胡蘿卜素在植物體內(nèi)的合成路線共包含6個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)入水稻中……

生物通報(bào)道：關(guān)于“Golden Rice”（轉(zhuǎn)基因黃金大米，GR）的報(bào)道近期掀起了軒然大波，目前最新進(jìn)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(rèn)了曾參與這項(xiàng)研究，稱“之前既沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)與該篇論文相關(guān)的任何信息，也沒(méi)有看過(guò)論文的內(nèi)容，更不知道為何自己的名字會(huì)出現(xiàn)在論文的作者之中”，事件進(jìn)展撲朔迷離，在進(jìn)一步調(diào)查結(jié)果出來(lái)之前，讓我們先來(lái)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(huì)帶入哪些外來(lái)基因，造成危害？

點(diǎn)擊Golden Rice Project項(xiàng)目頁(yè)面，里面詳細(xì)介紹了這種轉(zhuǎn)基因大米的最初研發(fā)過(guò)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(jī)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(kāi)始了田間試驗(yàn)等進(jìn)一步研究。Syngenta 公司（先正達(dá)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(guó)進(jìn)行試驗(yàn)。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(dá)公司否認(rèn)參與了上述論文的研究。

第一代“黃金大米”2000年問(wèn)世，使用了來(lái)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(wèn)世，使用玉米中的對(duì)應(yīng)基因培育出來(lái)，主要是通過(guò)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(guò)吸收胡蘿卜素來(lái)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(guò)自然雜交的途徑無(wú)法讓大米富含維生素。因?yàn)殡s交需要一個(gè)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(méi)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(gè)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(gè)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(xì)菌歐歐文氏菌（E.Salicis）中獲得了細(xì)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(lái)自玉米的八氫番茄紅素合成酶，培育出了第二代。

在這些過(guò)程中，引入水稻的外來(lái)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(xiàn)：

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