利用PTN系统快速解析转基因水稻种子可溶性蛋白非预期变异的来源

摘要：

【目的】建立转基因（genetically modified，GM)水稻安全性评价的亲本对照-转基因株系-非转基因对照（parent control-transgenic plant-nontransgenic control，PTN)系统。通过实质等同性比对分析，追溯GM水稻种子蛋白质非预期变异的技术根源，为GM水稻的安全性评价提供技术支持。【方法】根据GM水稻植株培育的技术原理，收集转基因株系（transgenic line，T）、亲本品种（parent variety，P）及其他遗传学背景相关的非转基因组培再生株系（non-transgenic regeneration line from tissue culture，NR）和非转基因遗传分离阴性后代株系（non-transgenic segregated negative offspring line，NS）等对照样本。以转2mG2-epsps抗草甘膦GM水稻株系T13和T23及各自的PTN系统对照样本（P、NR和NS）为试验材料，以种子蛋白质含量和组分的非预期变异为研究对象，根据PTN样本间的多重比较结果解析并追溯GM水稻非预期变异的技术根源。水稻种子可溶性蛋白的提取采用分级提取法，依次用蒸馏水、5% NaCl、70%乙醇和0.1 mol·L-1 NaOH提取稻米清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。蛋白含量测定应用Bradford法，蛋白组分分析采用SDS-PAGE电泳法。【结果】GM水稻株系 T13和 T23种子总可溶性蛋白含量分别比亲本显著降低3.29%和6.84%，主要受谷蛋白变异影响，但GM水稻变异的最大幅度小于天然水稻亲本P1和P2品种间差异，说明GM水稻种子可溶性蛋白含量变异在安全范围之内。与各自亲本相比，GM水稻株系种子清蛋白和醇溶蛋白组分差异不显著，球蛋白和谷蛋白个别组分存在显著或极显著变异，主要表现为含量的增减。T13株系的56 kD和24 kD球蛋白含量比亲本P1显著增加，T23的65 kD球蛋白含量比亲本P2极显著降低。GM株系T13和T23的谷蛋白组分变异趋势相似，与相应亲本相比，主要表现为19—23 kD和33—38 kD谷蛋白含量显著增加，100 kD和9 kD谷蛋白含量显著减少。突出的变异是GM水稻新增加了41 kD和56 kD谷蛋白组分，但这些变异新组分也同样存在于NR和NS对照样本中。GM水稻株系T13和T23的可溶性蛋白非预期变异的特征与相应的NR对照样本基本一致。NS23对照株系的清蛋白含量和球蛋白组分存在不同于T23和NR23的独特非预期变异。【结论】GM水稻种子总可溶性蛋白质变异主要受谷蛋白含量变异影响，变异幅度小于天然水稻品种间差异。GM水稻种子的清蛋白、醇溶蛋白组分未发生显著变异，球蛋白和谷蛋白个别组分发生了显著变异。GM水稻种子蛋白质非预期变异主要来源于组织培养无性系变异，转基因插入突变的影响较小。

关键词：转基因水稻、种子可溶性蛋白、PTN系统、非预期变异、技术来源

分类号：Q78;S513;Q943

资助基金：国家自然科学基金;转基因生物新品种培育科技重大专项

在线出版日期：2016-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：4397-4407