La situación actual de las plantas genéticamente modificadas en el extranjero
La investigación sobre el mejoramiento biotecnológico de cultivos ya no se encuentra en la etapa de laboratorio, sino que ha entrado en la etapa de aplicación práctica y comercialización. La superficie mundial de plantación de plantas genéticamente modificadas ha crecido rápidamente. El número de países que plantan plantas genéticamente modificadas aumentó de 1 en 1992 a 6 en 1996, 9 en 1998 y se amplió a 12 en 1999. La superficie mundial de plantación de plantas genéticamente modificadas fue de sólo 17.000 hectáreas en 1996, 17.000 hectáreas en 1997, y 27,8 millones de hectáreas y 19,98 millones de hectáreas en 1998 y 1998 respectivamente.
La comercialización de plantas genéticamente modificadas en Estados Unidos avanza rápidamente, y su promoción y aplicación está a la vanguardia de otros países. En 1994, el tomate transgénico desarrollado por la empresa estadounidense Calgene entró en producción comercial por primera vez. A finales de 1998, se había aprobado la producción comercial de más de 30 plantas transgénicas. Estados Unidos representa el 72% de la superficie mundial plantada con plantas genéticamente modificadas, alcanzando 28,7 millones de hectáreas, de 65.438 a 0.999. Le sigue Argentina con 6,7 millones de hectáreas, que representan 17; Canadá con 4 millones de hectáreas, que representan 10; China ocupa el cuarto lugar, con una superficie de siembra de 1.999 que alcanza las 300.000 hectáreas, que representan 1. La superficie cultivada en otros países es inferior a 1.
Los principales tipos de plantas genéticamente modificadas son: soja (54), maíz (28), algodón (9), colza (9), y la proporción de patatas, calabacines y papayas es inferior al 1. . Según las características de las plantas transgénicas, las plantas resistentes a herbicidas representaron 765.438 0, como la soja (54), la colza (9), el maíz (4) y el algodón (4) resistentes a insectos; 22, principalmente resistente al maíz insecto (19) y al algodón resistente a insectos (3). La resistencia a los insectos y a los herbicidas representó 7, principalmente maíz (5) y algodón (2); la proporción de plantas transgénicas con antivirus y otros rasgos fue inferior a 1.
La industrialización de plantas genéticamente modificadas, especialmente cultivos genéticamente modificados, ha aumentado los rendimientos, ha reducido el uso de herbicidas, insecticidas y otros pesticidas, ha ahorrado mucha mano de obra y ha aportado enormes beneficios económicos y beneficios sociales. . Las ventas mundiales de plantas genéticamente modificadas se duplicaron de 75 millones de dólares en 1995 a 235 millones de dólares en 1996. Con el apoyo del Programa Nacional 863, el Instituto de Biotecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas sintetizó y transformó con éxito el gen Bt de plantas y obtuvo variedades y líneas de algodón transgénico con alta resistencia al gusano del algodón. Además, el Instituto del Algodón de la Academia China de Ciencias Agrícolas, la Universidad Agrícola de Nanjing y la Academia de Ciencias Agrícolas de Shanxi también utilizaron algodón transgénico resistente a los insectos como padres para desarrollar varios híbridos transgénicos resistentes a los insectos con una resistencia a los insectos de más de 80% y un rendimiento un 15% superior al de las principales variedades cultivadas de Algodón. El mejoramiento y la promoción y aplicación a gran escala del algodón de mi país resistente a los insectos con derechos de propiedad intelectual independientes marca el comienzo de la etapa de industrialización de la investigación de plantas genéticamente modificadas de mi país.
Para controlar eficazmente el daño de las plagas del arroz, el Instituto de Biotecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas y la Universidad Agrícola de Huazhong obtuvieron con éxito arroz híbrido Bt transgénico, que es eficaz contra el barrenador del tallo, el barrenador del tallo y Rodillo de hojas de arroz. El efecto venenoso alcanza 95. La Universidad Agrícola de Zhejiang (ahora fusionada con la Universidad de Zhejiang) también ha introducido con éxito genes Bt en variedades tempranas de arroz. El arroz transgénico Bt ha entrado en la etapa de liberación ambiental. El arroz transgénico resistente a los insectos con el gen CpTI desarrollado con éxito por el Instituto de Genética de la Academia de Ciencias de China también ha sido aprobado para entrar en ensayos piloto y liberación ambiental en Beijing, Fujian y Shanxi. Además, el maíz transgénico resistente al barrenador del maíz desarrollado por la Universidad Agrícola de China, el arroz transgénico resistente al piojo pardo desarrollado por el Instituto de Genética de la Universidad de Fudan y el álamo transgénico resistente a insectos desarrollado por el Instituto de Microbiología de la Academia China. de Ciencias y el Instituto de Investigación Forestal de la Academia Forestal de China también han entrado en la fase de liberación ambiental.
Ingeniería genética de resistencia a enfermedades
El Instituto de Biotecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas sintetizó y transformó con éxito el gen del péptido antimicrobiano de las polillas del gusano de seda y lo introdujo en la principal variedad de papa de mi país. Milla, obteniendo I ∽ La cepa transgénica con resistencia mejorada a enfermedades de nivel III ha sido aprobada por el Ministerio de Agricultura para su liberación ambiental en la provincia de Sichuan. Se han suministrado genes de péptidos antimicrobianos a más de 10 unidades de investigación nacionales para llevar a cabo investigaciones sobre la plaga bacteriana del arroz, la podredumbre blanda de la papa, la marchitez bacteriana del maní y el tomate, la podredumbre blanda de la col china, el cancro de los cítricos, la marchitez bacteriana de la morera y el eucalipto, y la raíz club de la cereza. Investigación de ingeniería genética sobre enfermedades bacterianas como enfermedades.
La plaga bacteriana es también una de las enfermedades más graves que perjudica la producción de arroz. La cepa de arroz Minghui 63 con resistencia genética Xa21 al tizón bacteriano de la hoja, desarrollada con éxito por el Instituto de Biotecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas en cooperación con países extranjeros, se ha cultivado en forma de prueba en las provincias de Anhui y Hainan. El arroz transgénico resistente al gen Xa21 desarrollado por la Universidad Agrícola de Huazhong y el Instituto de Genética de la Academia de Ciencias de China también ha entrado en la etapa piloto, respectivamente.
Las enfermedades fúngicas también son enfermedades que afectan gravemente al rendimiento de los cultivos. El Instituto de Biotecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas y el Instituto de Fisiología Vegetal de Shanghai de la Academia China de Ciencias colaboraron para clonar y transformar con éxito genes de quitinasa y genes de glucosa oxidasa de plantas. Estos dos genes se introdujeron en el algodón mediante el método de paso del tubo polínico y se obtuvo algodón transgénico resistente a la marchitez por Verticillium, la marchitez por Fusarium y la marchitez por Fusarium. Estas cepas han funcionado bien en los viveros y ahora se encuentran en pruebas piloto.
La ingeniería genética antiviral de China también ha logrado buenos avances. La Universidad de Pekín ha clonado cepas chinas de genes de la proteína de la cubierta del virus del mosaico del tabaco (TMV), del virus del mosaico del pepino (CMV), del virus X de la patata y del virus del enanismo del arroz. Los pimientos morrones y los tomates que se han logrado desarrollar con éxito para que sean resistentes al virus del mosaico del pepino se han sometido a pruebas piloto o se han liberado al medio ambiente en Yunnan y Fujian, respectivamente. Maní transgénico resistente al tizón foliar rayado obtenido por el Instituto de Investigación de Plantas Oleaginosas de la Academia China de Ciencias Agrícolas, repollo resistente al virus del mosaico del nabo obtenido por el Centro de Investigación Vegetal de la Academia de Ciencias Agrícolas de Beijing y transgénicos resistentes al virus del mosaico del pepino obtenidos Por biotecnología de tecnología nuclear de la Academia de Ciencias Agrícolas de Xinjiang. Todos los melones han entrado en pruebas piloto por separado. Además, algunas unidades de investigación de mi país también han obtenido plantas genéticamente modificadas que son resistentes al virus de la mancha anular (PRSV) de la papaya, al trigo resistente al enano amarillo y al virus del mosaico amarillo.
Ingeniería genética de resistencia al estrés de las plantas
Mi país ha logrado algunos avances en la ingeniería genética de tolerancia a la sal, incluida la clonación de la prolina sintasa (proA) y la álcali deshidrogenasa de espinaca (BADH). , manitol fosfato deshidrogenasa (mtl), sorbitol fosfato deshidrogenasa (gutD). Mediante transformación genética se obtuvo alfalfa resistente a 1NACL, fresa resistente a 0.8NACL y tabaco resistente a 2NACL. estas plantas genéticamente modificadas. El Instituto de Genética de la Academia de Ciencias de China introdujo el gen BADH en el arroz y el arroz transgénico resultante tiene una alta tolerancia a la sal y puede dar frutos en los campos de sal.
Ingeniería genética para mejorar la calidad de las plantas
La Universidad de Pekín transfirió genes que codifican aminoácidos esenciales a patatas y obtuvo líneas de patatas con un alto contenido de aminoácidos esenciales. Estas cepas se han plantado en Mongolia Interior y están listas para entrar en desarrollo piloto. La Universidad Agrícola de China introdujo con éxito un gen con alto contenido de lisina en el maíz, y el contenido de lisina del maíz transgénico obtenido fue un 10% mayor que el del control.
En la ingeniería genética para controlar el desarrollo de las plantas, la tecnología de maduración ha retrasado la investigación sobre tomates maduros. La Universidad Agrícola de Huazhong y el Instituto de Botánica de la Academia de Ciencias de China obtuvieron respectivamente este tipo de arroz genéticamente modificado. El tiempo de almacenamiento puede extenderse de 1 a 2 meses, y algunos pueden durar más de 80 días. En 1997, el Comité de Seguridad de Ingeniería Genética del Ministerio de Agricultura aprobó la producción comercial de este tomate estable en almacenamiento. Se ha liberado al medio ambiente una nueva variedad de tomate estable en almacenamiento desarrollada por la Universidad Agrícola de China utilizando tecnología de genes antisentido.
La Universidad de Pekín introdujo con éxito el gen de la chalcona sintasa relacionado con el metabolismo de las antocianinas en la planta de flores petunia. El color de las petunias transgénicas muestra cambios que no se encuentran en la naturaleza, lo que aumenta el valor ornamental de las flores. Se están realizando investigaciones sobre orquídeas y gerberas genéticamente modificadas.
Ingeniería genética de cloroplastos vegetales
El Instituto de Biotecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas es una de las primeras unidades en China en llevar a cabo investigaciones sobre la transformación genética de cloroplastos vegetales. En 1996, se estableció un sistema de transformación genética de los cloroplastos del tabaco y el gen Bt se introdujo con éxito en los cloroplastos del tabaco. Las plantas transgénicas tuvieron importantes efectos insecticidas.
También introdujeron genes de nitrogenasa (nifH y nifM), genes de resistencia a los medicamentos (gen bar) y proteína verde fluorescente (GFP) en los cloroplastos del tabaco.
Biorreactor vegetal
La investigación sobre el uso de plantas genéticamente modificadas como biorreactores para producir proteínas medicinales ha atraído cada vez más atención de varios países. El uso de plantas genéticamente modificadas para producir vacunas orales es. Un tema de investigación y exploración. Uno de los puntos calientes. Investigadores del Instituto de Biotecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas introdujeron el gen del antígeno de superficie del virus de la hepatitis B en patatas y tomates, los alimentaron a ratones y detectaron anticuerpos altamente protectores en una concentración suficiente para proteger a los humanos. El instituto también ha explorado el uso de cloroplastos vegetales como biorreactores para producir proteínas farmacéuticas y ha introducido genes del antígeno del virus de la hepatitis C en los cloroplastos de Chlamydomonas. El uso de plantas genéticamente modificadas para producir vacunas orales puede reducir en gran medida el costo de producción de vacunas y tiene buenas perspectivas de desarrollo en los países en desarrollo. En 2001, la superficie mundial de plantación comercial de plantas genéticamente modificadas alcanzó los 52,6 millones de hectáreas, de las cuales la superficie de plantación de China fue de 15.000 hectáreas, tres veces mayor que en 2000, lo que lo convierte en el país de más rápido crecimiento del mundo. Por un lado, la razón principal es que los productos desarrollados son efectivos, atraen la atención de los agricultores y aumentan el área de siembra, por otro lado, debido a los mayores esfuerzos de investigación del país, constantemente se encuentran nuevas tecnologías y productos de plantas genéticamente modificadas; producido.
Plantas transgénicas resistentes a los insectos
En 2001, el algodón transgénico resistente a los insectos logró nuevos avances basados en sus grandes logros. La patente del gen del algodón resistente a los insectos del Instituto de Biotecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas “Codificación del gen de fusión de proteínas insecticidas y el vector de expresión y su aplicación” ganó el Premio de Oro de Patente de China de la Oficina Estatal de Propiedad Intelectual y de la Propiedad Intelectual Mundial. Organización. Al mismo tiempo, el algodón transgénico bivalente resistente a los insectos SGK321 también pasó con éxito la aprobación del Comité Provincial de Aprobación de Variedades de Hebei, lo que marca que mi país es un líder internacional en el campo de la investigación del algodón transgénico resistente a los insectos. SGK321 ha pasado la evaluación de seguridad de organismos agrícolas genéticamente modificados, ha sido aprobado para producción comercial en Shanxi, Hebei, Shandong, Henan, Anhui y otros lugares, y ha sido liberado en el medio ambiente de Hubei. Según los resultados de las pruebas regionales realizadas en 2000 y 2001, SGK321 tiene una madurez temprana significativamente mejor que otras variedades, con un rendimiento de algodón en fibra antes de las heladas de 75,4 kg por mu, equivalente al 93,4% del híbrido de control resistente a insectos. Esta variedad tiene buena calidad de fibra, con una longitud de 29,2 mm, una resistencia específica de 29,4 cm/tex, un valor de micronario de 4,8 y una destacada resistencia a los insectos.
Hasta ahora, mi país ha aprobado 14 variedades de algodón resistentes a los insectos, incluidos 11 algodones de precio unitario. Son: GK1 (Guo Kang 1), GK12 (Guo Kang 12), GK19 (Guo Kang 19), GK22 (Guo Kang 22), GK30 (algodón Lu). GKz10 (Lu Mianyan No. 15), GKz13 (Lu RH-1), GKz6 (Instituto de Investigación del Algodón de China No. 38), GKz8 (Nankang No. 3); hay tres algodones divalentes, a saber: sGK321, sGK9708 (algodón chino); Instituto de Investigación No. 38) So 41), sGK5 (Xinyan 96-48). Estas variedades de algodón resistentes a los insectos tienen una fuerte resistencia al gusano del algodón, características de buena calidad y altos rendimientos. Al mismo tiempo, se cultivaron varias variedades de algodón altamente competitivas y resistentes a los insectos, incluidas dos variedades de algodón híbrido (Lu H9513, Zhongkang Za No. 5) y dos variedades de algodón convencional (ZGK9708, Lu S6145). Además, 6 variedades prometedoras y 4 algodones híbridos participan en ensayos regionales nacionales. En 2001, se promovió el algodón nacional resistente a los insectos en 17 provincias y ciudades, entre ellas Hebei, Henan, Shanxi, Shandong, Hunan, Hubei, Jiangsu, Anhui, Xinjiang y Liaoning, lo que representa el 43,3% de la cuota del mercado interno de insectos. algodón resistente. Incluyendo el algodón resistente a los insectos de Monsanto, en 2001, la superficie de plantación de algodón resistente a los insectos genéticamente modificado alcanzó el 31% de la superficie de plantación de algodón del país, con más de 3,5 millones de agricultores.
En términos de arroz transgénico resistente a los insectos, el arroz resistente a los insectos con el gen SCK (gen inhibidor de la proteasa del caupí modificado) desarrollado por el Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China se ha probado continuamente en Fujian durante 5 años. Se ha identificado que su efecto de control de campo contra el barrenador del tallo es de 90-100, su resistencia al enrollador de la hoja del arroz es de 81-100, su efecto de control contra el barrenador del tallo es de 62.6-63.9 y su efecto de control contra el barrenador del tallo es de 62.6-63.9 . es 83,9. Por razones políticas, por el momento no se puede promover la plantación a gran escala, pero se han realizado pruebas de campo en múltiples regiones y lugares.
Las pruebas de seguridad alimentaria del arroz genéticamente modificado prácticamente se han completado y los resultados muestran que no existe una diferencia significativa entre el arroz genéticamente modificado y el arroz convencional. Se siguen desarrollando nuevas variedades de arroz transgénico con marcadores no selectivos, alta expresión y genes multivalentes resistentes a los insectos.
La Universidad Agrícola de China clonó un nuevo gen insecticida silencioso, cry1Ie1, a partir de una cepa Bt. La proteína tóxica expresada por este gen muestra una alta actividad insecticida contra el barrenador asiático del maíz, y su estatus como gen modelo en taxonomía ha sido confirmado internacionalmente. Este gen y su combinación con el gen cry1A han solicitado una patente de invención nacional. Sobre esta base se completó la modificación de codones de los genes cry1Ie1 y cry1Ac y la construcción de vectores de expresión procarióticos y eucariotas. Se está llevando a cabo la identificación de la actividad insecticida de los genes modificados.
Plantas transgénicas resistentes a enfermedades
El Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China e instituciones extranjeras clonaron con éxito posicionalmente el gen resistente a enfermedades Xa21, que fue transformado mediante la Agrobacterium tumefaciens original del sistema del gen Xa21 del arroz, transformado en variedades de arroz de alto rendimiento y alta calidad Minghui 63, Zhenshan 97B, Yanhui 559, Taihu Jing 6, Pei'ai 64S, C418, 8706 y Zhonghua 65438. El análisis de resistencia mostró que estas líneas transgénicas eran altamente resistentes a 19 cepas diferentes de Xanthomonas oryzae. Arroz, incluidas 9 razas filipinas, 3 razas japonesas y 7 especies patógenas chinas, el área infectada identificada por vacunación es menos de 10. La mayoría de las líneas transgénicas Xa21 son más resistentes que el donante del gen Xa21 IRBB21, lo que indica que Xa21 aún conserva una alta resistencia y una resistencia de amplio espectro a la plaga bacteriana en diferentes orígenes genéticos. Actualmente, algunas cepas genéticamente modificadas han entrado en fase piloto.
La Universidad Agrícola de China utilizó el sistema establecido de transformación genética de alta frecuencia del trigo para transformar el gen de la proteína de cubierta del virus del mosaico amarillo del trigo (WYMV), el gen de la proteína de 72 kDa relacionado con la transmisión bacteriana, RNaseIII, 2-5A, a través de una pistola genética. Se introdujeron sistemas de bombardeo y otros genes diana en el trigo, y se obtuvieron una variedad de líneas transgénicas antivirales. Entre ellos, 50 materiales, incluido el NY-8, han pasado la aprobación nacional de bioseguridad y han entrado en pruebas de campo. La selección dio como resultado un lote de líneas con excelentes características agronómicas integrales y capacidades antivirales extremadamente significativas. El mecanismo antiviral mediado por el silenciamiento transgénico se confirmó por primera vez en cultivos de cereales.
El Instituto de Investigación del Arroz de China y otras unidades utilizaron tecnología transgénica, utilizando tecnología de pistola genética o vector pCBl para introducir genes de péptidos antimicrobianos de insectos en embriones de arroz jóvenes, y obtuvieron plantas de arroz transgénicas que son resistentes a enfermedades bacterianas. Los experimentos han demostrado que el arroz transgénico es resistente a la plaga bacteriana. arroz y Xanthomonas sp. El arroz se mejora en condiciones de invernadero y exhibe su estabilidad genética.
En cooperación con el Instituto de Fisiología Vegetal de la Academia China de Ciencias de Shanghai, el Instituto de Biotecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas clonó y transformó con éxito genes de quitinasa y genes de glucosa oxidasa de plantas, y obtuvo anti- El marchitamiento por Verticillium y el marchitamiento por Fusarium del algodón modificado genéticamente ha entrado ahora en la etapa piloto.
Reactor de plantas transgénicas
El Instituto de Fisiología Vegetal de Shanghai de la Academia de Ciencias de China ha llevado a cabo una investigación sobre la aplicación del virus del mosaico del tabaco (TMV) como vector de expresión en biorreactores de plantas. Este método se utiliza para expresar el polipéptido del antígeno de superficie del virus de la fiebre aftosa a gran escala para preparar una vacuna recombinante eficaz, segura y económica contra la fiebre aftosa. Este estudio logró un gran avance en la expresión de péptidos exógenos mediante el uso de una biblioteca mutante de ADNc genómico autoconstruida de cepas locales de TMV. Se obtuvo TMV recombinante, que puede fusionar y expresar múltiples péptidos del antígeno de superficie del virus de la fiebre aftosa, hasta 31 péptidos. El virus recombinante tiene una capacidad estable de infección del sistema y se pueden obtener más de 65438 ± 0 mg de proteína de fusión de alta pureza por gramo de hojas de tabaco frescas. Se ha encontrado una ruta de proceso simple y eficaz para la purificación a gran escala de proteínas del virus del tabaco y tecnología de preparación de vacunas recombinantes.
Mejora de la calidad de las plantas transgénicas
La Academia de Ciencias Agrícolas de Zhejiang propuso por primera vez en el mundo una ruta técnica para utilizar genes PEP antisentido para aumentar el contenido de aceite de las semillas de colza de La perspectiva de la distribución de productos fotosintéticos. En base a esto, se construyó el gen PEP antisentido y se introdujo en el genoma de la colza a través de la vía mediada por Agrobacterium, y se obtuvieron varios lotes de plantas de colza con el gen PEP antisentido.
El contenido de aceite de Chaoyou No. 1 y Chaoyou No. 2 alcanza 47,4 y 52,82 respectivamente, los cuales son más de un 25% más altos que las variedades tradicionales. Son las variedades con mayor contenido de aceite del mundo. Ha roto la situación en la que el contenido de aceite de colza en la cuenca del río Yangtze de mi país oscilaba durante mucho tiempo entre 37 y 43, y logró un gran avance en el contenido de aceite de semillas de colza en mi país.
La Universidad de Yangzhou y el Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China aislaron y clonaron genes relacionados con la síntesis de almidón de semillas de arroz: enzima ramificadora de almidón Sbe1, enzima ramificadora de almidón Sbe3 y almidón sintasa soluble SSS, así como como genes de expresión específicos del endospermo del arroz Elementos promotores Gt1, GluB-1, RP5 y RAG1. Se construyeron vectores de ingeniería que contienen genes de almidón sintasa sentido o antisentido y proteína de alto contenido de lisina (LRP), y se obtuvieron más de 800 plantas de arroz transgénicas con genes de diferente calidad mediante transformación. Se ha completado la identificación molecular de algunos arroces transgénicos.