胡贊民小組成果為轉基因抗逆研究儲備技術

檸條花開

　　盡管我國并未大范圍推廣對農作物進行抗旱、耐鹽、抗藥等基因技術改良，但作為技術儲備，基因工程技術研究不能落后。在國家自然科學基金的持續資助下，中科院遺傳與發育生物學研究所研究員胡贊民小組對“中國極端抗旱灌木抗旱基因克隆”進行了研究，并意外發現和耐鹽、抗農藥相關的基因。

　　多年來，轉基因作物的安全性等問題爭議不斷。

　　目前，我國棉花、水稻、玉米等基因作物已獲得生產應用安全證書。根據《農業轉基因生物安全管理條例》、《中華人民共和國種子法》及《主要農作物品種審定辦法》等法律法規的規定，獲得安全證書后，還需通過品種審定，并獲得種子生產許可證和種子經營許可證后，方可進入商業化生產。

　　“我國引進的轉基因玉米是用作飼料，棉花也只作了抗蟲轉基因研究。我們對農作物進行轉基因研究有一些限制，進行抗旱、耐鹽堿、抗除草劑等轉基因研究也限于在實驗室內對模式植物（擬南芥等）進行研究。并沒有將相關技術真正應用于大田里，但相關的研究我們必須進行，我們得有自己的技術。”中科院遺傳與發育生物學研究所研究員胡贊民說。

　　胡贊民研究小組主要研究方向是經濟作物遺傳工程，主要致力于重要基因的克隆、新型植物表達體系的建立、遺傳轉化方法的探索、外源基因在植物中的表達規律和重要經濟作物的遺傳工程改良等研究工作，以不斷為植物遺傳工程的發展提供理論基礎、新技術并獲得重要經濟作物新品系（品種）。

　　目前，國際國內相關研究表明，轉基因技術在農作物增產、降耗、品質改良、生產成本降低等方面優勢明顯。我國目前轉基因農作物市場并未完全開放，但從全球技術發展趨勢來看，轉基因技術的發展和應用也許只是時間的問題。

　　“比如國外對抗除草劑的轉基因作物進行過很多研究，也有一些成熟的技術。但技術是人家的，如果我們沒有自己的技術，將來就會受制于人。”胡贊民說，“如果在模式植物上取得很好效果，將來可以在農作物上進行研究。目前只是做些基礎研究，技術儲備我們得有。”

　　干旱是我國嚴重的自然災害之一，它對農作物的高產穩產影響很大。

　　在中國西北部極端氣候環境中，植物形成了豐富的抗旱、耐寒和耐熱、耐鹽基因。利用基因工程技術，克隆出這些優良的抗逆（植物對抗不良環境，如旱、澇、鹽堿、病蟲害等）基因，通過基因轉化提高植物抗逆性，對提高干旱、半干旱地區的植被覆蓋，增加旱地農作物產量，改善西部生態環境，都是非常重要的。

　　近幾年，一些與抗旱、耐鹽相關的基因被克隆和分析。2001年，在國家自然科學基金的資助下，胡贊民研究小組開始對抗旱基因進行篩選和比較研究，打算在收集西部抗旱林木資源的基礎上克隆與抗旱、耐鹽有關的基因。

　　“現在很多抗旱、抗鹽的基因都已經克隆出來了，我們就想從西部植物中找到一些抗旱基因，比較一下其中哪些抗旱效果更好，將來用于農作物、林木改良。”胡贊民說，“但這些研究沒有繼續，沒有進一步完善。”

　　該小組以抗逆植物檸條為研究對象，參照已公布的基因序列，根據序列保守區域設計引物，通過一些技術手段獲得兩個基因片段，又在此基礎上通過比對拼接，獲得相應的全長DNA 序列。與來自菜豆、歐洲葡萄、番茄、擬南芥的相關基因比較，構建了該基因的植物表達載體，將該基因導入煙草，獲得了轉基因煙草。檢測結果表明，該基因的導入使煙草獲得了抗旱性。該研究也為林木抗逆分子育種提供了相關的基因資源。

　　在此后的研究中，該小組在這一領域獲得多項專利，其中“一種獲得耐高溫高濕的景天屬植物的方法及其應用”專利提供了一種獲得耐高溫高濕的景天屬植物的方法，培育的新株系可用于我國北方地區城市屋頂綠化和公園草坪綠化。對“一種檸條轉錄因子CkAREB及其在抗逆植物培育中的應用”專利的性能測試表明，該基因的轉入可以提高木本植物的抗旱性。“新的CkNHX基因及其剪切修飾基因CkNHXn，以及培育耐逆植物的方法”專利構建了酵母表達載體和植物表達載體。利用酵母突變株互補實驗驗證了該基因的耐鹽功能。通過對轉化植株抗鹽性能的測試表明，該基因的轉入可以使轉基因植物具有抗鹽性。

　　“出乎意料的是，我們在對擬南芥進行抗旱基因克隆時，發現了抗鹽和抗農藥基因。”胡贊民說，“目前我們有一篇這方面的文章正在審稿過程中。”

　　根據聯合國教科文組織和糧農組織統計，全世界鹽堿地面積約9.54億公頃。中國有鹽堿地9913萬公頃，而且鹽堿化和次生鹽堿化都在逐年加重。因此植物耐鹽基因工程在培育集高產、穩產、優質、抗逆于一身的農作物新品種上顯示出獨特的技術優勢和巨大前景。通過基因工程手段培育能在鹽堿地上種植的林木，是利用鹽堿地的一條經濟而有效的途徑。

　　1986年，抗除草劑的轉基因棉花首次進入田間試驗。該技術的發展為作物集約生產、降低能耗和減少田間管理成本起到了巨大作用。但國內在這方面一直鮮有研究。