毒的外殼蛋白(cp)基因。如美國的轉基因抗病毒南瓜　“FreedomII"、北大的轉基因抗黃瓜花葉病毒(CMV)的番茄“8805R”和甜椒“雙豐R"以及轉基因抗蕪菁花葉病毒(TuMV)的大白菜“福山大包頭”、轉基因抗西瓜花葉病毒(WMV)的西瓜、轉基因雙抗菸草花葉病毒(TMV)和黃瓜花葉病毒(CMV)的辣椒“農大40"及“湘研1號”。

2轉抗真菌病基因蔬菜利用植物過敏性反應，轉能誘導細胞過敏性壞死的膜蛋白基因(hrpH)獲得了高抗晚疫病的馬鈴薯。轉菸草雙價幾丁質和葡聚糖酶(β-l，3-giuca· hase)基因獲得了抗枯萎病番茄，病情指數較對照降低了36%～58%。將兩個葡萄的l，2-苯乙烯基因轉入番茄，能提高抗晚疫病的能力。

3轉抗細菌病基因蔬菜套用較多的是抗菌肽，利用花粉管通道法將柞蠶抗菌肽D基因導入番茄，獲得部分具有較強抗青枯病能力的植株。

轉抗蟲基因蔬菜

1轉Bt殺蟲晶體蛋白基因蔬菜該基因是抗蟲基因中套用最多的一種。其編碼的殺蟲晶體蛋白對鱗翅目昆蟲具有很強的毒殺能力。已商品化生產的有：馬鈴薯;已進入田間試驗階段的有;番茄、茄子、白菜、花椰菜;正進行研究的有：辣椒、芹菜、芥菜、萵苣、捲心菜、蕪菁、胡蘿蔔、豌豆、豇豆、鷹嘴豆、石刁柏、黃瓜、甜瓜。

轉基因蔬菜-辣椒

2轉蛋白酶抑制劑基因蔬菜蛋白酶抑制劑殺蟲譜廣，包括鱗翅目、鞘翅目和直翅目的昆蟲。目前至少有15種不同來源蛋白酶抑制劑的cDNA或基因轉入植物，大部分對昆蟲具有明顯的抗性。但可能與蛋白酶抑制劑在植物體內的表達量和害蟲對它的適應性有關，還沒有一例進入商品化生產。正在研究中的有：馬鈴薯、番茄、甘藍、花椰菜、小白菜、甘薯、甜椒、龍葵、萵苣。

3轉植物凝集素基因蔬菜在蔬菜上套用最多的是雪花蓮凝集素(GNA)基因，轉入番茄、馬鈴薯可獲得對蚜蟲、桃蚜的抗性，還有將其導入萵苣和小白菜進行研究的。

轉抗除草劑基因蔬菜

除草劑基因在植物中作用有兩種，一是消除除草劑的毒性，套用較多的是來源於潮濕鏈黴菌bar基因，它編碼的蛋白可將除草劑膦絲菌素(PPT)乙醯化使其失去毒力。二是修飾除草劑作用的靶蛋白，使其不敏感或過量表達稀釋除草劑的作用。將編碼谷氨醯胺合成酶抑制劑pat的bar基因導入甜椒，可提高對PPT的耐受力;將乙醯乳酸合成蛋白(ALS)轉入番茄可獲得對磺醯脲類除草劑的抗性。將編碼烯醇式丙酮醯莽草酸一3一磷酸合成酶(EPS)的aroA突變基因導入番茄。可獲得對一定劑量的草苷膦除草劑的抗性。

轉抗逆境基因蔬菜

1轉耐鹽基因蔬菜耐鹽基因有兩種，一種是能提高植物體內滲透保護物質的基因，如脯氨酸合成酶(proA)基因、菠菜鹼脫氫酶(BADH)基因、磷酸甘露脫氫酶(todD)基因以及與甘氨酸甜菜鹼生物合成的膽鹼脫氫酶(beta)基因。將 beta基因導人番茄可獲得耐鹽性高於對照的植株。將草酸氧化酶基因轉入番茄可使其在鹽環境下產量增加。另一種是平衡植物鉀鈉離子的如HALI基因。轉入番茄其耐鹽性明顯提高。另外將耐鹽植物總DNA直接導入不耐鹽植物也可提高耐鹽性，如將紅樹總DNA導入辣椒其耐鹽性明顯提高。

2轉耐冷基因蔬菜利用較多的是來自北極深海魚類的抗凍基因(AFPS)。將鰈魚科的抗凍基因轉入番茄，發現其具有抑制冰塊重新結晶的能力，從而使蔬菜免遭凍害。將美洲擬鰈抗凍蛋白基因AFP直接轉入番茄，得到的轉基因植株在平均氣溫低於4.4℃的情況下，生長好於對照，並且果實成熟提前。致死溫度也降低了l℃～2℃。

轉雄性不育基因蔬菜

這方面研究途徑較多，可通過絨氈層和花粉特異表達細胞毒素獲得雄性不育。將人工構建的雄性不育基因TA29： Barnase導入番茄子葉可獲得部分雄性不育植株。也可利用反義基因技術創造雄性不育。將人工構建的反義肌動蛋白基因和花葯特異啟動子T29組成的嵌合雄性不育基因轉入番茄，可獲得自交不結實但用作母本進行雜交結實正常的植株。這也是中國第一例具有獨立智慧財產權轉基因雄性不育。

轉單性結實基因蔬菜

將roIB基因連線在子房特異性表達的啟動子TPRP-F1上，得到營養生長和果實大小都很正常的單性結實材料 MPBl2和MPBl3。

轉改良品質基因蔬菜

番茄延熟是基因工程研究較多而且比較成功的例子。如美國的延熟番茄Flavr Savr等4個轉基因品種以及我國的耐貯藏番茄“華番1號”均進入商品化生產走向市場。另外通過轉基因提高含糖量的有：將大腸桿菌糖原合成酶基因(glgl)轉人馬鈴薯可降低澱粉含量30%～50%，增加可溶性糖含量80%。將酸性轉化酶的反義cDNA轉入番茄，可獲得果實小但蔗糖含量高的植株。將番茄紅素合成酶基因經修飾後轉入番茄，可使紅素得到超量表達。

轉生物或工業用蛋白基因蔬菜

蔬菜作為生物反應器生產哺乳動物的疫苗、工業用酶或蛋白比動物或微生物具有不可比擬的開發價值和開發前景。目前已將B型肝炎病毒的表面抗原基因成功地導人馬鈴薯和番茄植株，將轉基因馬鈴薯飼餵小白鼠，可獲得對B型肝炎的免疫能力。

安全性

轉基因蔬菜的安全性問題，一直是人們爭論的熱點，特別是選擇性標記基因的使用，它是決定轉基因植物能否向市場投放的一個關鍵因素。在轉基因植株中消除選擇性標記基因，可以減少人們過多的憂慮，從而能夠更好地推動轉基因技術的發展。

根據對轉基因馬鈴薯、番茄、矮牽牛、棉花與非轉基因對照相比較的研究，其對土壤微生物的種類和數量沒有影響。抗菸草花葉病毒(TMV)的轉基因番茄對採花昆蟲的傳粉、覓食均無影響。轉基因植物殘渣對後季作物的影響與非轉基因作物相比沒有明顯區別。

從目前轉基因農產品上市實行的“實質等同性”原則來看，轉基因蔬菜經過水分、蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素 c、胡蘿蔔素以及鋅、鈣、鐵、鉀等化學成分分析，與非轉基因均無明顯差異。食用是否安全有待繼續研究。