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复合性状是当前国际上转基因作物发展的主要趋势,我国转基因作物的研发也已形成了单性状与复合性状并举的格局,迫切需要建立科学有效的复合性状转基因作物安全评价体系。鉴于此,本研究针对人们关注的复合性状转基因作物的遗传稳定性问题,以抗虫耐除草剂转基因玉米12-5为母本,抗虫转基因玉米IE034为父本,通过有性杂交获得了复合性状转基因玉米SW,并从分子水平、目标性状、组学分析等方面系统探讨了育种复合对转基因作物遗传稳定性的影响,从而为我国复合性状转基因作物安全评价体系的建立提供科学数据和技术支撑。具体研究结果如下:1、通过引物特异性筛选、退火温度、引物浓度等条件的优化,建立了复合性状转基因玉米SW的复合PCR检测体系。此检测体系的检测灵敏度为0.5%。2、转化体特异性PCR检测证明,3个外源基因cry1Ie、cry1Ab/cry2Aj和G10evo-EPSPs在复合性状转基因玉米SW基因组中的整合位点与亲本12-5和IE034中的相同。连续3代SW-1、SW-2和SW-3的转化事件特异性PCR检测证明:3个外源基因在复合性状转基因玉米SW后代中能够稳定遗传。3、微滴式数字PCR(droplet digital PCR,ddPCR)的方法,分析复合性状转基因玉米中外源基因的拷贝数。结果表明复合性状转基因玉米SW-1中外源基因cry1Ie、cry1Ab/cry2Aj和G10evo-EPSPs的拷贝数与其亲本相比没有发生改变。4、通过RT-PCR、qPCR对复合性状转基因玉米SW-1 3个外源基因的转录水平进行检验。结果表明SW-1中3个外源基因中转录水平能够稳定表达,但表达量与亲本间存在一定差异。5、联检试纸条证明:复合性状转基因玉米SW-1、SW-2、SW-3中3个外源基因在蛋白水平能够稳定表达。ELISA对目标蛋白Cry1Ab的表达量进行分析,亲本12-5与SW-1的表达量分别为32.22μg/g、31.88μg/g没有达到显著性差异;杂交种SW-1、SW-2、SW-3连续3代蛋白表达量分别为:31.88μg/g、30.30μg/g、31.22μg/g并没有达到显著差异的水平。6、以转基因玉米12-5、IE034、复合性状转基因玉米SW-1为材料,室内生测法表明:SW-1与亲本12-5、IE034的抗虫效果没有显著差异;以转基因玉米12-5、复合性状转基因玉米SW-1为材料,田间喷施4000 ppm(约为推荐使用浓度的2倍)的除草剂(农达,41%草甘膦异丙胺盐,孟山都),证明12-5与SW-1都有很好的耐除草剂性。上述结果证明育种复合转基因玉米SW中同时具有两个亲本的目标性状。7、对复合性状转基因玉米SW-1,转基因玉米12-5、IE034,转基因受体,及来自不同地区的玉米品种共9个玉米样品进行转录组测序。分析发现:不同玉米品种间中基因表达上的差异比较大,差异表达基因范围为3263-12595个,SW-1与其亲本间的基因表达差异介于品种间的基因表达差异范围内;SW-1基因组中SNP的数量多于两个亲本中的SNP数量,少于不同品种Gslhym、Hbemz、Hljdqk和Gdbmy中的SNP数量,而且与常规品种间在SNP数量上的差距大于与亲本间的差距,聚类分析表明,育种复合转基因玉米与两个亲本的关系最为接近。上述结果说明育种复合不会对玉米转录组带来更大的变异,不会对玉米转录组的稳定性产生非预期影响。8、对复合性状转基因玉米SW-1,转基因玉米12-5、IE034,转基因受体,及来自不同地区的玉米品种共10个玉米样品进行代谢组学测序。共得到了1185个代谢产物,PCA和相关性分析证明杂交种SW-1与亲本间的差异小于品种间的差异,与亲本间的相似性在99%以上;聚类分析证明样品间在代谢物上虽然有一定的差异,但10组样品间相互交叠,样品间的差异并没有带来品系间的改变;差异代谢物分析证明SW-1与亲本间的差异小于品种间的差异。上述结果表明育种复合不会对玉米代谢组产生非预期影响。