天然的转基因“工程师”及其对转基因食品的意蕴

　　[摘要] 在转基因食品之于中国当前倍受争议甚至被“妖魔化”的背景下，了解根瘤农杆菌的转基因过程，就好比找到从根本上理解转基因技术和转基因食品的钥匙，有助于消除对转基因食品的神秘感与恐惧。根瘤农杆菌的天然转基因过程证明：DNA真的很安全，转基因技术并不可怕，转基因食品具有与传统食品实质等同的安全性。
　　[关键词] 根瘤农杆菌;转基因食品;生物经济
　　[中图分类号] S-1 [文献标识码] A 文章编号：1671-0037（2015）01-50-3
　　Natural Transgenic “Engineer” and Its Implications to Genetically Modified Food
　　Deng Xin’an Xu Bingru
　　（School of Humanities and Development; China Agricultural University， Beijing 100083）
　　Abstract：Under the background that genetically modified foods （GM foods） have been highly controversial and even demonized at present in China， to know the transgenic process of agrobacterium tumefaciens is just like to find the key to understand transgenic technologies and GM foods fundamentally， which contributes to eliminate the mystery and people's fear of GM foods. The natural transgenic process of agrobacterium tumefaciens proves that DNA is really safe， transgenic technologies are not as terrible as some people thought， and GM foods have the substantial equivalence in security to the traditional foods.
　　Keywords：Agrobacterium tumefaciens; genetically modified foods （GM foods）; bioeconomy
　　转基因食品与生物医药、生物能源一起，成为生物经济的三大主题，而这三者都与转基因技术及其应用密切相关。要想正确理解转基因食品及其安全问题，就应当了解转基因技术的基本原理。
　　1 根瘤农杆菌：天然的转基因工程师
　　目前已走向市场的转基因食品主要是植物转基因食品，如大豆、玉米、油菜、西红柿、木瓜等，因而了解植物转基因技术原理就成为理解转基因食品的基础和关键。相比于成功率依赖随机性运气的“基因枪”、“花粉管通道”等方法，“农杆菌介导法”是应用广泛且比较成熟的转基因技术。
　　根瘤农杆菌是一种普遍存在于土壤中的革兰氏阴性细菌，通常生活在植物根的表面，依靠由根组织渗透出来的营养物质生存，能在自然条件下感染大多数双子叶植物（瓜、菜、豆及所有水果都是双子叶植物）的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤（图1所示）[1]。作为一种天然的植物遗传转化体系，根瘤农杆菌将外来DNA片段——基因送入植物体内的天然输送系统，因而被誉为“大自然的转基因工程师”。
　　从某种意义上讲，了解根瘤农杆菌的转基因过程，就好比找到从根本上理解转基因技术和转基因食品的钥匙，有助于消除对转基因食品的神秘感与恐惧，进而消除对转基因食品安全的担忧与曲解。反过来讲，不了解根瘤农杆菌的转基因过程，就很难甚至不能从根本上理解转基因食品乃至转基因技术。
　　2 根瘤农杆菌的自然转基因过程
　　根瘤农杆菌细胞内含有质粒;质粒是细菌内独立于染色体以外的一段环状DNA。当根瘤农杆菌感染植物的受伤部位——根颈部或根茎之间，即开始将其质粒（Ti质粒）的DNA（T-DNA）插入到植物基因组的过程[2]。这一过程大体包括以下四个步骤：
　　2.1 建立管道
　　从管道把根瘤农杆菌的遗传物质包裹送入植物细胞内。这个包裹含有质粒的DNA片段，即T-DNA——基因。
　　2.2 DNA结合
　　如病毒DNA一样，质粒的T-DNA和宿主植物细胞的DNA结合。
　　2.3 制造生长激素和特化蛋白质
　　T-DNA寄宿后，制造植物生长激素和作为细菌养分的特化蛋白质。植物生长激素刺激植物细胞分裂，促使植物细胞快速增殖;特化蛋白质供根瘤农杆菌生长。
　　2.4 复制并形成“正反馈”回路
　　侵入的细菌DNA，不是像病毒一样大量制造自己的复本，而是会在细胞分裂时和宿主细胞的DNA一起复制，由此可以制造越来越多植物生长激素和细菌养分。

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