馬鈴薯轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用探究

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1、馬鈴薯轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用探究摘要全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積迅速擴(kuò)大，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯終將進(jìn)入商品化生產(chǎn)，為此需要在理論、技術(shù)和材料上做好充分的準(zhǔn)備。介紹了轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的應(yīng)用范圍，探討了影響農(nóng)桿菌介導(dǎo)馬鈴薯遺傳轉(zhuǎn)化的因素，評(píng)價(jià)了轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的生物安全性，展望了未來馬鈴薯遺傳轉(zhuǎn)化的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞馬鈴薯；轉(zhuǎn)基因技術(shù)；應(yīng)用中圖分類號(hào)S532文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1007-5739(2012)11-0098-01植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)使得物種界限被打破、不同物種間的基因得以交流，因此成為現(xiàn)今生物科學(xué)的前沿技術(shù)，并且受到全世界科學(xué)界的高度重視。轉(zhuǎn)基因植物于1983年首次獲得,并且一直

2、蓬勃發(fā)展，最終基本建立起一套完整的理論和技術(shù)體系，并且逐漸進(jìn)入商業(yè)化。開發(fā)出新型的適應(yīng)市場需求的目的基因是目前該技術(shù)發(fā)展的制約因素?，F(xiàn)就馬鈴薯轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用展開研究，從轉(zhuǎn)基因技術(shù)的優(yōu)化以及提高轉(zhuǎn)基因作物安全性等方面提出一些觀點(diǎn)，以期提供技術(shù)參考。1轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的應(yīng)用范圍1.1抗病基因工程馬鈴薯種植在世界范圍內(nèi)廣受重視，盡管現(xiàn)已培育出大量供食用加工的優(yōu)良品種，但其仍不斷遭受病毒、真菌和細(xì)菌性病害的危害，其中最嚴(yán)重的是馬鈴薯晚疫病和馬鈴薯病毒?。?］O1.2抗非生物逆境基因工程除了有害生物威脅，馬鈴薯種植還會(huì)受一些非生物逆境如低溫、干旱、各種理化因素的影響

3、，通過研究抗非生物逆境機(jī)制，可以利用基因工程手段來增強(qiáng)其對(duì)自然災(zāi)害的抵御能力⑵。1.3改良馬鈴薯品質(zhì)馬鈴薯的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)一直是人們所追求的目標(biāo)。現(xiàn)已克隆了一些有關(guān)基因，這些研究工作為獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效益的基因工程作物打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［3］。2農(nóng)桿菌介導(dǎo)馬鈴薯遺傳轉(zhuǎn)化的影響因素農(nóng)桿菌介導(dǎo)法作為馬鈴薯轉(zhuǎn)化的主流方法，轉(zhuǎn)化效率高、單位點(diǎn)插入比例高。一些學(xué)者對(duì)菌液濃度、侵染時(shí)間、預(yù)培養(yǎng)和共培養(yǎng)條件等［4-5］進(jìn)行了諸多研究，使轉(zhuǎn)基因體系不斷優(yōu)化。2.1基因型及轉(zhuǎn)化受體農(nóng)桿菌介導(dǎo)馬鈴薯轉(zhuǎn)化最重要的是基因型。由于馬鈴薯具有再生頻率的品種有限，而且培養(yǎng)條件，尤其是外

4、源激素的使用，用一種或幾種培養(yǎng)基并不能適合所有的馬鈴薯品種。2.2預(yù)培養(yǎng)和共培養(yǎng)影響農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化馬鈴薯受體被農(nóng)桿菌侵染后，外源基因轉(zhuǎn)化能否實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于農(nóng)桿菌Vir■基因和活化受體細(xì)胞的感受態(tài)。不同植物啟動(dòng)脫分化或再分化的時(shí)間使得預(yù)培養(yǎng)時(shí)間存在差異，每種外植體都有不同的最佳預(yù)培養(yǎng)時(shí)間。王丹等［6］報(bào)道外植體預(yù)培養(yǎng)4d可顯著提高抗性芽的分化率，而張健民等認(rèn)為馬鈴薯外植體預(yù)培養(yǎng)時(shí)間為2do2.3乙酰丁香酮對(duì)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化的影響農(nóng)桿菌對(duì)植物酚類物質(zhì)存在趨化性，一旦植物體產(chǎn)生酚類物質(zhì)，將可以誘導(dǎo)活化Vir基因。要提高植物的遺傳轉(zhuǎn)化率可在共培養(yǎng)基中添加乙酰丁香

5、酮（AS）。但張寧［7］發(fā)現(xiàn)AS轉(zhuǎn)化馬鈴薯薯片的效果不佳，主要是由于薯片中酚類物質(zhì)的本底水平較高，故轉(zhuǎn)化效果受外源AS影響較低。3馬鈴薯遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)的優(yōu)化馬鈴薯成功的遺傳轉(zhuǎn)化首先依賴于良好的植物受體系統(tǒng)。胚狀體再生系統(tǒng)是較理想的轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)，接受外源DNA的能力強(qiáng)，體胚發(fā)生多為單細(xì)胞起源，轉(zhuǎn)基因植株嵌合體少,且具有兩極性，即在其發(fā)生的最早階段就具有根端和芽端，它與外植體的維管束系統(tǒng)無直接聯(lián)系，可形成完整植株。Mazuretal［8］2002年采用胚狀體再生系統(tǒng)，轉(zhuǎn)基因植株形態(tài)正常，轉(zhuǎn)基因胚性愈傷長時(shí)間保持高效體胚分化頻率和植株再生頻率，通過一次轉(zhuǎn)化可獲

6、得大量的轉(zhuǎn)基因植株。此外,體胚可用于快速的轉(zhuǎn)基因檢測，有利于對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行早期的分子鑒定。4轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的生物安全性轉(zhuǎn)基因作物對(duì)健康和環(huán)境的影響受到全世界的廣泛關(guān)注，馬鈴薯作為重要的糧食作物，其安全十分重要。轉(zhuǎn)基因作物的生物安全性問題包括工作人員的安全、基因漂移、性狀效應(yīng)、病原遺傳物質(zhì)表達(dá)、改變遺傳和表型、雜草化，尤以雜草化最受重視。關(guān)于轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的安全性存在很大的爭議和擔(dān)憂，因此全世界政府都謹(jǐn)慎對(duì)待轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的商業(yè)化［9］。筆者認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因食品安全對(duì)于世界的發(fā)展至關(guān)重要，因此十分有必要對(duì)其開展客觀、公證、細(xì)致、科學(xué)的評(píng)價(jià)，建議充分組織觀點(diǎn)各異的

7、專家共同研究探討。5前景展望基因工程不斷發(fā)展，基因來源逐漸豐富，農(nóng)作物被導(dǎo)入多種生物的有益基因，從而使其產(chǎn)量提高，品質(zhì)改善，對(duì)于病蟲、旱澇、嚴(yán)寒、鹽堿、除草劑等的抵抗力有所增強(qiáng)。目前我國的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯研究尚處于起步階段，而馬鈴薯在我國是一種重要的糧食作物，故應(yīng)盡早與其他主要農(nóng)作物一樣，大力開展研究馬鈴薯轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)，爭取盡快研究出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有中國特色、安全高效的馬鈴薯遺傳轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)，生產(chǎn)出安全的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯。6參考文獻(xiàn)［1］范亞麗，劉春林，阮穎，等?馬鈴薯抗病基因工程研究[J]?生物技術(shù)通報(bào),2007(3)：39-43.[2]閆新甫?轉(zhuǎn)基

8、因植物[M].北京：科學(xué)出版社，2003._3]STREATFIELDSJ.Approache