转基因树木研究现状及发展趋势-论文.pdf

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1、中国生物工程杂志ChinaBiotechnology，2013，33(5)：148．160转基因树木研究现状及发展趋势术廖维华安新民(北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083)摘要通过基因工程技术将外源基因到树木基因组弥补了其传统育种手段周期长、过程繁琐、性状难以人为控制的缺点。在过去2O年，树木转基因研究取得了令人鼓舞的成果，选育出多种携带外源基因的树木，并经过了限制性田间试验。国外开展树木转基因研究先于国内，在抗除草剂、抗虫、降低木质素等方

2、面取得了显著进展，同时开展了转基因表达稳定性和安全性方面的研究。本文综合论述了近年来国内外树木转基因工作研究进展。就各国转基因树木种植概况、遗传性状改良方向、田间试验情况进行了介绍和总结，分析了存在的问题和未来发展的趋势。以期为我国从事林木基因工程研究的科研工作者以及政府决策部门提供借鉴，以促进我国树木基因工程的研究和发展。关键词树木基因工程性状改良田间试验中图分类号Q8l9树木转基因研究起步于20世纪80年代末，开始主农杆菌的生长素合成酶基因等转入欧美山杨中，为利要是利用一些标记基因研究树木的转化，探

3、索将外源用激素调控改良木材品质奠定了基础。值得一提的基因引入树木基因组中的技术、基因表达情况和经组是，已有研究者利用基因工程手段获得了通过表达反织培养再生为完整植株的方法。基因重组技术的发明义RNA抑制木质素合成的杨树植株，为改良木材材性引导了基因工程的产生和发展，打破了原有物种间的提供了一条有效途径。在欧洲，已有学者开展了难度界限，扩大了基因应用范围，使自然界遗传资源得以充较大的针叶树种的基因转化，经优化转化条件和筛选分利用。植物基因工程技术在林业中的应用，弥补了适宜细胞系，获得了挪威云杉、落叶松的转

4、基因植株。常规育种周期长、定向改良难以控制、远缘杂交或物种美国的ArborGen公司对耐寒桉树进行的田间试验种植面积达到197．2英亩，这是目前最大的田问试验，在六问杂交几乎难以实现的困难和不足，为树木遗传改良个不同的国家进行。展现出诱人的前景。进入90年代，具有经济价值的基因如抗虫、抗除草剂基因等被导入了一些组织培养体系1树木基因改良概况和遗传转化体系都已成熟的双子叶林木中。抗虫杨树和1．1国外树木基因改良概况抗除草剂、抗病虫害果树如苹果、梨、葡萄等及抗病毒番根据联合国粮食与农业组织(FAO)在200

5、4年的木瓜等的转基因植株已陆续进入田间试验阶段。统计显示，至少35个国家进行树木转基因研究，包括美国和欧盟在转基因树木研究领域处于世界领先实验室研究和田间试验。其中，北美洲占有统计转基水平，体现在改良性状、转化树种和田间试验等方面。因研究的48％，具有极大优势；欧洲占有32％，亚洲占国外的转基因树木主要是杨树，更多的是用来研究基有14％，大洋洲占有5％，南美洲占有1％，而非洲仅占因的功能。例如瑞典农业大学的一个研究小组将来白有不到1％(图1a)。收稿日期：2013-01-05修回日期：2013-03—1

6、0国家“863”计划(2013AA102703、2011AAIO0201)，国家“十二五”科技支撑计划(2012BADO1B0302)资助项目通讯作者，电子信箱：xinminan@163．tom150中国生物工程杂志ChinaBiotechnologyVo1．33No．52013Populus×xiaozhannicac八里庄杨mtl—D基因耐盐碱“Balizhuangyang”c肽+蜘蛛杀虫肽基因抗虫白桦Betulaplatyphylla蜘蛛杀虫肽基因抗虫刺槐RobiniapseudocaciaDRE

7、B1C基因耐逆大岩桐SinningiaspeciosaCFL(Cucumber—FLO—LFY)基因提早开花枫香Liquidambarfo17nosa~LEAFYRNA干涉转基因速生国槐Sophorajaponica雪花莲外源凝集素基因gna抗虫Populusemc0n。c。健杨B基因抗虫‘Robusta’(一94)抗菌肽MP2基因抗溃疡病百脉根液泡膜H-PPase基因LcVP1耐盐PTLF基因RNAi结构抑制开花苹果亚精胺合成酶MdSPDS1基因抗盐不育基因35S—PtAP3—1R—NOS抑制开花磷脂

8、酶DⅡ+毒蛋白(cryIAb)基因抗旱，耐盐，抗虫毛白杨Populustomentosa油菜素内酯合成酶(Steroid5d—速生，破除芽休眠Reductase)基因棉花GA20氧化酶基因显著提高茎的生长PLD／AtNHXI基因抗盐性rolC基因形态变异BtCrylAc基因+慈菇蛋白酶抑制剂抗虫(API)基因cp”基因抗虫(Popuh~tomentosa×毛白杨回交杂种PopulusboUeana)X”基因抗虫Populustomentos