玉米遗传转化体系的研究进展

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1、分子遗传学基础课程论文玉米遗传转化体系的研究进展摘要：植物遗传转化是指以植物器官、组织、细胞或原生质体作为受体,通过某种技术或途径转入外源基因,获得使外源基因稳定表达的可育植株。玉米作为世界上主要三大粮食作物之一,是现代食品工业、医药工业和化学工业的重要原料,在世界经济乃至人类生存方面占据肴举足轻重的地位，所以它的遗传转化研究一直受到各国科学家的重视，至今对玉米遗传转化的研究已经取得了一些成绩，本文主要针对近年来玉米遗传转化技术所取得的重要进展进行论述。主要包括玉米转化受体系统、转化方法及其优点与存

2、在的问题以及对未来的展望等几方面论述玉米遗传转化的研究进展。关键词：玉米；受体系统；遗传转化方法0前言近年来，随着环境着人口、资源、环境三者之间矛盾的加剧，转基因作物渐渐地进入人们的视野并且显得极为重要。玉米是重要的粮食、饲料，同时还是制药、淀粉、糖浆、油料、酒精工业的主要原料，在我国经济生产中占有非常重要的地位。所以玉米遗传转化的研究备受各国科学家的重视。自1988年Rhodes等首次获得玉米转基因完整植株以来，玉米遗传转化技术得到了较大的发展[1]。不但许多有价值的基因转入玉米，而且转基因方法也

3、出现了多样化，如基因枪法、农杆菌介导法、花粉管通道法等。随着转基因技术的发展与完善，更多的优良外源基因将被用于玉米的遗传改良，并且为阐述单子叶植物基因表达调控机理提供了新方法。1玉米遗传转化受体系统的研究1．1玉米基因转化受体体系应具备的条件是：1高效稳定的再生能力：用于植物基因转化的外植体必须易于再生，有很高的再生频率，并且具有稳定性和重复性。根据贾士荣等报道认为，用于基因转化的受体系统应具有80%-90%以上的再生频率，并且每块外植体上必须再生丛生芽，其芽数量越多越好，这样才有可能获得较高频率转

4、化。2较高的遗传稳定性：植物基因转化是将外源基因导入植物并使之整合、表达和遗传，从而达到修饰原有植物遗传物质、改造不良的园艺性状之目的，这就要求植物受体系统接受外源DNA后应不影响其分裂和分化并能稳定地将外源基因遗传给后代，保持遗传稳定性，尽量减少变异。7分子遗传学基础课程论文3具有稳定的外植体来源：因为基因转化的频率很低，需要多次反复试验，所以就需要大量的外植体材料，转化的外植体一般采用无菌实生苗的子叶、胚轴、幼叶等或采用可快速繁殖的材料。4对选择性抗生素敏感：在基因转化中用于筛选转化体的抗生素称

5、为选择性抗生素，其使用就是要求植物受体材料对所选用的抗生素有一定的敏感性，即当添加在选择培养基中的该抗生素达到一定浓度时能够抑制非转化体植物细胞的生长、发育和分化，而转化的植物细胞由于携带该抗生素抗性基因而能正常生长、分裂和分化，最后获得完整的转化植株。5对农杆菌侵染有敏感性但无过敏性反应：目前用作玉米遗传转化的材料多为A188、B73及其衍生系，或者是用其他玉米自交系配制的杂交组合。将外源基因导入这些材料后，尚需经过大量的回交转育工作才能将这些基因转入有育种价值的玉米自交系。如果将有用基因转入优良

6、玉米自交系中，经分子检测证明其整合和表达后，就有可能作为新系直接配制组合，在生产上利用，这将大大加快基因工程改良现有玉米品种的步伐。1998年，周逢勇通过基因枪法将Bt基因转入玉米自交系P9-10并获得表达，从而建立起这个自交系的遗传转化体系[2]。1、2玉米作为遗传试验材料的优点1生长期较短，繁殖速度快.节约时间。2具有多对容易区分的相对性状。3一次产生的后代多，产生的籽粒均在果穗上，容易准确统计。1．3玉米遗传转化常用受体1愈伤组织再生系统：外植体经过脱分化培养诱导出愈伤组织，再经过分化培养获得

7、再生植株。2原生厦体再生系统：原生质体作为受体系统可直接进行转化，而且转化率较高，嵌合体少。但是玉米的原生质体分离较困难，培养周期长，再生频率低，所以，目前已很少应用的较少。3种质系统：种质受体指转基因利用的受体是植物自身的生殖系统，如花粉粒、卵细胞。4直接分化再生系统：直接分化指叶片、幼茎等外植体细胞越过脱分化产生愈伤组织而直接分化出不定芽获得再生植株。李学红等用玉米茎尖离体培养直接产生了雌雄花序[3]。2玉米遗传转化的方法7分子遗传学基础课程论文通过特定的方式将外源基因导入到受体细胞内，使之发生

8、定向的、永久的变异，这是遗传转化中极其关键的步骤。迄今为止，玉米的遗传转化的方法主要有基因枪法、花粉管通道法、聚乙二醇介导法超声波介导法电激法子房注射法阳离子转化法以及于20世纪90年代出现的农杆菌介导法。2．1基因枪法1987年，Comell大学的Sanford等人发明了火药式基因枪法，利用高速运动的金属离子将非特异的外源基因导入受体内；1989年Klein等首次获得转基因玉米，用基因枪法将GUS和PAT）基因引入玉米悬浮细胞系；1990年，Cordon-Kamm等