植物改良方面的研究及应用

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1、基因工程技术应用植物品质改良进展1传统植物品质改良技术1.1品种间杂交世界各国人多数优质植物品种是通过品种间常'规杂交的常'规育种途径育成的。市丁•要求所育成的品种适应性良好，并具有丰产、抗病等特性，品质冇种往往采取2个以上的亲木问杂交的方式。前苏联的优质春小麦品种萨拉托29,就是通过3次阶梯杂交育成的。美国的优质、高产、抗病品种Lancota则是通过两轮朵交，从后代中选育成的，其籽粒蛋白质含量又显著地高于亲本1・2远缘杂交植物中的其他种和近缘种属中的有关站质性状存在很大的遗传差界，对小麦站质的遗传改良具有很大的研究利用价值

2、。利用远缘杂交已冇不少成功的事例。前苏联全苏植物育种遗传研究所育成的小黑麦品种，其籽粒蛋白质和赖氨酸含最都超过了小麦和黑麦。齐津等⑵从小麦•冰草及滨麦草的杂交中都育成了高蛋白质含量的品种类型。1.3诱发变异诱发变异也是植物品质改良的冇效手段Z—。通过物理或化学等诱变手段，例如「射线、紫外线或EMS等处理植株或其单倍体，从而在染色体层血上发生突变畸变，以期获得特异性状。如多倍体植物，其植物的高大肥厚特性，如奇数倍染色体植株的无籽特性，三倍体西瓜。1农杆菌参与的植物转化1.1整株感染在整体植株上造成创伤后把农杆菌接种于创伤面上，

3、或把农杆菌注射到植物体内使其进行侵染转化⑶。这种方法具有较高的转化成功率，可以避开组织培养的过程，对于诱导再生因难的植株，是一条可以选择的途径。1.2叶盘法应用于基因转化外植体，是双子叶植物较为常用的简单有效的方法。将带有新鲜伤口的叶圆盘与载有外源基因的Ti和Ri质粒的农杆菌液进行短期共培养，使外源基因整合进植物基因组中。1.3原生质体法是指将处于再生壁时期的原生质体与农杆菌一起共培养，在选择培养基上即可得到转化的细胞克隆⑷。优点：得到的转化体一般不会是嵌合体。2DNA肓接转化2.1DNA直接转化法即用裸露的DNA(在5端加

4、上一•个启动子，在3端加上终止子)直接转移到植物细胞和原生质体中导致细胞转化的技术。它适用于对农杆菌感染不敏感的植物。2.2棊因枪法其原理是将DNA包裹于微小的金属钩或金粒的表面，在高压下使金属颗粒喷射,高速穿透受体细胞或纽织，使外源基因进入受体细胞核并整合表达的过程。选择钩或金作为子弹的原因，在于它们在植物细胞和原生质体屮呈现惰性，不会影响植物细胞或原生质体正常的生理活动性。2.3电穿孔(electroporation)是在高压电脉冲作用下原生质体的质膜上形成口J逆性的瞬间通道，从而发生外源DNA的摄取。电穿孔法对植物细胞

5、不产生毒性，而且转化效率较高，特別适丁瞬间表达。但该法存在易造成原生质损伤的缺点。2.4显微注射法(microinjection)在用进行基因导入时，通常把原牛质体或培养的细胞固定在琼脂上，或用聚赖氨酸处理使原牛•质体附着在玻璃平板上，再进行操作。该方法的优点是转化效率高，无特殊的选择系统。3脂质体介导转化脂质体为人工拟造的类脂与磷脂构成的小体，对将核酸包裹并跨膜转运，免于核酸酶的作用，而保持核酸的完整性。该法在包装DNA吋需倉吋间超声处理，会使相当多的DNA断裂，所用的材料必须使用貝-有全能性的原牛质作为受体细胞⑸。4病毒

6、载体转化在20世纪80年代初期开始研究将病毒作为植物基因转移载体的可能性。双链DNA病毒、单元边DNA病毒和RNA病毒在侵染植物后都可以把基因转移到完整的植物体或组织中，并得到表达。这种方法的基因转化效率比较高，但是它的安全性受到质疑，目前主要用于动物的基因转移⑹。2.4分子标记辅助选择育种选择优良的冃标性状是植物育种中最垂要的环节。要提高选择的效率，最理想的方法就是用分了标记法直接对基因型进行选择，此种方法的丿应用不仅提高了性状选择的效率，而且提高了准确性，减少了育种过程的白一目性、不确定性、周期性。如呆目标基因与某个分子

7、标记紧密连锁，那么通过对分子标记基因型的检测，就能获知目标基因的基因型叫孟金陵等肌认为,通过分子标记辅助选择技术，借助于饱和的分子标记连锁图，对各选择单株进行整个基因组的组成分析，进而可以选岀带有多个目标性状而遗传背景良好的理想个体。到FI前为止，利用分了标记辅助选择育种在水稻以及玉米的改良方面应用的比鮫多，主耍是涉及到质量性状的辅助选择和数量性状辅助选择育种。Tankeley［9】利用分子标记在一小果西红柿中标记了两个果重基因，并将其转移到一大果品种，果重提高了31%o4RNAi技术现今，RNAi技术已被广泛应用于植物品质

8、的改良，如改善植物营养价值方面的研究，使得满足人们对植物的品质需求成为对能。应用RNAi技术下调两个主耍脂肪酸脱氢酚基因（硕脂酰载体蛋白脱氢酶和油酰卵磷脂脱氮酶）的表达，从而将棉籽油中的高油酸和高硬脂含量水平降低山"。利用RT-PCT技术克隆了油菜PEP基因片段并构建了对应于PEPase基