胡蘿卜素在植物體內的合成路線共包含6個元素：IPP/DMAPP異構酶，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-環化酶。由于水稻中本身具有IPP/DMAPP異構酶和GGPP合成酶，因此研究人員需要將后面四個轉入水稻中……

生物通報道：關于“Golden Rice”（轉基因黃金大米，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的任何信息，也沒有看過論文的內容，更不知道為何自己的名字會出現在論文的作者之中”，事件進展撲朔迷離，在進一步調查結果出來之前，讓我們先來看看這種稱為“Golden Rice”的轉基因大米到底是什么，采用的轉基因技術是什么，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基因大米的最初研發過程，指出蘇黎世瑞士聯邦理工學院的 Ingo Potrykus 教授和Peter Beyer（分別為育種專家和分子生物學家）是這一大米作用機制的創始人，在2000年，這種大米產權相關人員與Syngenta 農業公司建立了合作關系，從而開始了田間試驗等進一步研究。Syngenta 公司（先正達公司）是瑞士農業化工巨頭，他們研發了此大米，并于2004年在美國進行試驗。研發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，使用玉米中的對應基因培育出來，主要是通過轉基因技術將胡蘿卜素轉化酶系統轉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，直到現在農業學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，因此采用了轉基因的方法。

主要步驟如下：

胡蘿卜素在植物體內的合成路線共包含6個元素：IPP/DMAPP異構酶，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-環化酶。由于水稻中本身具有IPP/DMAPP異構酶和GGPP合成酶，因此研究人員需要將后面四個轉入水稻中。

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-環化酶，這些元素具有調控花朵顏色的作用，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化為番茄紅素。這樣就產生了第一代黃金大米。

之后為了增加胡蘿卜素的含量，研究人員發現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（根癌農桿菌），農桿菌介導的遺傳轉化目前在植物轉基因研究中應用廣泛。

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