花卉基因工程育种现状与发展策略

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1、花卉基因工程育种现状与发展策略花卉产业的发展依赖于世界经济的发展和市场需求的刺激，而新品种、高品质花卉的推出乂促进了花卉市场的发展。进入20世纪90年代以來，世界花卉贸易平均以每年10%以上的速度递增，国际花卉市场的竞争日趋激烈，人们越来越认识到品种是花卉产业的基础，是赢得竞争的关键因素,因此花卉育种在花卉产业的发展中占冇重要地位…。不断成熟的生物技术，特別是基因工程技术，为花卉性状改良提供了全新思路1门“。自从1994年首个转基因作物番茄商品化并全面证实水稻可以被农杆菌稳定转化以来，植物的转基因研究和应用进展迅速，抗除草剂大豆、抗虫玉米和棉花已进入商品化应用阶

2、段，但花卉的转基因研究和应用却相对滞后。山于花卉为非食用植物，不需要像水果、蔬菜和粮食作物那样考虑食用安全性，因此转基因花卉的应用前景广阔怕-。1花卉某因工程技术研究现状植物基因工程的发展为改良和修饰花卉性状提供了冃大潜力，打破了物种之间交流的界限，为花卉的定向育种提供了技术保障。近年来，已在花色、花形、株型、生长发育、香味、采后保鲜等方面取得了重耍进展。日前花卉基因工程已广泛应用于月季、香石竹、菊花、郁金香、百介、非洲菊、火鹤花、金鱼草、石斛、草原龙胆、唐菖蒲和圆锥石头花（俗称满天星）等各种重要花卉加。1.1花色基因工程基因工程在花卉育种中应用授多的是改变花的

3、颜色归lo金鱼草、矮牵牛是研究植物花色井代谢途径并分离基因的重要物种。虽然关于决定花卉颜色的重要色素类胡萝b素和花青甘合成的研究日前还处于早期阶段，但许多研究已开始将C知的基因与控制花色的酶联系在一起了。现在许多涉及花色素的基因已被人们构建出来，在参与色素代谢的结构中，CHS（查尔酮合成酚）、CHI（查尔酗异构酶）、F3H（黄烷酮一3—拜基化酶）、乃'5,H（类黄酬一3，,5'—拜基化酶）、DFR（二氢黃酮醇一4一还原酶）＞ANS（花青素合成酶）、3GT（类黄酗3一0一糖基转移酶）等基因均已被克隆。应用植物基因工程技术，可以从两方面来改变花的颜色一…。首先，利用

4、反义RNA和共抑制技术抑制基因的活性，造成无色底物的积累，使花的颜色变浅或变成无色。其次，通过引入外源棊因来补充某些品种缺乏合成某些颜色的能力。世界上第1个操纵花色的某因是由徳国科隆蒲朗克研究院分了冇种所的科学家于1987年茯得的玉米色素介成中的一个还原酶基因，导入矮牵牛使它产生一种新的颜色——砖红色。随后荷兰科学家在红色矮牵牛屮，插入苯基乙烯酮合成酶的反义基因,结果获得了白色的矮牵牛及另一种新的色索；同样，荷兰的花卉专家们利用基凶工程将粉色菊花变成了白色。北京大学植物基因工程国家实验室利用矮牵牛首次在我国培育出了白色、紫色和间的基因花。从tJ前研究来看，花色基

5、因工程在花卉种类、色素种类、着色因素等方而会有较人突破…3。1.2花形基因工程基因工程用于改变花的外形也是人们关注的一个研究方UT•“。由于难度较人，目前只有对少数观赏植物（矮牵牛、金鱼草）的花形控制作了研究。如英国已査明一种单基因，它能使金鱼草和兰花这类花朵不再呈辐射状对称，从而具有特殊形状1.3香味基因工程香味是花卉不可缺少的一•个重要品质，控制花卉香味的代谢物比构成色彩的代谢物多以及对芳香性状的背呆了解少等因素造成香味育种的研究进展较慢。法国研究人员利用野生型发根农杆菌转化香叶天竺葵发现，转化植株中的芳香物质牛儿醇含量比对照株增加了3-4倍，其他芳香物质如

6、话烯酶和桜树脑等含量在转化植株中也有很大增加，这一研究为花卉香味的遗传操作提供了一条途径哺'。许多花卉如中国兰和中国水仙虽花小，颜色简单，但具有浓郁的芳香，而附4：兰类和水仙属其他植物的花虽大、色泽鲜艳，却大多没有芳香，通过基因工程使这些植物既具香味，花形乂美观，是科学家们的一个重要课题T“。1.4保鲜基因工程内源乙烯的产生是造成一些重要花卉衰老凋萎，缩短切万方数据屈云慧等：花卉基因工程育种现状为发展策略花贮藏期和瓶插观赏寿命的重耍原因。近几年來，科学家对控制乙烯合成的基因和衰老过程中基因的表达进行了深入研究，发现ACC合成酚和ACC氧化酚是植物乙烯牛物合成过程

7、中的关键性酶，其活性增强可加速乙烯大量牛成。通过导入反义ACC合成腮基因及反义ACC氧化酚基因阻止乙烯牛化合成，延长花期和鲜切花寿命。目前该基因已在香石竹、矮牵牛等植物中转化成功，这种转基因香石竹的观赏寿命比普通吞石竹延长了2倍1.5抗性基因工程花卉抗性基因工程育种是花卉育种研究的乂一热点。传统的抗性育种方法是选择抗性强的亲本与栽培品种重复杂交，以培育出性状稳定的抗性花卉品种。基因工程育种将花卉的抗性育种带入到了一个新阶段。1.5.1抗冻棊因工程在研究植物反应低温的信息处理过程中，美国学者Thomashow发现调节蛋口在反应低温的基因表达调控中起重要作用，他领导

8、的实验室在技术上収得了突