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轉基因油菜研究進展

手機:M版  分類:油菜種植技術  編輯:雷風

轉基因油菜研究進展 標籤:轉基因 油菜 油菜育苗 油菜豐產 油菜高產

  油菜是重要的油料作物,對油菜的改良是育種家們長期努力的目標。據報道,1998年全球轉基因油菜種植面積為240x104hm2佔全球油菜種植面積的9%,1999年增至280x104hm2,佔全球油菜總面積的11%,2000年全球轉基因作物面積為4420x104hm2,佔全球作物種植面積的16%(官春雲,2002)。多年來,許多育種工作者試圖採用傳統的育種手段來獲得油菜良種,但進展十分緩慢。隨着基因工程技術的發展,人們愈來愈傾向於通過基因工程的手段改良油菜的產量、品質及抗逆性。因此,建立良好的油菜轉化體系至關重要。

  1油菜轉基因的受體系統及篩選標記

  1.1受體系統

  植物轉基因受體系統是指選擇合適的器官、組織或細胞進行轉基因后,能通過組織培養或其它途徑再生出新生植株的無性繁殖體系。因此,適宜的油菜轉基因受體系統的建立,是創造轉基因油菜的關鍵環節。

  1.1.1子葉、下胚軸受體系統

  Moloney等(1989)年發現芸薹屬植物種子萌發以後,切取帶有1-2mm子葉柄末端切口處的細胞不但再生能力強,而且易被農桿菌感染和轉化。近年來,國內外許多學者分別以油菜的子葉、下胚軸、莖段為受體進行基因轉化。Pua等(1987)建立了莖段再生體系,並以此為受體,轉化率為10%。Moloney等(1989)以葉柄為受體的轉化率為55%。以子葉、下胚軸、莖段為受體,具有簡便、快速、轉化率高f1.5%~55%)等優點。但再生植株易為嵌合體,基因型也可能是雜合的(段英姿等,2003)。

  1.1.2原生質體受體系統

  自1972年第一株煙草體細胞雜種植株問世以來,原生質體融合技術在不斷完善和發展。油菜的原生質體培養起步於20世紀70年代,到目前為止,在栽培油菜的3個種中都利用原生質體培養獲得了再生植株(Chieneta1,1982;Glimeliuak,1984;Puite,19921。以原生質體為受體能得到高度純合體,但其再生及分化困難,轉化頻率較低,且操作複雜(段英姿等,2003)。

  1.1.3小孢子受體系統

  油菜小孢子培養和再生技術,在國內外已經發展的比較成熟。小孢子本身具有單細胞性和單倍體雙重特點。因此用它作為轉化受體進行外源基因導入,不僅有利於基因表達還可以加速轉基因材料的純合,而且可縮短育種年限。陳軍等(1998)以“中雙1號”、“中雙3號”、“中油821”、“89008”等油菜品種,建立了甘藍型油菜遊離小孢子再生胚狀體的實驗體系,掌握了受體最佳發育時期,使再生頻率高達每花蕾21.2個胚狀體,並以此為受體得到轉基因植株。

  1.2篩選標記

  在植物轉基因工程中,如何選擇和篩選轉化體是一個重要的問題,在油菜轉基凶工程中應用到許多選擇標記基因和報告基因,使人們能快速、準確地從大量非轉化體中獲得轉基因植物。油菜較常用的篩選標記基因有新黴素磷酸轉移酶基因(NPTII),潮黴素磷酸轉移酶基因(程振東等,1994)和二氫葉酸還原酶基因(Puaeta1,1987)及bar基因、Bt基因(衛志明等,1998),它們分別介導對卡那黴素、潮黴素、氨基喋呤、除草劑、巴龍黴素的抗性。至於哪一種效果最好一定程度上取決於基因型和可利用的轉化載體,研究表明對不同基因型的篩選效果亦不同。篩選劑最常用的是卡那黴素,應用卡那黴素篩選不乏成功的報道,但有的學者認為(Puaeta1,1987),卡那黴素對於甘藍型油菜來說,有時效果很差,這可能與基因型有關。潮黴素、慶大黴素、新黴素應用成功報道亦不少。Schr~der等(1994)研究了在甘藍型油菜轉化過程中4種選擇標記基因(nptⅡ,aadA,bar,Spt)在篩選過程中的效果,認為用aadA基因(介導對鏈黴素和壯觀黴素的抗性)作為標記對轉化體進行篩選最合適。

  2油菜轉基因方法

  在植物基因工程研究中,關鍵步驟之一是通過特定的方法將外源基因導入受體植物細胞內,使之發生定向的、永久性的遺傳變異,即所謂的植物遺傳轉化。為了方便有效地將外源基因導入植物體內,人們不斷地探索、發展新的植物遺傳轉化方法。目前應用到油菜轉基因中的遺傳轉化方法主要有農桿菌介導轉化法和外源基因直接導入法。

  2.1農桿菌介導轉化法

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