基因工程在番茄育种中的应用

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1、基因工程在番茄育种中的应用摘要：文章简单介绍了基因工程的概念，特点及其意义，并对基因工程在番茄抗虫害，抗病害，抗除草剂，抗逆性，雄性不育，改善番茄品质和终结种子育种上的原理，应用级研究进展进行了综述，同时探讨了基因工程在番茄育种中存在的问题，解决方法和发展前景，并且对基因工程在番茄育种中的应用进行了简单总结与概括。关键词：基因工程；番茄；育种基因工程是指用人工方法把不同生物的遗传物质分离出来，在体外进行切割、拼接，然后按照人们的意愿重新组合成重组体，再把重组体放回到宿主细胞内进行大量复制，并使遗传信息在新宿主细

2、胞或个体中高效表达，最终获得基因产物。这种人工创造新生物并给与生物新功能的过程称为基因工程，或称为分子水平上的遗传工程。基因工程又称作DNA体外重组技术。这种DNA分子的新组合克服了固有的生物种间的限制，扩大和带来了定向创造新生物的可能。这是基因工程的最大的特点。此外，基因工程还已经深入到细胞水平、亚细胞水平，特别是基因水平来改造生物的本性，同时大大的扩大了育种的范围，打破了物种之间杂交的障碍，加快了育种的进程。学科起源:基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于20世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术

3、科学。一般来说，基因工程是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中"安家落户"，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。这个定义表明，基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生

4、物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞DNA的技术称为“基因系治疗”（germlinetherapy），通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何，改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。据统计至少已有35个科120多种植物转基因获得成功，其中包括番茄、辣椒、茄子

5、、马铃薯等一批重要的蔬菜作物。番茄作为一种蔬菜作物，在基因工程拓宽种质资源上得到了极大的发展。一方面是因为它栽培广泛；另一方面是因为它在遗传理论上的研究较为深入，为基因工程的拓宽研究打下了坚实的基础。迄今，利用基因工程进行番茄品种特性改良的研究取得了很大的进展，已经获得抗虫害、抗病毒病、抗真菌病、抗除草剂、抗逆、延长贮藏期、改善风味和雄性不育转基因番茄。文章概述了利用基因工程技术进行番茄育种的研究进展。1.番茄抗虫基因工程由于常规育种方法在抗虫育种中难以在短时间内奏效，因此，育种家近年来把抗虫育种的重点放在利用

6、基因工程选育抗虫新品种上，且取得了重大进展，尤其是在番茄等蔬菜上。1.1Bt毒蛋白基因在蔬菜抗虫育种中，苏云金杆菌晶体毒蛋白(Bt)基因应用最为广泛，不同类的Bt基因具有不同的杀虫谱，其抗虫机制是诱导细胞膜产生非特异性小空，扰乱细胞的渗透平衡，引起细胞膨胀，裂解，最后导致昆虫死亡。最早是美国Monsanto公司研究人员1987年报道的将Bt.KurstakiHD-B缺失的CryIAd导入番茄，转基因植株对烟草天蛾、烟草夜蛾、番茄果蝇螟显示出了不同的抗性。大田试验结果证明，在转基因番茄两个株系上的虫害可得到有效的

7、控制。印度的MandaokarAD等通过子叶外植体与农杆菌共培养，将Bt基因转入番茄，PCR检测及Southern杂交分析证明，目的基因已被整合到番茄的基因组中，抗性试验及酶联免疫分析结果显示，外源毒素水平可占总可溶性蛋白的0.04%～0.41%，外源基因表达水平高的转基因植株对番茄螟虫的幼虫的致死率可达100%，外源基因表达水平低的转基因植株对番茄螟虫幼虫也有不同程度的抗性。同时T0代转基因植株自交得到的T1进行抗虫试验，结果表明，部分T1代对番茄螟虫仍具有较高的抗性。Vander等将修饰的毒蛋白基因CryI

8、A(b)和CryIC转入番茄中，从而产生对甜菜夜蛾、烟草夜蛾的抗性。Jansens等通过转CryIA(b)基因得到抗番茄钻心虫的转基因植株。Rhim等将毒蛋白基因和能与内毒素抗体发生交叉反应的一种74000u蛋白质的基因整合转化番茄，转化植株能抗马铃薯甲虫的幼虫。梁小友将抗病毒的CMV-CP基因和抗虫的Bt-toxin基因依次插入植物表达载体上，以土壤农杆菌介导转化番茄，并证明得到表达