一项新研究鉴定出一种植物内源基因,可能改变转基因植物的开发方式,并缓解公众对转基因作物的担忧。该成果发表于2005年9月出版的《自然—生物技术》。
美国田纳西大学Neal Stewart教授团队在模式植物拟南芥中发现了一个天然耐抗生素基因AtWBC19,该基因编码一种ABC转运蛋白,能够赋予植物对卡那霉素的抗性。传统转基因技术常使用细菌来源的抗生素抗性标记基因(如新霉素磷酸转移酶基因nptII)来筛选成功转化的细胞,但公众担心这些细菌基因可能通过水平基因转移进入人体肠道菌群,从而增加抗生素耐药性风险。
研究显示,AtWBC19的过表达可使烟草植株对卡那霉素产生抗性,其效率与细菌nptII基因相当。该基因属于植物中专门转运毒性物质的ABC转运蛋白家族,其作用机制是通过将抗生素隔离或排出细胞外,而非像细菌抗性基因那样通过修饰抗生素使其失活。由于植物与细菌的细胞结构和基因表达调控机制存在根本差异,研究小组认为,AtWBC19作为植物自身基因,其水平转移至细菌的可能性极低,从而解决了公众对基因漂移的担忧。
此外,研究人员指出,AtWBC19有望在大豆、棉花、油菜、茄科植物及林木的转基因育种中替代传统的细菌抗性标记,为植物生物技术提供更安全、更易被公众接受的筛选工具。
参考文献:Overexpression of an Arabidopsis thaliana ABC transporter confers kanamycin resistance to transgenic plants. Nature Biotechnology, 2005, 23(9): 1179-1183. Published online: 21 August 2005 | doi:10.1038/nbt1134