科普| “高锌铜”转基因水稻与“高锌”转基因大麦

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发布时间:2018-01-08 06:51

人体必需的微量金属元素有14种,其中钙、铁、铜和锌是与婴幼儿生长发育有重要关系的。锌与铁一样,也是人体很多重要酶发挥功能时形成的复合体的组成成分,也是很多酶的激活剂。人体缺锌使很多酶不能发挥正常的功能从而引起少儿发育不良(缺锌侏儒症)、免疫力下降以及男性生殖能力下降等症状。因此适量补充锌是非常必要的。前篇我们介绍了提高铁含量的转基因水稻,今天来说说通过转基因技术提高水稻中锌和铜的转基因水稻和转基因大麦。

人体必需微量元素

其实植物从土壤中吸收金属元素时,往往吸收的分子机制甚至进入植入细胞的通道都是共用的,因此在转入一个基因或多个基因时往往有好几种金属元素的含量在转基因作物中均有提高。韩国的一个研究团队向水稻转入一个水稻来源的基因OsNAS3后,获得的转基因水稻铁含量提高了2.9倍达到34 μg/g、锌提高了2.2倍达到43 μg/g、铜含量提高了1.7倍达到2.2 μg/g(Lee et al., 2009)。而澳大利亚的一个研究团队获得的OsNAS2转基因水稻中的铁的含量达到64 μg/g、锌的含量达到91 μg/g(Johnson et al., 2011)。澳大利亚的另一个研究团队将拟南芥菜来源的基因AtZIP1转入大麦后,获得转基因大麦中的锌含量达到84 μg/g(Ramesh et al., 2004)

和铁一样,锌摄入过量也会导致一些身体不适与疾病,中国营养学会推荐推荐日摄入量:3 mg (半岁)、5 mg (半岁-1岁)、10 mg (1-10岁)、15 mg (成年)、20 mg (孕妇和乳母)。

文献:

Lee, S. et al. Iron fortification of rice seeds through activation of the nicotianamine synthase gene. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 22014-22019 (2009).

Johnson, A.A. et al. Constitutive overexpression of the OsNAS gene family reveals single-gene strategies for effective iron-and zinc-biofortification of rice endosperm. PLoS ONE 6, e24476 (2011).

Ramesh, S.A., Choimes, S. & Schachtman, D.P. Over-expression of an Arabidopsis zinc transporter in Hordeum vulgare increases short-term zinc uptake after zinc deprivation and seed zinc content. Plant Mol. Biol. 54, 373-385 (2004).

(本文由:

中国农业科学院生物技术研究所博士副研究员植物基因工程

柳小庆先生授权发表)

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