奥瑞金种业股份有限公司
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        植物分子生物学技术的发展和应用,对作物遗传育种产生了极其深远的影响。以转基因技术、分子标记为核心的现代分子育种技术大幅提升了育种的效率和准确性。在提高选择效率、改善品质、增强品种抗逆性方面,分子育种发挥了重要作用,取得了显著的成果。 

        奥瑞金率先在国内种业界建立了生命科学研究中心,配备了各种基础设施以及先进的实验室仪器设备。多年来,在与北京大学、中国农业大学、中科院微生物所、中国农科院等国内知名科研院所开展广泛合作的同时,奥瑞金一直从事分子育种的研发工作。在耐除草剂和抗虫Bt转基因玉米及水稻、抗旱抗低温转基因草坪草、氮高效利用基因(GDH)玉米等方面做了大量的工作,并取得了突破性的进展。

 

(一)、植酸酶转基因玉米 

   植酸磷广泛存在于植物界,玉米、水稻、大豆等作物种子中约80%的磷元素都以植酸磷的形式存在。单胃动物(猪、鸡、鸭)和水产类(鱼、虾)消化道内缺乏植酸酶,无法有效利用玉米、大豆等饲料原料中的植酸磷。通常在饲料中添加无机磷来满足家禽对磷的需求。这样,一方面增加了饲料的成本,另一方面使自然界中的无机磷资源受到严重威胁,而且家禽排泄出的未经分解的植酸磷还会带来严重的环境污染。

    植酸酶是优良的饲料添加剂,可以把玉米等饲料原料中大量存在的植酸磷分解成无机磷,从而提高了单胃动物对饲料磷的利用率和动物的生产性能,降低动物粪便中磷的排泄量。应用基因工程的方法在作物种子中直接表达植酸酶, 不仅能减小微生物发酵植酸酶所带来的不利影响,而且还能提高植物性饲料的营养价值以及种子的商品价值。

    以玉米为支柱产业的饲料工业中,若将外源植酸酶基因通过基因工程的方法导入玉米,就可以实现利用玉米种子生物反应器来生产高活性植酸酶。植酸酶转基因玉米的研发不仅可以提高玉米的商品价值,增加农民的收入,而且还在降低饲料生产成本, 控制环境磷污染等多个方面具有巨大的社会效益以及生态效益。 

    公司通过与中国农业科学院生物技术研究所合作,在第一代植酸酶产品的基础上,利用具有自主知识产权的植酸酶基因,把生物技术和常规育种技术相结合,培育出具有高活性、高含量植酸酶并且能稳定遗传的转基因玉米,并在2009年10月获得农业部颁发的安全证书。

(二)、耐草苷磷转基因玉米 

    草甘膦(glyphosate)是一种广谱灭生性、内吸传导型优秀除草剂,具有良好的输导性,在环境中容易降解,不易污染地表水,低毒、安全等特点,因其结构简单、价格低廉而被广泛应用。自研制成功以来,成为世界上使用面积最大的除草剂品种。我国自八十年代开始生产草甘膦,目前年产量约3万吨,实际生产能力超过4.5万吨,已成为继美国之后世界第二大生产和出口国。但是,草甘膦是一种非选择性除草剂,它在杀死杂草的同时,对农作物产生药害,这就限制了其使用范围和使用时间,大大地制约了草甘膦的发展。

    因此,耐抗草甘膦转基因农作物的研发,不仅可以节省农业生产成本,而且还能极大地促进草甘膦工业的发展。

    我们可以通过转基因技术获得耐草甘膦转基因作物。比如,将草甘膦降解酶基因导入作物,获得耐草甘膦转基因玉米。

(三)、抗虫转基因玉米 

    玉米螟是世界性的主要玉米害虫,每年因玉米螟危害损失产量在5%左右。我国是亚洲玉米螟的多发区和重发区,20世纪70年代以来,几乎每2年就大发生一次,年损失玉米380-640万吨商品玉米。多年来,各国都在致力于培育和推广抗螟虫品种以控制玉米螟危害,但用常规育种方法培育抗螟杂交种进展缓慢。 

    苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiemis,简称Bt)是一种革兰氏阳性细菌,广泛存在于土壤、尘埃、沙漠、植物、昆虫尸体中。该菌在形成芽胞的同时,能产生杀虫晶体蛋白。杀虫晶体蛋白通常也被称为δ-内毒素,对人畜无害,不污染环境。

    Bt杀虫蛋白本身是不具有生物活性的,称为原毒素,当敏感昆虫在吸食过程中,杀虫结晶包涵体便随之进入到昆虫的消化道内,并释放出特定的δ-内毒素,即为活性毒素,从而使昆虫死亡。Bt杀虫蛋白特异性毒杀昆虫的种类不同,主要取决于Bt杀虫蛋白与昆虫中肠道上皮细胞膜上的受体相互作用的结果。

    通过基因工程的方法,将Bt毒蛋白基因等外源抗虫基因导入玉米的基因组中,使其正确表达,即可获得抗玉米螟的转基因玉米。Bt抗虫转基因玉米不但能有效的防治害虫,而且对环境、有益昆虫及人畜等均无不良影响,因此发展转基因Bt抗虫玉米不但能减少化学农药的使用量,有效保护生态环境,还能节约人力、物力,节约社会资源。 

(四)、分子标记辅助选择育种 

    选择是育种中最重要的环节。传统的基于表型的选择方法存在许多缺点,效率较低。分子标记技术的成功开发为实现对基因型的直接选择提供了可能,从而大大提高育种效率,加快育种进程。 

    借助分子标记对目标性状的基因型进行选择,称之为分子标记辅助选择(molecular assisted selection,MAS)。MAS是一种高效的育种方法,与传统表型选择相比,它可在任何生长期进行,不受环境条件影响,可排除非等位基因相互作用而造成的干扰,具有快速、经济、效率高、准确性强等优点。MAS还可以进行基因聚合,将数个基因聚合到一个品种中,产生更有价值的育种材料。 

    奥瑞金是国内开展分子标记辅助选育育种的少数研发单位之一,在玉米青枯病抗性分子标记辅助选择方面做了大量的开创性工作,并取得了阶段性结果。 

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