我國學者的突破性轉基因技術遭國外學者質疑，花粉磁轉染恐無效

2020-11-04 生物世界


2017年11月27日，中國農業科學院崔海信團隊在 Nature Plants 雜誌發表了題為：Pollen magnetofection for genetic modification with magnetic nanoparticles as gene carriers 的研究論文。

研究團隊利用修飾後磁性納米粒子對DNA表達載體高負載能力和細胞壁穿透性，創立了一種高通量、操作便捷和用途廣泛的植物遺傳轉化新方法，開闢了納米生物技術研究的新方向。

該技術克服了傳統植物轉化方法的障礙，研究團隊預計「花粉磁轉染」幾乎可以轉化所有作物，將大大促進轉基因作物新品種的育種進程。

該研究可以利用Fe3O4磁性納米顆粒負載含有外源基因DNA植物表達載體，在外加磁場介導下將外源基因表達載體輸送至花粉內部，通過人工授粉利用自然生殖過程直接獲得轉基因種子，然後再經過選育獲得穩定遺傳的轉基因後代。

該方法將納米磁轉化和花粉管介導法相結合，克服了現有棉花主流轉基因方法組織再生培養周期長、再生苗變異率高等方面的瓶頸問題，可以提高遺傳轉化效率、縮短轉基因植物培育周期、實現高通量與多基因協同並轉化，適用範圍與用途非常廣泛，對於加速轉基因生物新品種培育具有重要意義，並在作物遺傳學、合成生物學和生物反應器等領域也具有廣泛應用前景。

2020年11月2日，俄勒岡州立大學和勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員在 Nature Plants 雜誌發表了題為：No evidence for transient transformation via pollen magnetofection in several monocot species 的文章。文章指出，沒有證據表明花粉磁轉染能夠在幾種單子葉植物中成功進行。

對於許多植物物種而言，快速有效轉化方法的發展仍然是基礎和應用植物科學的障礙。2017年崔海信等人開發了一種新方法，使用磁性納米顆粒將DNA遞送到幾種雙子葉植物和一個單子葉植物（百合）的花粉粒中，以實現轉化，即所謂的「花粉磁轉染」。

使用已發布的方案，兩個獨立研究小組使用論文中的方法進行了大量實驗，在兩種單子葉植物玉米和高粱的花粉進行「花粉磁轉染」，但並未獲得成功。

為了進一步驗證「花粉磁轉染」的可行性，研究團隊繼續在百合上進行實驗，並使用綠色螢光蛋白作為報告質粒，然而，儘管篩選了超過3500個單獨的花粉粒，還是未能發現成功轉化的花粉粒。

因此，研究團隊表示，至少在玉米、高粱和百合這三種單子葉植物中，「花粉磁轉染」這種方法無效。研究團隊建議繼續在雙子葉植物中進行「花粉磁轉染」的驗證，以充分評估該方法的潛力和應用價值。

論文連結：

https://www.nature.com/articles/s41477-017-0063-z

https://www.nature.com/articles/s41477-020-00798-6

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