中國轉(zhuǎn)基因在棉花領(lǐng)域研發(fā)應(yīng)用的二十年
1.6其他性狀如早衰、耐澇以及特殊用途等轉(zhuǎn)基因棉花
目前,生產(chǎn)應(yīng)用的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)棉花品種均具有早衰的特征,限制了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)棉花品種的推廣應(yīng)用。利用基因工程技術(shù)延緩棉花的生長發(fā)育過程中的早衰現(xiàn)象,對具有早衰特性的棉花高產(chǎn)品種的培育和推廣應(yīng)用具有重要意義。李靜等克隆獲得了異戊烯基轉(zhuǎn)移酶基因ipt,該基因編碼的蛋白是細(xì)胞分裂素生物合成途徑中的關(guān)鍵酶。將該基因?qū)朐缢バ完懙孛奁贩N中棉所10號中,通過對轉(zhuǎn)基因棉花進(jìn)行葉綠素和細(xì)胞分裂素含量的測定及形態(tài)觀察,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因棉花的早衰性狀得到延遲。
在中國南方濕度大或者雨水多的地方,由于棉花不耐濕和澇的特性,雨季來臨時會引起棉花大量落鈴導(dǎo)致減產(chǎn),限制了棉花種植業(yè)的發(fā)展。利用基因工程技術(shù)將耐澇基因?qū)朊藁,培育耐澇棉花新材料,不僅可以保證棉花穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),而且可以通過將其他地區(qū)不耐澇的棉花培育為耐澇材料,為遺傳育種提供更加豐富的資源材料。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物分子育種課題組將來源于透明顫菌血紅蛋白基因(vgb)經(jīng)過密碼子優(yōu)化設(shè)計后導(dǎo)入棉花,培育出高耐澇的轉(zhuǎn)基因棉花新材料,該材料在地下部分封閉的澇池內(nèi)表現(xiàn)良好,比對照材料增產(chǎn)20%以上。
上述不同類型轉(zhuǎn)基因棉花的獲得,極大地豐富了中國的棉花種質(zhì)資源,促進(jìn)了中國棉花的育種研究。
2棉花的遺傳轉(zhuǎn)化方法
遺傳轉(zhuǎn)化方法是進(jìn)行基因功能分析和改良作物性狀的必要手段。主要的植物遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)可分為兩大類:第一類是直接基因轉(zhuǎn)移技術(shù),包括基因槍法、原生質(zhì)體法、脂質(zhì)體法、花粉管通道法、電激轉(zhuǎn)化法、PEG介導(dǎo)轉(zhuǎn)化方法等,以基因槍轉(zhuǎn)化法和花粉管通道法為代表。第二類是生物介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化方法,主要有農(nóng)桿菌介導(dǎo)和病毒介導(dǎo)等轉(zhuǎn)化方法,其中農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化方法操作簡便、成本低、轉(zhuǎn)化率高,廣泛應(yīng)用于單、雙子葉植物的遺傳轉(zhuǎn)化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,近年來,逐漸發(fā)展了一些新的轉(zhuǎn)化技術(shù),如莖尖或芽尖轉(zhuǎn)化法,農(nóng)桿菌菌液浸染法以及納米載體花粉介導(dǎo)法等。這些轉(zhuǎn)化方法的興起及廣泛應(yīng)用對轉(zhuǎn)基因育種具有重要意義,極大地加快了農(nóng)作物改良以及新品種選育的步伐。
3轉(zhuǎn)基因植物安全性評價
一系列具有優(yōu)良性狀(如抗蟲、抗除草劑等)的轉(zhuǎn)基因作物新品種的大面積推廣種植在帶來直接經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益的同時,也為解決未來世界糧食、能源危機(jī)提供了新的途徑。但同時,轉(zhuǎn)基因技術(shù)也存在一定的風(fēng)險。近年來,轉(zhuǎn)基因生物安全問題在全世界范圍內(nèi)引起了廣泛關(guān)注。目前對轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價主要集中在2個方面,一是環(huán)境安全性,另一是食品安全性。
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