中国学者突破性转基因技术遭质疑花粉磁转染不成功？

　　2018年4月，Trends in Biotechnology杂志在线发表了美国加州大学伯克利分校MarkitaP. Landry课题组题为‘Nanoparticle-MediatedDelivery towards Advancing Plant Genetic Engineering’的综述文章。该文章系统的介绍了通过修饰纳米材料的表面后，能够结合包括RNA、DNA和蛋白质等生物大分子后进入细胞内，起到生物大分子传递的作用，为所有植物的能进行遗传转化提供了可能性。

　　2017年11月份，Nature Plants在线发表中国农业科学院环发所崔海信研究员领衔的“多功能纳米材料及农业应用”创新团队同生物所的“作物分子育种技术”创新团队合作的题为“Pollen magnetofection for genetic modificationwith magnetic nanoparticles as gene carriers”研究论文。

图. 花粉纳米磁珠转化法原理

　　该研究基于磁性纳米颗粒基因载体的花粉磁转化植物遗传修饰方法，可以利用磁性纳米颗粒Fe3O4作为载体，在外加磁场介导下将外源基因输送至棉花等物种的花粉内部，通过人工授粉利用自然生殖过程直接获得转化种子，然后再经过选育获得稳定遗传的转基因后代。

　　该方法将纳米磁转化和花粉介导法相结合，克服了传统转基因方法组织再生培养和寄主适应性等方面的瓶颈问题，可以提高遗传转化效率，缩短转基因植物培育周期，实现高通量与多基因协同并转化，适用范围与用途非常广泛，对于加速转基因生物新品种培育具有重要意义，并在作物遗传学、合成生物学和生物反应器等领域也具有广泛应用前景。此外，该研究为基因编辑达到DNA-FREE的理想状态提供了一种可能。

　　因此，该文章发表后立刻引起了全球各实验室的关注，并且各实验室都在尝试在不同的物种中利用该方法进行转基因及基因编辑。但是，到目前为止，我们都未看到有后续文章报道，虽有些传言流传在网络上。

　　2020年11月2日，Nature Plants 在线发表了来自俄勒冈州立大学的John E. Fowler 团队的题为“No evidence for transient transformation via pollen magnetofection in severalmonocot species ”的研究论文。该研究表明至少在三种单子叶植物（玉米、高粱和百合）中使用花粉纳米磁珠进行瞬时转化都没有获得成功。

　　该研究首先研究花粉磁珠转发方法在玉米和高粱这两种单子叶植物中的有效性。他们通过用GUS报告质粒进行花粉磁珠感染后，通过染色GUS活性来检测花粉的瞬时转化效率。研究表明，未转化的对照高粱花粉粒中的GUS染色也呈阳性（如下图），因此GUS作为报告基因并不理想。因此该研究使用基于绿色荧光蛋白（GFP）的报告质粒作为替代物。

　　研究进一步选择了在花粉中高表达的启动子的质粒（玉米Zm13，水稻Actin1或玉米ZmUbiquitin1）。通过按照已发表的方案，用高粱或玉米花粉进行的20多次磁转染试验未显示质粒诱导的荧光瞬时表达的迹象（筛选了50,000多粒花粉）。

　　最后，该研究选择了百合花粉作为模型，以验证是否由于质粒原因导致转化不成功。该研究通过花粉磁珠转化法和基因枪转化法两种方法作为对照。研究结果表明通过用报告质粒进行基因枪轰击后，转化效率在0.4％至1.1％之间，平均为0.7％（表1）。如所预期的，在阴性对照中，即用缺乏质粒DNA的微载体轰击的样品中，未发现转化的花粉。但是，尽管筛选了近4,000个花粉粒，在磁转染处理中也未观察到转化的百合花粉（表1）。