轉(zhuǎn)基因科普系列
——轉(zhuǎn)基因大豆*

王志坤，李文濱

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)//大豆生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室//農(nóng)業(yè)部東北大豆生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150030）

轉(zhuǎn)基因科普系列
——轉(zhuǎn)基因大豆*

王志坤，李文濱**

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)//大豆生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室//農(nóng)業(yè)部東北大豆生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150030）

大豆是世界重要的糧食兼油料作物，也是人類(lèi)優(yōu)質(zhì)蛋白的主要來(lái)源。大豆種子主要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是蛋白質(zhì)和脂肪，兩者約占大豆種子干重的60%。大豆是蛋白質(zhì)含量較高的作物之一，蛋白質(zhì)含量可高達(dá)40%以上。大豆含油量一般為18%，為世界提供了30%的脂肪和60%的植物蛋白質(zhì)。大豆蛋白質(zhì)被認(rèn)為是人類(lèi)所需的最理想的植物蛋白質(zhì)，含有人體必需的8種氨基酸，且氨基酸組成比例與人體必需氨基酸組成相當(dāng)。同時(shí)，大豆蛋白質(zhì)沒(méi)有動(dòng)物蛋白質(zhì)食品可能產(chǎn)生的副作用。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，我國(guó)人民對(duì)大豆的需求量不斷增加。以食用豆油為例，在十幾億人食用油大量增加的背景下，人均食用量年消費(fèi)從80年代初的2.6 kg增加到目前的22 kg。據(jù)測(cè)算，我國(guó)大豆需求量從1990年的1 100 萬(wàn)t增加到2015年的9 300萬(wàn)t。但我國(guó)大豆總產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)需求。從1996年起，我國(guó)就成為大豆的凈進(jìn)口國(guó)，進(jìn)口量從當(dāng)年的111萬(wàn)t持續(xù)增加到2015年的8 169萬(wàn)t[1]。而進(jìn)口的大豆幾乎全部為轉(zhuǎn)基因大豆，那么，什么是轉(zhuǎn)基因大豆呢？

轉(zhuǎn)基因大豆（Genetically engineered soybean，簡(jiǎn)稱(chēng)GE大豆）就是將人工分離和修飾過(guò)的基因?qū)氲浆F(xiàn)有大豆基因組中，與大豆基因組整合并表達(dá)，從而達(dá)到改造大豆生物學(xué)性狀的目的。因?yàn)檗D(zhuǎn)基因大豆是將目標(biāo)基因通過(guò)載體直接轉(zhuǎn)移到大豆基因中，所以目的性更強(qiáng)，不存在傳統(tǒng)育種通過(guò)雜交手段帶來(lái)的不良基因連鎖問(wèn)題。此外，轉(zhuǎn)基因大豆中目標(biāo)基因的來(lái)源范圍更廣，可以從親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的物種中獲得，也可以是人工合成的基因。因此，擴(kuò)大了可利用的基因資源，規(guī)避了由于大豆自身遺傳背景狹窄而帶來(lái)的育種局限。因此，轉(zhuǎn)基因大豆已成為轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。

目前商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因大豆主要包含以下幾個(gè)種類(lèi)：

1 抗除草劑轉(zhuǎn)基因大豆

抗除草劑轉(zhuǎn)基因大豆是轉(zhuǎn)基因大豆研發(fā)的第一性狀。美國(guó)孟山都公司最先將EPSPS基因轉(zhuǎn)入大豆獲得第一代抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆（Roundup readay，RR），且于1996年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化種植。幾年后，孟山都公司在第一代轉(zhuǎn)基因大豆的基礎(chǔ)上，又推出了第二代抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆（RR2Y），該系列品種不僅具有抗草甘膦特性，還聚合了其他性狀[2]。此外，德國(guó)貝爾公司將pat基因轉(zhuǎn)入大豆中，成功培育出了一系列抗草銨膦品種，如Liberty link系列產(chǎn)品。一些抗草銨膦轉(zhuǎn)基因大豆新品種也已商業(yè)化[3]。

2 高油酸轉(zhuǎn)基因大豆

普通大豆油脂中亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸占總脂肪酸量的60%左右，單不飽和脂肪酸油酸只占20%左右[4]。不飽和脂肪酸具有降低人體膽固醇和血脂功效，但多不飽和脂肪酸含量過(guò)高容易導(dǎo)致大豆油腐敗，縮短貨架期。而油酸含有一個(gè)不飽和鍵，在高溫時(shí)更穩(wěn)定、保質(zhì)期長(zhǎng)。因此，在提高大豆油含量的同時(shí)培育出高油酸大豆品種是大豆油脂改良的重要研究方向。2000年杜邦公司推出了高油酸轉(zhuǎn)基因大豆品種，其油酸含量達(dá)到了大豆脂肪含量的80%，而亞油酸含量約占1%，以期提高大豆的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。孟山都公司也培育出了高油酸低飽和脂肪酸的轉(zhuǎn)基因大豆Vis?tive Gold品種。

3 抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因大豆

孟山都公司將廣泛應(yīng)用的抗蟲(chóng)基因Bt和cp4轉(zhuǎn)入大豆中，培育出抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因大豆品種Intacta Roundup Ready 2 Pro。該品種對(duì)鞘翅目、鱗翅目、直翅目昆蟲(chóng)有良好的防治效果，已在巴西等南美國(guó)家大面積推廣種植[5]，2013年也獲得中國(guó)頒發(fā)的可進(jìn)口用作加工原料的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書(shū)。

4 聚合轉(zhuǎn)基因大豆

杜邦公司的DP30542×TS40-3-2轉(zhuǎn)基因大豆和孟山都公司的MON87705轉(zhuǎn)基因大豆聚合了抗蟲(chóng)、抗除草劑、高油酸基因，實(shí)現(xiàn)了將抗蟲(chóng)、抗除草劑和高油酸性狀聚合到一個(gè)大豆轉(zhuǎn)化體中。這些聚合多個(gè)優(yōu)良農(nóng)藝性狀的品種，在產(chǎn)量上也有良好的表現(xiàn)，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)增加了總收益。

商業(yè)化轉(zhuǎn)基因大豆最早于1996年在美國(guó)種植，目前已在巴西、阿根廷、烏拉圭和巴拉圭等大豆主產(chǎn)國(guó)廣泛種植[6]。2009年全世界轉(zhuǎn)基因大豆播種面積約占大豆總播種73%，而到2013年的最新統(tǒng)計(jì)，全世界轉(zhuǎn)基因大豆播種面積已占大豆總播種面積的81%[7]。

在中國(guó)，轉(zhuǎn)基因大豆并沒(méi)有實(shí)際的商業(yè)化生產(chǎn)。

[1]仝宗莉,肖紅.農(nóng)業(yè)部：我國(guó)對(duì)大豆的需求不斷增加要靠進(jìn)口彌補(bǔ)[EB/OL].[2016-04-13].http：//society.people.com.cn/n1/ 2016/0413/c1008-28273254.html.

[2]高初蕾,喬峰,安怡昕,等.商業(yè)化轉(zhuǎn)基因大豆育種研發(fā)進(jìn)展與展望[J].分子植物育種,2015,13(6)：1396-1406.

[3] Green J M.Evolution of glyphosate-resistant crop technology[J]. Weed Science,2009,57(1)：108-117.

[4] 程浩,金杭霞,蓋鈞鎰,等.轉(zhuǎn)基因技術(shù)與大豆品質(zhì)改良[J].遺傳,2011,33(5)：431-436.

[5] Bernardi O,Dourado PM,Carvalho RA,et al.High levels of bio?logical activity of Cry1Ac protein expressed on MON 87701× MON 89788 soybean against Heliothis virescens(Lepidoptera：Noctuidae)[J].Pest Management Science,2014,70(4)：588-594.

[6]鄒恒偉.國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)基因大豆發(fā)展趨勢(shì)與中國(guó)發(fā)展對(duì)策[J].2013 (5)：44-46.

[7] James,Clive.Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops：2009[M].The International service for the acquisition of agri-bio?tech applications(ISAAA)Brief No.41.ISAAA：Ithaca,NY.

S565.1

E

1674-3547(2017)02-0052-02

2017-04-03

王志坤，副研究員，研究方向?yàn)榇蠖惯z傳育種與分子生物學(xué)，E-mail:zhikunwang1998@aliyun.com

抗逆轉(zhuǎn)基因大豆新品種培育（2016ZX08004-002）；營(yíng)養(yǎng)功能型轉(zhuǎn)基因大豆新品種培育（2016ZX08004-003）

**通訊作者：李文濱，教授，研究方向?yàn)榇蠖惯z傳育種，E-mail:wenbinli@neau.edu.cn