回交轉(zhuǎn)育

      是轉(zhuǎn)基因品種培育的必經(jīng)途徑

      過(guò)程中有哪些注意事項(xiàng)？

      如何確?；亟晦D(zhuǎn)育后不“走形變樣”？

      如何避免轉(zhuǎn)基因污染？

      農(nóng)財(cái)君專(zhuān)訪(fǎng)了北京大北農(nóng)生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品合作部產(chǎn)品合作主管蔣志昆，來(lái)看看他怎么說(shuō)。

      01

      為什么要進(jìn)行回交轉(zhuǎn)育？

      在轉(zhuǎn)基因生物育種過(guò)程中，抗性基因通常導(dǎo)入到特定的玉米材料中作為供體，然后，通過(guò)常規(guī)回交育種技術(shù)，將特定的抗性基因從供體材料中導(dǎo)入到受體材料中。我們通常將這一過(guò)程稱(chēng)為回交轉(zhuǎn)育。

      02

      目前通過(guò)審定的轉(zhuǎn)基因品種都是回交轉(zhuǎn)育實(shí)現(xiàn)的嗎？完成回交轉(zhuǎn)育后可以直接參試審定嗎？

      目前的轉(zhuǎn)基因品種基本上都是通過(guò)回交轉(zhuǎn)育實(shí)現(xiàn)的。在回交轉(zhuǎn)育完成后，一般會(huì)獲得多個(gè)與原來(lái)受體材料農(nóng)藝性狀表現(xiàn)一致的轉(zhuǎn)基因材料，即不同穗行的轉(zhuǎn)育材料，對(duì)這些不同穗行的材料還需要進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試評(píng)估（配合力、抗性、產(chǎn)量等），不僅主要的農(nóng)藝性狀要求一致，而且最終的產(chǎn)量、抗性等也要求不比受體差，以篩選出最優(yōu)穗行用于品種審定、生產(chǎn)、制種。

      03

      目前有公司直接加入轉(zhuǎn)基因性狀進(jìn)行新品種選育嗎？

      育種家會(huì)根據(jù)自己的育種材料制定選育方案，有些育種家可能會(huì)帶著轉(zhuǎn)基因性狀來(lái)選育新材料，但需要注意的是，一是帶著轉(zhuǎn)基因性狀會(huì)掩蓋種質(zhì)本身存在的某些缺陷；二是選育的自交系將會(huì)攜帶轉(zhuǎn)基因性狀，那么這個(gè)自交系的轉(zhuǎn)化體選擇將會(huì)受一定限制，無(wú)法變換轉(zhuǎn)化體。

      04

      開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)基因品種，除了委托性狀公司轉(zhuǎn)育，種子公司是否可以自行開(kāi)展轉(zhuǎn)育工作呢？

      種子公司可以根據(jù)自己的實(shí)際情況確定轉(zhuǎn)育的方式，既可以委托性狀公司轉(zhuǎn)育，也可由種子公司自行開(kāi)展轉(zhuǎn)育工作。目前市場(chǎng)上應(yīng)用的多是單個(gè)轉(zhuǎn)化體，轉(zhuǎn)育操作相對(duì)簡(jiǎn)單，種業(yè)公司需要根據(jù)自己的實(shí)際情況來(lái)確定采取哪種方式。在未來(lái)可能會(huì)有更多的轉(zhuǎn)化體相互進(jìn)行疊加，那時(shí)候的轉(zhuǎn)育將變得有些復(fù)雜，對(duì)種業(yè)公司自行回交轉(zhuǎn)育的要求會(huì)增加，需要具備相應(yīng)的分子檢測(cè)能力。

      05

      自行轉(zhuǎn)育與委托轉(zhuǎn)育各有什么優(yōu)勢(shì)？

      自行轉(zhuǎn)育與委托轉(zhuǎn)育，在我看來(lái)各有優(yōu)劣，自行轉(zhuǎn)育的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

      種業(yè)公司對(duì)己方材料的熟悉程度優(yōu)于性狀公司，對(duì)田間的表型（主要農(nóng)藝性狀）選擇更加精準(zhǔn)，提高回交轉(zhuǎn)育的效率；

      可以對(duì)轉(zhuǎn)育過(guò)程中的中間材料加以利用；

      轉(zhuǎn)育后期可同步開(kāi)展多種測(cè)試工作，節(jié)省一定的時(shí)間；

      種業(yè)公司或育種家，會(huì)不斷的選育出新的自交系材料，自行回交轉(zhuǎn)育，可以更加靈活、及時(shí)地調(diào)整回交轉(zhuǎn)育計(jì)劃；

      • 有回交轉(zhuǎn)育能力的前提下，自行回交轉(zhuǎn)育比委托轉(zhuǎn)育的費(fèi)用會(huì)低一些；

      委托轉(zhuǎn)育的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

      性狀公司開(kāi)展轉(zhuǎn)育工作多年，有專(zhuān)業(yè)的轉(zhuǎn)育團(tuán)隊(duì)，標(biāo)準(zhǔn)的操作流程和質(zhì)控體系，可保證回交轉(zhuǎn)育的質(zhì)量；

      除了常規(guī)的轉(zhuǎn)育程序外，全程采用分子檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行跟蹤，能夠?yàn)檗D(zhuǎn)化體真實(shí)性、純度、連鎖累贅、基因完整性、背景恢復(fù)率等分子指標(biāo)提供保障。

      06

      開(kāi)展自行轉(zhuǎn)育需要注意什么問(wèn)題？

      選擇相近血緣的供體材料，供體材料與受體目標(biāo)材料血緣關(guān)系越相近，轉(zhuǎn)育效率越高，轉(zhuǎn)育時(shí)間會(huì)越短，如果供體材料與受體目標(biāo)材料血緣關(guān)系較遠(yuǎn)，建議增加回交轉(zhuǎn)育的代數(shù)，通過(guò)時(shí)間換取質(zhì)量。

      噴施靶標(biāo)除草劑：大北農(nóng)生物的轉(zhuǎn)化體DBN9936、DBN9858中都含有耐草甘膦除草劑基因，因此，通過(guò)噴施草甘膦，就可以達(dá)到初步篩選目標(biāo)基因的效果。DBN3601T，就需要噴施草甘膦和草銨膦，兩種除草劑才能做到篩選的效果。

      但是噴施目標(biāo)除草劑不是萬(wàn)能的，只能起到輔助篩選的作用，要想確認(rèn)目標(biāo)轉(zhuǎn)化體的純度、基因型等，就需要依托分子檢測(cè)。同時(shí)在選擇靶標(biāo)除草劑時(shí)應(yīng)注意是否是已完成擴(kuò)作登記的劑型，保證靶標(biāo)除草劑的質(zhì)量。

      分子檢測(cè)：分子檢測(cè)是提升轉(zhuǎn)育質(zhì)量與效率的一種重要輔助手段，由于涉及到檢測(cè)成本與檢測(cè)能力，我認(rèn)為在自行轉(zhuǎn)育過(guò)程中重點(diǎn)考慮這些世代做下列檢測(cè)：

      （1） 起始雜交：

      受體材料轉(zhuǎn)基因成分檢測(cè)，受體材料應(yīng)該不含有任何轉(zhuǎn)基因成分，如果起始材料含有目標(biāo)轉(zhuǎn)化體之外的轉(zhuǎn)基因成分，后續(xù)的轉(zhuǎn)育工作都將沒(méi)有意義。

      受體材料DNA指紋檢測(cè)，保證受體材料的基因純合不分離，便于后續(xù)DNA指紋的比對(duì)。

      （2） BCnF1：這里的n指回交代數(shù)，具體依據(jù)表型情況決定，農(nóng)藝性狀趨于一致后，進(jìn)行SSR指紋檢測(cè)，SSR指紋＜2開(kāi)始自交，SSR指紋≥2繼續(xù)回交；

      （3） BCnF2：轉(zhuǎn)化體真實(shí)性檢測(cè)、轉(zhuǎn)化體基因型檢測(cè)（去除雜合株，保留純合株）、非目標(biāo)轉(zhuǎn)化體污染檢測(cè)；

      非目標(biāo)轉(zhuǎn)化體污染問(wèn)題：目前種業(yè)公司可能有多個(gè)轉(zhuǎn)化體，在管理過(guò)程中，這些轉(zhuǎn)化體材料很容易發(fā)生相互混雜。非目標(biāo)轉(zhuǎn)化體污染問(wèn)題已經(jīng)轉(zhuǎn)基因品種參試的一大痛點(diǎn)，轉(zhuǎn)基因品種的審定中明確規(guī)定，參試品種只能含有申報(bào)的轉(zhuǎn)化體成分，同時(shí)受體對(duì)照品種也不能含有轉(zhuǎn)基因成分。

      07

      如何避免轉(zhuǎn)基因的污染問(wèn)題？

      針對(duì)污染的問(wèn)題，我認(rèn)為以下幾點(diǎn)需要注意：

      正確選擇轉(zhuǎn)化體，轉(zhuǎn)化體數(shù)量越多，各個(gè)轉(zhuǎn)化體之間的污染風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)越大，投入的成本也會(huì)隨之提高，而最終實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化體數(shù)量只有1-2個(gè)。轉(zhuǎn)化體的選擇實(shí)際是性狀公司的選擇，這里建議大家從轉(zhuǎn)化體的市場(chǎng)表現(xiàn)，市場(chǎng)占有率、性狀公司的后續(xù)產(chǎn)品等方面綜合考慮，選擇1-2家性狀公司，降低轉(zhuǎn)育成本，降低污染風(fēng)險(xiǎn)，完成高效轉(zhuǎn)育。

      專(zhuān)人管理，轉(zhuǎn)基因部分工作專(zhuān)人管理，避免不同轉(zhuǎn)化體材料，轉(zhuǎn)版與常規(guī)版之間的混雜。

      做好隔離或者錯(cuò)期，為避免花粉污染及種子混雜，建議不同的轉(zhuǎn)化體單獨(dú)管理、隔離種植，空間距離不足的建議錯(cuò)期種植；

      花期管理，嚴(yán)格套袋與專(zhuān)人授粉是避免污染的關(guān)鍵操作，如果遇到跑絲露絲植株要堅(jiān)決去除；建議按轉(zhuǎn)化體進(jìn)行專(zhuān)人管理專(zhuān)人授粉；

      分子檢測(cè)是必要手段，建議在性狀整合的關(guān)鍵世代進(jìn)行非目標(biāo)轉(zhuǎn)化體的污染檢測(cè)；

      種子管理，從果穗收獲到播種嚴(yán)格管理，避免種子的物理混雜。

蔣志昆  北京大北農(nóng)生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品合作主管

      主要從事公司性狀產(chǎn)品的許可授權(quán)以及技術(shù)服務(wù)工作，本次專(zhuān)訪(fǎng)主要為大家分析自行轉(zhuǎn)育與委托轉(zhuǎn)育各自的優(yōu)勢(shì)，供參考，如有不足，請(qǐng)批評(píng)指正。

      如有興趣使用大北農(nóng)生物技術(shù)轉(zhuǎn)化體產(chǎn)品，歡迎與其聯(lián)系。大北農(nóng)生物技術(shù)產(chǎn)品合作部蔣志昆：16634111681。

      編輯丨農(nóng)財(cái)君

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