胡蘿卜素在植物體內(nèi)的合成路線共包含6個元素：IPP/DMAPP異構(gòu)酶，GGPP合成酶，八氫番茄紅素合成酶，八氫番茄紅素脫氫酶，ζ-胡蘿卜素脫氫酶和番茄紅素α-β-環(huán)化酶。由于水稻中本身具有IPP/DMAPP異構(gòu)酶和GGPP合成酶，因此研究人員需要將后面四個轉(zhuǎn)入水稻中……

生物通報道：關(guān)于“Golden Rice”（轉(zhuǎn)基因黃金大米，GR）的報道近期掀起了軒然大波，目前最新進展是相關(guān)文章（β-Carotene in Golden Rice is as good as β-carotene in oil at providing vitamin A to children）中第二，第三和第四作者（均為中方作者）都否認了曾參與這項研究，稱“之前既沒有聽說與該篇論文相關(guān)的任何信息，也沒有看過論文的內(nèi)容，更不知道為何自己的名字會出現(xiàn)在論文的作者之中”，事件進展撲朔迷離，在進一步調(diào)查結(jié)果出來之前，讓我們先來看看這種稱為“Golden Rice”的轉(zhuǎn)基因大米到底是什么，采用的轉(zhuǎn)基因技術(shù)是什么，有可能會帶入哪些外來基因，造成危害？

點擊Golden Rice Project項目頁面，里面詳細介紹了這種轉(zhuǎn)基因大米的最初研發(fā)過程，指出蘇黎世瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的 Ingo Potrykus 教授和Peter Beyer（分別為育種專家和分子生物學(xué)家）是這一大米作用機制的創(chuàng)始人，在2000年，這種大米產(chǎn)權(quán)相關(guān)人員與Syngenta 農(nóng)業(yè)公司建立了合作關(guān)系，從而開始了田間試驗等進一步研究。Syngenta 公司（先正達公司）是瑞士農(nóng)業(yè)化工巨頭，他們研發(fā)了此大米，并于2004年在美國進行試驗。研發(fā)公司稱此大米的主要功能為幫助人體增加維生素A吸收，而缺乏維生素A可能導(dǎo)致夜盲癥。目前先正達公司否認參與了上述論文的研究。

第一代“黃金大米”2000年問世，使用了來自黃水仙的基因，其中胡蘿卜素含量為每克大米約含1.6毫克，為淡黃色。第二代“黃金大米”于2005年問世，使用玉米中的對應(yīng)基因培育出來，主要是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將胡蘿卜素轉(zhuǎn)化酶系統(tǒng)轉(zhuǎn)入到大米胚乳中而獲得，為金黃色。

胡蘿卜素是合成維生素A的材料，人體只能通過吸收胡蘿卜素來合成維生素A，在普通大米里面，維生素A或者胡蘿卜素的含量為零，通過自然雜交的途徑無法讓大米富含維生素。因為雜交需要一個母本里面擁有我們需要的性狀，然而，直到現(xiàn)在農(nóng)業(yè)學(xué)家們都沒有找到任何一種含有維生素A或者胡蘿卜素的水稻可以做為育種母本，因此采用了轉(zhuǎn)基因的方法。

主要步驟如下：

胡蘿卜素在植物體內(nèi)的合成路線共包含6個元素：IPP/DMAPP異構(gòu)酶，GGPP合成酶，八氫番茄紅素合成酶，八氫番茄紅素脫氫酶，ζ-胡蘿卜素脫氫酶和番茄紅素α-β-環(huán)化酶。由于水稻中本身具有IPP/DMAPP異構(gòu)酶和GGPP合成酶，因此研究人員需要將后面四個轉(zhuǎn)入水稻中。

研究人員從黃水仙daffodils的花朵中獲取了八氫番茄紅素合成酶和番茄紅素α-β-環(huán)化酶，這些元素具有調(diào)控花朵顏色的作用，又從土壤細菌歐歐文氏菌（E.Salicis）中獲得了細菌胡蘿卜脫氫酶，主要用于將八氫番茄紅素轉(zhuǎn)化為番茄紅素。這樣就產(chǎn)生了第一代黃金大米。

之后為了增加胡蘿卜素的含量，研究人員發(fā)現(xiàn)黃水仙的八氫番茄紅素合成酶不利于胡蘿卜素的生成，因此采用了來自玉米的八氫番茄紅素合成酶，培育出了第二代。

在這些過程中，引入水稻的外來基因除了上述的合成胡蘿卜素的基因以外，還有作為載體的agrobacterium tumefaciens（根癌農(nóng)桿菌），農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化目前在植物轉(zhuǎn)基因研究中應(yīng)用廣泛。

參考文獻：

Beyer P et al. Golden Rice: Introducing the ß-Carotene Biosynthesis Pathway into Rice Endosperm by Genetic Engineering to Defeat Vitamin A Deficiency. The Journal of Nutrition, 2002, 132:506S-510S. 生物通 www.ebiotrade.com