抗除草剂基因在作物育种中的应用

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1、抗除草剂基因在作物育种中的应用　　摘要：抗除草剂作物尤其是转基因抗除草剂作物的开发，使田间防除杂草变得简便易行，并且降低除草成本，提高经济效益。对抗除草剂基因在作物育种中的应用现状进行了综述，挖掘抗除草剂基因在作物中的利用　　关键词：抗除草剂基因；育种；应用　　中图分类号：S330文献标识码：A文章编号：0439-8114（2015）24-6120-04　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.24.003　　Abstract：Asthedevelopmentofherbicideresistantcrops，especiallyh

2、erbicideresistanttransgeniccrops，ithadbecomeeasiertofieldweedcontrol，anddecreaseweedingcost，improveeconomiceffects.Theapplicationofherbicidegeneincropbreedingwassummarizedinthearticletoexploretheuseofherbicideresistantgenesincrops.　　Keywords：herbicideresistancegene；breeding；application　　1

3、970年，人们发现欧洲千里光（Senecio14vulgaris）对均三氮苯类除草剂具有抗性[1]。科学家受此启发，开始了抗除草剂的作物新品种的研究。迄今为止，人类已获得了很多抗（耐）除草剂作物，尤其是转基因抗除草剂作物，诸如抗草丁膦转基因作物、抗草甘膦（农达）转基因作物、抗磺酰脲类除草剂转基因作物、抗溴苯腈转基因作物、抗阿特拉津转基因作物、细胞色素P450及脱卤素酶转基因抗除草剂作物等近10个类别[1]。抗除草剂作物开发最大的作用就是扩大杀草谱，使田间防除杂草变得简便易行，降低除草成本，提高经济效益。20世纪90年代，黄大年等[2]提出了将抗除草剂特性应用于作物杂种优势

4、利用中的设想，本研究为了挖掘抗除草剂基因在作物中的利用，对近些年抗除草剂基因在作物育种中的应用现状进行了综述。　　1抗除草剂基因及作物　　抗除草剂作物品种主要通过转基因技术与非转基因常规育种方法创制。　　1.1非转基因抗除草剂作物　　20世纪70年代，人们利用非转基因手段（传统育种）开始培育抗除草剂作物，并成功培育出了第一个抗均三氮苯除草剂油菜品种“OACtriton”。传统的育种方法有自然选择、杂交法、诱变法、组织培养法等非转基因手段，迄今为止，培育出的非转基因抗除草剂作物主要包括：①抗三氮苯类：大豆、油菜；②抗稀禾啶（环己烯二酮）类：玉米、大豆；③抗咪唑啉酮类：玉米、

5、棉花、小麦、水稻、向日葵、小扁豆；④抗磺酰脲类：大豆、亚麻、棉花、向日葵、油菜；⑤14抗草铵膦类：油菜、甜菜、大豆、玉米、棉花。采取此种途径选育而成的抗除草剂作物品种易于被人们接受而被一些国家认可。其中抗咪唑啉酮类作物是非转基因抗（耐）除草剂作物发展中最成功的作物，特别是耐咪唑啉酮水稻，2008年在美国阿肯色州的种植面积已占水稻种植总面积的1/3，而在哥斯达黎加则占水稻种植总面积的22%，此外，在加拿大、巴西和希腊等国均己大面积种植[3]。　　1.2转基因抗除草剂作物　　20世纪80年代中期，生物技术与基因工程的发展使人们摆脱了单纯利用自然界植物固有遗传特性的局面，进入自

6、由构建遗传性状的新时代，导致创制转基因抗除草剂作物的迅速发展，转基因抗除草剂作物已成为主流。到目前为止，已有近300种植物通过转基因技术培育出抗除草剂品种[4]。按照基因的不同，对转基因抗除草剂作物进行分类：①抗草甘膦转基因作物：番茄、玉米、水稻、小麦、向日葵和甜菜等20余种植物；②抗草铵膦（草丁膦）转基因作物：玉米、小麦、水稻、大豆、油菜、马铃薯、番茄和苜蓿等；③抗磺酰脲类除草剂转基因作物：油菜、水稻、大豆、亚麻、棉花、番茄、甘蔗和甜瓜等；④抗溴苯腈转基因作物：油菜、棉花、马铃薯和烟草等。另外，还有抗莠去津（阿特拉津）转基因作物、细胞色素P450及脱卤素酶转基因抗除草剂

7、作物等[5]。在这些抗性作物中，50%以上是抗草甘膦作物。2010年，全球已经大规模商业化种植的抗草甘膦转基因作物主要有大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜及苜蓿6种，仅抗草甘膦大豆种植面积就达7330万hm2。占全球转基因作物种植总面积的50%，占全球大豆总种植面积的77%左右[6]。　　现已经研究的抗除草剂基因主要有抗草丁膦、双丙氨酰膦的bar（PAT）基因；抗草甘膦的gox、aroA、cp4-epsps基因；抗磺酰脲类除草剂的SURB-Hra、SURA-c3、csrl基因；抗均三氮苯类（莠去津等）的psbA、atzA基因；抗2-