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1、甘蔗转基因研究进展莫小敏园艺0910931100108【摘要】蔗转基因技术发展迅速，已应用于甘蔗的品种改良。本文综述甘蔗转基因技术、甘蔗转基因性状两方面的研究进展，并对我国甘蔗转基因的发展策略做出展望。【关键词】甘蔗；转基因技术；转基因性状；品种改良甘蔗磷既是一种重要的糖料作物,又是一种理想的能源作物。培育高产、高糖、高抗的甘蔗新品种以及提高甘蔗的附加值始终是甘蔗育种的主要目标。利用现代生物技术方法对现有甘蔗优良品种进行遗传改良是进一步提高甘蔗产量、含糖量、各种抗性及其附加值的主要措施。目前,国内外在这方面的研究己取得了以下重要进展。1、抗性转基因甘蔗研究1.1抗虫转基因甘蔗甘蔗是重要的糖料和
2、能源作物,甘蔗生产中鳞翅目害虫(大螟、二点螟等)和同翅目害虫(甘蔗绵蚜等)的危害已成为其持续、稳定和健康发展的严重障碍[8]。甘蔗组织培养和离体再生等技术体系比较成熟,十分有于基因工程改良,利用基因枪转化和农杆菌介导法等已经建立了多种甘蔗受体系统与转化系统,成功获得蔗转基因植株。甘蔗转基因研究远远滞后于其它作物。国外1992年成功实现基因枪法获得转NPTII和bar基因甘蔗植株,巴西已经获得转Bt和gna基因的抗虫甘蔗株系。1998年,ARENCIBIA等[2]报导了农杆菌介导转化甘蔗系统的成功。AREN2CIBIA等[1]采用工程菌株LBA4404和EHA101,35S启动子驱动,潮霉素基因
3、为选择标记,uidA为报告基因转化甘蔗胚性愈伤。稳定的平均转化效率0194%～1115%,LBA4404转化效率优于EHA101。Elliott使用工程菌株AGL0,35S启动子驱动选择标记基因bar,35S或者ubi驱动报告基因gfp,瞬时表达愈伤转化效率为513%,稳定表达的植株再生效率较低,稳定表达时ubi优于35S启动子。美国德克萨斯州研制的转雪花莲外源凝集素(GNA)基因抗虫甘蔗研究较为深入。小蔗螟和墨西哥稻螟是美国德克萨斯州甘蔗上的主要害虫,前者通过引入天敌螟黄足绒茧蜂得到了有效的控制,后者尚未找到有效的防控措施[1]。IRVINE等将GNA基因转入甘蔗,获得了表达量高达总可溶性蛋
4、白019%的转基因株系,该转基因株系抗性遗传稳定,对墨西哥稻螟具有良好的抑制作用,而对小蔗螟及其天敌无显著影响。ALLSOPP等研究表明,马铃薯蛋白酶抑制剂、大豆胰蛋白酶抑制剂Ⅰ和麦胚胰蛋白酶抑制剂Ⅰ和Ⅱ、雪花莲和麦胚外源凝集素对甘蔗蛴螬均有毒害作用,尽管不同的蛴螬种有不同的肠蛋白酶,蛴螬中肠提取物的蛋白酶活性均可被上述抑制剂降低,它们使蛴螬发育减慢,死亡率增加。HER2RERA等从本地苏云金杆菌中克隆出了CryⅠA(c)基因,导入甘蔗,表现抗螟虫;ARENCIBIA等[1]将CaMV35SP-CryIA(b)基因导入甘蔗细胞,可抗螟虫幼虫,但CryIA(b)表达水平较低。NUTT等将马铃蛋白
5、酶抑制剂Ⅱ(PiⅡ)和雪花莲外源凝集素基因(GNA)分别用基因枪法转入甘蔗,外源基因得到表达,用转PiⅡ株系UP87喂甘蔗蛴螬,体重只有未转化株的412%,用转GNA的G87根系喂幼虫,只有对照体重的2016%。SETA2MOU等[6]评价了转GNA基因甘蔗,对鳞翅目墨西哥稻螟和甘蔗螟虫生活史影响,食用转基因甘蔗的雌成虫寿命显著缩短。我国在甘蔗遗传转化研究方面起步相对较晚,但经过近10年的努力也取得了一定的成绩。福建农林大学1997年报道基因枪法转化甘蔗胚性愈伤组织获得转NPTII基因白花苗。王自章等采用农杆菌介导法成功地将海藻糖合酶基因导入甘蔗,转基因植株抗旱性有所增强,但转化效率同样较低。
6、早期的甘蔗遗传转化研究还用甘蔗愈伤组织为受体,采用渗透胁迫和基因枪法分别将甘蔗近缘植物的DNA导入甘蔗栽培品种。随着研究的不断深入,对甘蔗遗传转化再生体系。如胚性细胞的培养时期和转化,抗生素浓度及种类的选择、农杆菌介导法与基因介导法转化过程中的影响因素及转化基因植物的检测等方面都进行了较为详细的研究,陈平华等[4]利用基因枪法将GNA基因导入甘蔗愈伤组织,经筛选、分化获得了一批抗性再生植株,检测获得了4株PCR阳性植株。1.2抗除草剂转基因甘蔗甘蔗草害严重，新植蔗和宿根蔗在芽前均要喷施灭生性除草剂或使用除草地膜，但是，除地膜成本较高，整地和播种要求较高，蔗农不乐意接受；苗前除草剂喷雾处理，大部
7、分药剂触不到靶标而浪费掉。培育抗除草剂甘蔗品种，进而在甘蔗苗期杂草萌芽后施用除草剂，对甘蔗草害的控制和降低生产成本、减少环境污染十分有利。在南非，Leibbrandt等比u通过基因枪法获得了一个含有9拷贝pat(phosphinothricinacetyltransferase，草丁膦乙酰转移酶)基因的对除草剂草丁膦具抗性的转基因甘蔗株系，田间小区试验表明，该转基因株系抗性稳定，农艺性状未受到不利
