近期,国际学术期刊《Soil Biology and Biochemistry》,中科院1区,IF4.857,在线发表了bat365在线平台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和邸宏教授。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。