转基因抗虫耐除草剂玉米双抗12-5表达两种具有不同作用机制的杀虫蛋白Cry1Ab和Cry1Aj,有助于延缓靶标害虫抗性。基因操作所用受体为常规品种玉米“瑞丰-1”,目的基因为cry1Ab/cry1Aj和g10evo,cry1Ab/cry1Aj由cry1Ab和改良后的cry1Aj组成,二者均来自苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringensis),编码Cry1Ab/Cry1Aj融合杀虫蛋白,抵御玉米螟等鳞翅目害虫的危害。cry1Ab/cry1Aj基因由玉米泛素启动子pZmUbi-1和玉米PEP carboxylase(Pepc)终止子调控其表达。g10evo是改良后的epsps基因,编码EPSPS蛋白,对除草剂草甘膦有较好的耐受性,其表达框由花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子和玉米泛素启动子pZmUbi-1组成的复合启动子p35-pZmUbi-1和花椰菜花叶病毒(CaMV)35S基因的终止子调控。构建转化载体pCambial300,采用农杆菌介导转化法将目的基因导入受体品种瑞丰-1中,逐代选育获得。DNA印迹法(Southern杂交)检测结果表明,目的片段以单拷贝、单位点的形式整合到受体基因组中,并按照孟德尔遗传规律稳定遗传给后代。蛋白检测结果表明,Cry1Ab/Cry1Aj和EPSPS蛋白均可在玉米“双抗12-5”的不同组织和器官中稳定表达,且叶片中的表达量显著高于其他组织器官。
连续多年、多点的环境安全性评价数据表明,玉米“双抗12-5”在田间高抗玉米螟和棉铃虫,对甜菜夜蛾仅表现中抗,对除草剂草甘膦表现高水平耐受性。玉米“双抗12-5”在适应性、生存竞争能力、杂草化、基因漂移、对非靶标生物影响等方面与受体亲本没有显著差异。毒理学评价表明,Cry1Ab/Cry1Aj和EPSPS蛋白对哺乳动物无明显毒性和不良影响;营养学评价表明,玉米“双抗12-5”及其受体亲本在各种营养组分含量上没有显著差异;玉米“双抗12-5”与已知毒蛋白、过敏原和抗营养因子不存在同源性和结构上的相似性。以上数据表明,玉米“双抗12-5”与其受体亲本具有实质等同性。
玉米“双抗12-5”分别于2010年、2014年和2015年完成了中间试验、环境释放和生产性试验的环境安全性评价;2019年12月,获得中国农业农村部颁发的在北方春玉米区生产应用的安全证书。