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1、第23卷第4期临沂师范学院学报2001年8月Vol.23No.4JournalofLinyiTeachers’CollegeAug.2001农业转基因技术的发展概况王学慧,刘月学(临沂师范学院生物与农林科学系,山东临沂276005)摘要:基因工程为生物品种改造开辟了新途径.把某些高产、抗逆或优良性状基因导入原来不具备这些性状的生物体内,可以达到改良品种的目的.在农业方面,利用基因工程已取得了重大进展.关键词:基因工程;转基因技术;农业中图分类号:S188文献标识码:A文章编号:1009-6051(2001)04-00
2、68-031转基因技术在农作物方面的应用现状1.1农作物基因工程的原理及步骤1.1.1利用分子克隆技术获得用于转化农作物、控制作物性状的目的基因通用方法是建立基因文库,利用探针从文库中分离出目的基因,这是应用最早,目前最为成熟的方法.近年来,随着生物技术的迅速发展,又出现了一些新的获取目的基因的方法:一是利用迅速发展的RFLP技术及不断完善的基因克隆技术(如PCR技术、Genetagging技术等)克隆目的基因.二是利用反转录技术把作物病毒基因组的RNA反转录成cDNA,从中直接分离目的基因.目前用于作物基因工程的已
3、分离目的基因约有百余个,如抗虫、抗除草剂、抗病毒等基因.1.1.2将目的基因导入作物,即遗传转化,是基因工程中最为重要的一环在外源基因的转移方法中,按载体形式可以分为两大类:一是以根癌农杆菌Ti质粒为载体的转化.这种方法简便易行,成功率高,但由于农杆菌的宿主范围限制于一些双子叶植物,它难以侵染水稻、玉米、小麦等许多重要的单子叶农作物,因此该法受到一定限制.二是外源基因的直接导入法.用物理、化学和生物学手段将裸露的外源DNA导入作物细胞内部,并使外源DNA所含的基因在作物细胞内进行表达.这种方法主要有:化学法、电激法、
4、微注射法、基因枪法、脂质体法和花粉通道法等.1.1.3进一步确定外源目的基因是否能在转化体中得到整合与表达在构建载体系统时在载体上除了插入目的基因外,还插入供选择的一般与抗生素有关的标记基因,在外植体脱分化和再分化培养基中加入适当的相关抗生素,即可初步筛选出转化体.转化组织再生植株后,再通过检测标记基因产物、分子杂交确认转基因植株,并对转基因植株进行生物活性试验以检测目的基因的表达.最后要对转基因植株进行大田实验和目的性状的遗传性鉴定.1.2农作物基因工程的进展1.2.1抗病毒基因工程方面目前主要有向有关农作物中转入
5、病毒外壳蛋白(CP)基因、转入反义基因、转入病毒基因的其他组分、转入农作物本身的抗性基因等方法.早在1986年,美国就成功地将烟草花叶病毒(TMV)的CP基因转入烟草,这种转基因烟草和它的后代都表现出对TMV浸染有抗性.我国抗病毒植物基因工程方面已经取得了很大的进展.1.2.2抗虫基因工程方面主要是用苏云金芽孢杆菌中的一种毒素蛋白(伴孢晶体蛋白,这种蛋白能专一地杀死危害农作物的鳞翅目昆虫的幼虫)的基因,而它对人畜是安全的.英国近年来把豇豆种子中的胰蛋白酶抑制剂导入烟收稿日期:2001202206作者简介:王学慧(19
6、66—),女,山东泰安人,临沂师范学院讲师.第4期王学慧等:农业转基因技术的发展概况69草,其表达产物———胰蛋白酶抑制剂可引起多种昆虫发生消化不良,从而防治虫害.1.2.3改良作物品质基因工程方面可增加作物的蛋白质含量、增强抗逆性等.在澳大利亚已把豆类植物的蛋白质基因转入牧草,提高了牧草的质量;日本有一家研究所把从水稻、松树、梨树中分离的光合作用基因导入光合作用弱的作物中,加快了作物的光合作用强度,促进作物的成熟,提高了产量;利用反义RNA技术也已培养出保鲜期长的番茄,而且这种番茄酸甜适度,保鲜期最多可延长3—6个
7、月.1.2.4抗除草剂基因工程方面目前采用的除草剂作用机制主要有两类,一是破坏光合电子的传递链,另外一类是破坏氨基酸的合成途径.基因工程采取3种方法消除除草剂对作物的影响:一是增大除草剂靶酶的基因拷贝数目;二是转入降解除草剂酶的基因;三是对除草剂酶的识别位点进行突变,使之不能发生效应.1.2.5雄性不育基因工程方面利用从花药发育和花粉形成过程中分离到的基因特异启动子接上Rnase基因,导入作物后导致花粉发育异常,而败育成不育系.这标志着基因工程技术正成为杂交育种的一种新方法.1.2.6基础理论研究方面主要体现在作物的
8、基因图谱研究上,如现已绘出了水稻、拟南芥、番茄、莴苣等7种作物的基因图谱.这为今后得心应手地对它们进行遗传操作,更有效地改良农作物的遗传性状和品质创造了条件.2转基因技术在畜牧水产方面的应用2.1动物转基因原理动物转基因过程主要包括基因转移前准备、目的基因导入和基因导入后表达三个过程.本文着重介绍目前将外源基因导入的各种方法.2.2基因转移前的
