转基因技术与生物安全--作业

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1、转基因技术与生物安全学院：农学院专业：农学姓名：郭亮学号:20114011215小麦转基因研究进展近10多年，基因转移技术有了新的发展，DNA可肓接转移于可再生胚性愈伤组织，为外源基因转移增加了新途径。这些离体技术的发展与应用，成为常规作物改良的有益补充。小麦转基因研究领域包括染色体介导的基因转移和直接的基因转移。前者屈于染色体工程范畴，研究起步较早，已成功应用于普通小麦和杜轮小麦的遗传改良。然而通过有性杂交进行种质改良的染色体工程技术有其局限性，例如导致了非期望染色质的转移，并且其后的负向遗传互作可能导致不育。后

2、来发展起来的直接基因转移技术，能将应用其他技术很难导入的新基因引入小麦，并使Z整合于小麦基因组中。一般狭义的转基因指直接的基因转移。直接基因转移是将从非相关生物中分离的已知基因插入受体细胞，并使之再牛为可育植株。该项技术可以无限地利用基因资源，打破有性杂交的局限性。但小麦是进行遗传转化最晚的主要作物，培育转基因小麦进展缓慢的主要原因，首先是缺乏有效的离体再生体系，其次是一般认为禾谷类作物不在根癌农杆菌寄主范围之内。转基因小麦培冇成功最早的实例是通过高效再生系统与基因枪介导的基因转移相结合取得的。近年利用根癌农杆菌介

3、导法获得转基因小麦的实践表明，该种方法可能有助于克服基因枪介导的转基因植株的负面效应。1.遗传转化的前提1.1小麦的离体再生有效的再生体系是获得转基因植物的前提。小麦叶片、顶端分生组织、根、幼穗和成熟胚及幼胚都曾被用作外植体进行小麦植株再牛，并获得了成功。研究表明，离体再生可通过器官发生或体细胞胚再生来实现。后者可以在较短的时间内形成小苗，因而体细胞胚发生优于器官发生。Nehru等研究出另一种途径，即从未成熟胚中除去胚轴培养分离的盾片，除去胚轴有助于盾片细胞中成胚愈伤组织的形成。这个过程表明大多数有竞争力的成胚细胞

4、存在于盾片中，使成胚愈伤组织更为丰富，加速了体细胞胚的形成。高度再生性的面包小麦品种Fielder,一个盾片可形成15个以上的体细胞胚，5周Z后可形成小苗。相比来说，用整个幼胚培养则需要几个月的时间形成小苗。而且分离的盾片培养很大程度上不依赖于基因型，但不同的品种具有不同的效率。Maes等发现普通小麦和杜轮小麦影响盾片培养的离体再生因素存在差异。Bommineni和Jarreau提出了4个商品杜轮小麦品种利用分离盾片快速离体再牛的标准化规程。利用最适宜的诱导和再生培养基，这些品种每个盾片平均可形成16棵小植株。因此

5、在组织培养再生小麦植株屮，分离盾片培养成了最为有效的再生体系。小麦的遗传转化中大多倾向于以盾片作外植体。现在未成熟胚也可通过根癌农杆菌介导转化培育转基因小麦。1・2基因表达载体转化细胞的选择对培养转基因植株、基因的调节表达及表现期望的转基因诱导的表现型尤为重要。基因在受体细胞中的表达是形成遗传转化的第一步。不需要整合，DNA导入后1〜48h报道基因或标记基因的瞬时表达，己经广泛作为鉴定转化细胞的重要参数。一个理想的报道基因应编码一条具有结构简单、低分子量和抗蛋白酶的多肽，而且应具有较长的半衰期，还要在较广的pH和温

6、度条件下保持稳定，具有酶活性，从而易于在非破坏性分析中测试。并非所有报道基因都符合上述条件。编码氯霉素乙酰转移酶（cat）和0•葡糖昔酸酶的报道基因已普遍用于小麦来建立转化参数。从水母中分离出的绿色荧光蛋白基因（GFP）也用于遗传转化中的标记基因。GFP已在植物中表达，其中包括小麦。为快速有效地选择出离体转化细胞，同时在最短的时间内培养成转基因植株，应采用高水平表达的选择标记基因。转化细胞的有效选择受选择性标记基因和其表达产物及用于选择转化体的化学药剂的密切互作的影响。新霉素磷酸转移酶基因具有对葡糖胺抗牛素的抗性，

7、普遍用作转基因植株的选择性标记基因。bar基因已成功用于培育转基因小麦。转移后的基因应以调节的方式并在适当的水平上表达，并表现出期望的表现型。连接于基因5'末端的DNA调节序列（启动子）控制转基因产物表达的时间和数量。组成型启动子可以使标记基因较高水平表达，在植物遗传转化中起重要作用，尤其是在禾谷类作物中。大量启动子已用于培育转基因小麦，其中常用的有花椰菜花叶病毒病35sRNA启动子，含有增强子的花椰菜花叶病毒启动子，水稻肌动蛋口启动子，玉米泛素蛋口启动子和合成的pEmu启动子。这些组成型启动子在培育转基因小麦的效

8、率方面现仍未进行详尽的研究。随着转基因技术向着培育有益性状的方向发展，启动子的研究开发也将从组成型向组织特异型方向转移。1.转基因小麦的分子证据世界上已有多个实验室培育出转基因小麦。或者利用培育几天的未成熟胚或者利用未成熟胚的愈伤组织作外植体，用基因枪法插入基因。为培冇转基因杜轮小麦，以含有gus（作为报道基因）和bar（作为选择标记基因）的基因表达载体，轰