轉(zhuǎn)基因植物
| A+醫(yī)學(xué)百科 >> 轉(zhuǎn)基因植物 |
轉(zhuǎn)基因植物(Transgene plant)是擁有來自其他物種基因的植物。該基因變化過程可以來自不同物種之間的雜交，但今天該名詞更多的特指那些在實(shí)驗(yàn)室里通過重組DNA技術(shù)人工插入其他物種基因以創(chuàng)造出擁有新特性的植物。
目錄 |
概念簡介
轉(zhuǎn)基因植物的研究主要在于改進(jìn)植物的品質(zhì)，改變生長周期或花期等提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值或觀賞價(jià)值；作為某些蛋白質(zhì)和次生代謝產(chǎn)物的生物反應(yīng)器，進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)；研究基因在植物個(gè)體發(fā)育中，以及正常生理代謝過程中的功能。
以植物作為生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)材料有其特定的優(yōu)點(diǎn)，那就是植物細(xì)胞大部分都有全能性(totipotency)，可以用單個(gè)細(xì)胞分化發(fā)育出整個(gè)植株。這樣，經(jīng)過基因工程改造的單個(gè)植物細(xì)胞有可能再生成一棵完整的轉(zhuǎn)基因植株。這些植株還可通過有性生殖過程把改變了的性狀遺傳給下一代。
植物基因工程用作外源基因的轉(zhuǎn)化受體有許多種，包括胚性愈傷組織(cai—lus)、分生細(xì)胞、幼胚、成熟胚、受精胚珠、種子和原生質(zhì)體等。從這些受體細(xì)胞都可獲得再生的轉(zhuǎn)基植株。
植物基因轉(zhuǎn)化方法
①農(nóng)桿菌介導(dǎo)法：農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒可以作為載體。Ti質(zhì)粒上有兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是T-DNA區(qū)，這是能夠轉(zhuǎn)移并整合進(jìn)植物受體的區(qū)段；另一個(gè)是Vir區(qū)，它編碼實(shí)現(xiàn)質(zhì)粒轉(zhuǎn)移所需的蛋白質(zhì)。將待轉(zhuǎn)化的外源基因先克隆在大腸桿菌質(zhì)粒上，然后將此質(zhì)粒轉(zhuǎn)入不會引起冠癭瘤的農(nóng)桿菌(這種菌的Ti質(zhì)粒已除去了T-DNA)，使外源基因通過同源重組整合在Ti質(zhì)粒上；然后用帶有外源基因的這種農(nóng)桿菌去轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞，將外源基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞的基因組。
②直接轉(zhuǎn)入法：這是將裸露的DNA直接導(dǎo)入植物細(xì)胞，然后將這些細(xì)胞在體外培養(yǎng)再生出植株。裸露的DNA的轉(zhuǎn)化效率較低，因而要輔之以高效率的組織培養(yǎng)系統(tǒng)。
植物細(xì)胞有一層很厚的細(xì)胞壁，因此需先去除植物細(xì)胞壁，使之成為原生質(zhì)體，然后用來直接轉(zhuǎn)入外源DNA。當(dāng)然，也可用機(jī)械的方法將DNA直接注入植物細(xì)胞而毋須去除細(xì)胞壁，這類方法有用顯微操縱儀把DNA直接注入植物細(xì)胞，也可在金屬微粒上蘸涂了外源DNA，把它當(dāng)作子彈，用“基因槍”轟擊植物組織而進(jìn)入植物細(xì)胞。
③原生質(zhì)體融合：將不同物種的原生質(zhì)體進(jìn)行融合，可實(shí)現(xiàn)兩種基因組的結(jié)合。也可將一種細(xì)胞的細(xì)胞器，如線粒體或葉綠體與另一種細(xì)胞融合，此時(shí)，是一種細(xì)胞的細(xì)胞核處于兩種細(xì)胞來源的細(xì)胞質(zhì)中，這就形成了胞質(zhì)雜種(cybrid)。
④花粉管通道法：在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道，將外源DNA導(dǎo)入受精卵細(xì)胞中，并進(jìn)一步整合到受體細(xì)胞的基因中，隨受精卵的發(fā)育而成為轉(zhuǎn)基因新個(gè)體。該方法是由我國學(xué)者在20世紀(jì)80年代提出的。我國目前推廣面積最大的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是采用花粉管通道法培育出來的。
國外轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀
植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指把從動(dòng)物、植物或微生物中分離到的目的基因，通過各種方法轉(zhuǎn)移到植物的基因組中，使之穩(wěn)定遺傳并賦予植物新的農(nóng)藝性狀，如抗蟲、抗病、抗逆、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)方興未艾。自從1983年首次獲得轉(zhuǎn)基因植物后，至今已有35科120多種植物轉(zhuǎn)基因獲得成功。1986年首批轉(zhuǎn)基因植物被批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)，至今國際上已有30個(gè)國家批準(zhǔn)數(shù)千例轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)入田間試驗(yàn)，涉及的植物種類有40多種。
目前，農(nóng)作物生物技術(shù)育種的研究已經(jīng)不再處于實(shí)驗(yàn)室階段，而是進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用，走到了商業(yè)化階段。近年來，轉(zhuǎn)基因植物在全球的種植面積增長迅速，種植轉(zhuǎn)基因植物的國家從1992年的1個(gè)增長到1996年的6個(gè)，1998年9個(gè)，1999年進(jìn)一步擴(kuò)大到12個(gè)國家。全球轉(zhuǎn)基因植物的種植面積1996年僅為170萬hm2，1997年為1100萬hm2，1998年增長到2780萬hm2，1999年又比1998年增長44%，達(dá)到3990萬hm2。
美國轉(zhuǎn)基因植物的商業(yè)化速度進(jìn)展很快，其推廣應(yīng)用走在其它國家的前列。1994年國Calgene公司研制的轉(zhuǎn)基因延熟番茄首次進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)，到1998年底就有30多例轉(zhuǎn)基因植物被批準(zhǔn)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。1999年全球轉(zhuǎn)基因植物種植面積中，美國就占72％，達(dá)2870萬hm2；其次是阿根廷670萬hm2；占17％；加拿大400萬hm2，占10％；我國名列第4位，1999年種植面積達(dá)30萬hm 2，占1％，其他國家的種植面積都小于1％。
種植的轉(zhuǎn)基因植物種類主要有：大豆（占54％），玉米（占28％），棉花（占9％），Canola油菜（占9％），馬鈴薯、西葫蘆和木瓜的比例都小于1％。按轉(zhuǎn)基因植物的性狀劃分，抗除草劑占71％，如抗除草劑的大豆（54％）、Canola油菜（9％）、玉米（4％）和棉花（4％）：抗蟲轉(zhuǎn)基因植物占22％，主要是抗蟲玉米（19％）和抗蟲棉（3％）；抗蟲兼抗除草劑占7％，主要是抗蟲兼抗除草劑的玉米（5％）和棉花（2％）；抗病毒和其它性狀轉(zhuǎn)基因植物的比例小于1％。
轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)業(yè)化，尤其是轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的產(chǎn)業(yè)化，由于提高產(chǎn)量、減少除草劑、殺蟲劑等農(nóng)藥使用量和節(jié)約大量勞力，而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。近5年來，全球轉(zhuǎn)基因植物的銷售額成倍增長，1995年僅7500萬美元，1996年增加了3倍達(dá)2.35億美元，1997年和1998年繼續(xù)增長，到1999年達(dá)到21∽23億美元。
中國轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
在國家“863”高新技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃及國家科技攻關(guān)計(jì)劃的資助下，我國轉(zhuǎn)基因植物的研究和開發(fā)取得了顯著的進(jìn)展，有些研究已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。據(jù)1996年國生物技術(shù)學(xué)會統(tǒng)計(jì)，我國投入研究和開發(fā)的轉(zhuǎn)基因植物達(dá)47種，涉及各類基因103種。近年來有近20種轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)入了田間試驗(yàn)或環(huán)境釋放階段。至1999年，農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)可進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)的國內(nèi)研制的轉(zhuǎn)基因植物有5種，它們分別是：抗蟲棉花、改變花色的矮牽牛、延熟番茄、抗病毒的甜椒和番茄。
1、植物抗蟲基因工程
在國家＂863＂計(jì)劃的支持下，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所成功地人工合成和改造了植物抗蟲害的Bt基因，獲得了高抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉花品種和品系。此外，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花所、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和山西省農(nóng)科院棉花所等單位還以轉(zhuǎn)基因抗蟲棉為親本，育成了一批抗蟲能力在80％以上，單產(chǎn)比主栽品種高15％以上的轉(zhuǎn)基因抗蟲雜交棉組合。擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的抗蟲棉花的育成和大面積推廣應(yīng)用，標(biāo)志著我國轉(zhuǎn)基因植物研究開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。
為了有效控制水稻害蟲的危害，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)合作成功地獲得了轉(zhuǎn)Bt基因雜交水稻，對二化螟、三化螟和稻縱卷葉螟的毒殺效果達(dá)到95％。浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)（現(xiàn)已并入浙江大學(xué)）也成功地將Bt基因?qū)胨驹绲酒贩N。目前轉(zhuǎn)Bt基因抗螟蟲水稻已進(jìn)入環(huán)境釋放階段。中國科學(xué)院遺傳所研制成功的轉(zhuǎn)CpTI基因抗蟲水稻也分別獲準(zhǔn)在北京、福建和山西進(jìn)入中間試驗(yàn)和環(huán)境釋放。此外，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的轉(zhuǎn)基因抗玉米螟玉米、復(fù)旦大學(xué)遺傳所研制的轉(zhuǎn)基因抗褐習(xí)虱水稻、中國科學(xué)院微生物研究所和中國林業(yè)科學(xué)院林研所研制的抗蟲轉(zhuǎn)基因楊樹也都進(jìn)入環(huán)境釋放階段。
2、抗病基因工程
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所已成功地人工合成和改造了來自天蠶蛾的抗菌肽基因，并導(dǎo)入我國馬鈴薯主栽品種米拉，獲得抗病性提高I∽Ⅲ級的抗青枯病的轉(zhuǎn)基因株系，現(xiàn)已經(jīng)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)在四川省進(jìn)行環(huán)境釋放。目前抗菌肽基因已經(jīng)供給國內(nèi)10多家研究單位，進(jìn)行抗水稻白葉枯病、馬鈴薯軟腐病、花生和番茄的青枯病、大白菜軟腐病、柑桔細(xì)菌性潰瘍病、桑樹和桉樹青枯病、櫻桃根腫病等抗細(xì)菌病基因工程研究。
白葉枯病也是危害水稻生產(chǎn)的最為嚴(yán)重的病害之一。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所與國外合作研制成功的轉(zhuǎn)Xa21基因抗白葉枯病水稻明恢63株系已分別在安徽省和海南省進(jìn)行環(huán)境釋放；華中農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院遺傳所研制的轉(zhuǎn)Xa21基因抗白葉枯病水稻也分別進(jìn)入中試階段。
真菌病也是嚴(yán)重影響農(nóng)作物生產(chǎn)的一類病害。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所與中國科學(xué)院上海植物生理研究所等單位合作，成功地克隆和修飾了植物來源的幾丁質(zhì)酶基因和葡萄糖氧化酶基因，通過花粉管通道法分別將這兩個(gè)基因?qū)朊藁ǎ@得了抗黃萎病和枯萎病和枯萎的轉(zhuǎn)基因棉花，這些株系在病圃中表現(xiàn)良好，現(xiàn)已進(jìn)入中試階段。
在抗病毒的基因工程方面，國內(nèi)也取得了很好進(jìn)展。北京大學(xué)克隆了煙草花葉病毒TMV、黃瓜花葉病毒CMV、馬鈴薯X病毒等中國株系以及水稻矮縮病毒的外殼蛋白基因，研制成功的抗黃瓜花葉病毒甜椒和番茄都已經(jīng)分別在云南和福建進(jìn)入中試或環(huán)境釋放。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所研制的轉(zhuǎn)基因抗條紋病毒花生、北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心育成的抗蕪菁花葉病毒白菜和新疆農(nóng)科院核技術(shù)生物技術(shù)所獲得的抗黃瓜花葉病毒轉(zhuǎn)基因甜瓜都已分別進(jìn)入中試。此外，國內(nèi)一些研究單位還獲得了抗環(huán)斑病毒（PRSV）的番木瓜，抗黃矮病和黃花葉病毒的小麥等抗病毒病的基因工程植株。
3、植物抗逆基因工程
我國在抗鹽基因工程上已取得了一些進(jìn)展，先后克隆了脯氨酸合成酶（proA），山菠菜堿脫氫酶（BADH），磷酸甘露醇脫氫酶（mtl）及磷酸山梨醇脫氫酶（gutD）等與耐鹽相關(guān)基因，通過遺傳轉(zhuǎn)化獲得了而1％NACL的苜蓿、耐0.8％NACL的草莓及耐2％NACL的煙草，這些轉(zhuǎn)基因植物已進(jìn)入田間試驗(yàn)階段。中國科學(xué)院遺傳所將BADH基因?qū)胨荆@得的轉(zhuǎn)基因水稻有交較高的耐鹽性，并能在鹽田中結(jié)實(shí)。
4、植物品質(zhì)改良的基因工程
北京大學(xué)已將編碼必需氨基酸的基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯，獲得含高必需氨基酸的馬鈴薯品系，這些品系已在內(nèi)蒙試種，正準(zhǔn)備進(jìn)入中試開發(fā)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)成功地將高賴氨酸基因?qū)胗衩祝@得的轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸含量比對照提高10％。
在控制植物發(fā)育的基因工程中，較為成熟的技術(shù)延遲成熟番茄的研究。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院植物所分別獲得了這種轉(zhuǎn)基因番，貯存時(shí)間可延長1∽2個(gè)月，有的可達(dá)80多天。1997年農(nóng)業(yè)部基因工程安全委員會已批準(zhǔn)這種耐儲存番茄進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)利用反義基因技術(shù)培育的耐儲存番茄新品種已進(jìn)行環(huán)境釋放。
北京大學(xué)成功地將與植物花青素代謝有關(guān)的查而酮合酶基因?qū)牖ɑ苤参锇珷颗＃D(zhuǎn)基因矮牽牛的花色呈現(xiàn)自然界沒有的變異，提高了花卉的觀賞價(jià)值。轉(zhuǎn)基因蘭花和轉(zhuǎn)基因非洲菊的研究工作正在進(jìn)行中。
5、植物葉綠體基因工程
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所在國內(nèi)較早開始進(jìn)行植物葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化研究。1996年建立了煙草葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化體系，并成功地將Bt基因?qū)霟煵萑~綠體中，轉(zhuǎn)基因植物殺蟲效果顯著]。他們還將固氮酶基因（nifH和nifM）、抗劑基因（bar基因）和綠色熒光蛋白（GFP）基因?qū)肓藷煵萑~綠體。
6、植物生物反應(yīng)器
利用轉(zhuǎn)基因植物作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白的研究逐漸受到各國的重視，研究探索的熱點(diǎn)之一是利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)口服疫苗。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所的科研人員將乙型肝炎病毒表面抗原基因?qū)腭R鈴薯和蕃茄，飼喂小鼠試驗(yàn)檢測到較高的保護(hù)性抗體，濃度足以對人類產(chǎn)生保護(hù)作用。該所還進(jìn)行了利用植物葉綠體作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白的探索，目前已將丙肝病毒（HCV）抗原基因?qū)胍略迦~綠體。利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)口服疫苗可以大大降低疫苗的生產(chǎn)成本，在發(fā)展中國家更有良好的發(fā)展前景。
轉(zhuǎn)基因植物發(fā)展
2001年世界轉(zhuǎn)基因植物商品化種植面積達(dá)到5260萬公頃，其中我國的種植面積為150萬公頃，是2000年的3倍，成為世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長最快的國家。其主要原因一方面是因?yàn)橐验_發(fā)的產(chǎn)品效果良好，受到農(nóng)戶的重視而加大了種植面積；另一方面是由于國家加大了研究力度，轉(zhuǎn)基因植物的新技術(shù)和新產(chǎn)品不斷產(chǎn)生。
1、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物
2001年，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉在已經(jīng)取得重大成績的基礎(chǔ)上又有新的突破。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所的抗蟲棉基因?qū)＠熬幋a殺蟲蛋白質(zhì)融合基因和表達(dá)載體及其應(yīng)用”獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局和世界知識產(chǎn)權(quán)組織授予的中國專利金獎(jiǎng)。同時(shí)，雙價(jià)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉SGK321也順利通過河北省品種審定委員會審定，標(biāo)志著我國在雙基因抗蟲棉研究領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先地位。目前，SGK321已經(jīng)通過了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全性評價(jià)，并獲準(zhǔn)在晉、冀、魯、豫、皖進(jìn)行商品化生產(chǎn)，在湖北進(jìn)行環(huán)境釋放。綜合2000年和2001年兩年區(qū)試結(jié)果，SGK321早熟性明顯優(yōu)于其他品種，霜前皮棉畝產(chǎn)75.4公斤，相當(dāng)于對照抗蟲雜交種的93.4%。該品種纖維品質(zhì)好，長度為29.2毫米，比強(qiáng)度29.4厘米/特克斯，馬克隆值4.8，抗蟲性突出。
到目前為止，我國已審定抗蟲棉品種14個(gè)，其中單價(jià)棉11個(gè)，分別為：GK1(國抗1號)、GK12(國抗12號)、GK19(國抗19號)、GK22(國抗22號)、GK30(魯棉研16號)、GK95-1(晉棉26號)和GK46(晉棉31號)、GKz10(魯棉研15號)、GKz13(魯RH-1)、GKz6(中棉所38)和GKz8(南抗3號)；雙價(jià)棉3個(gè)，分別為：sGK321、sGK9708(中棉所41)、sGK5(新研96-48)。這些抗蟲棉品種均高抗棉鈴蟲，具有較好的品質(zhì)性狀及豐產(chǎn)性。同時(shí)，還培育出一批具有較強(qiáng)競爭力的抗蟲棉品種，其中雜交棉品種2個(gè)（魯H9513和中抗雜5號），常規(guī)品種2個(gè)（ZGK9708和魯S6145）。此外還有正在參加國家區(qū)試的有潛力的品種6個(gè)，雜交棉4個(gè)。2001年國產(chǎn)抗蟲棉已經(jīng)在河北、河南、山西、山東、湖南、湖北、江蘇、安徽、新疆、遼寧等17個(gè)省市推廣60萬公頃，占據(jù)了國內(nèi)抗蟲棉43.3％的市場份額。加上孟山都公司的抗蟲棉，2001年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的種植面積達(dá)到了全國棉花種植面積的31％，種植農(nóng)戶超過350萬戶。
在抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻方面，中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研制的轉(zhuǎn)SCK基因（修飾豇豆蛋白酶抑制劑基因）抗蟲水稻在福建已連續(xù)進(jìn)行了5年大田試驗(yàn)。經(jīng)鑒定，其對二化螟田間防治效果達(dá)90－100％，稻縱卷葉螟抗性達(dá)81－100％，對大螟62.6－63.9％，稻苞蟲83.9%。鑒于目前政策原因暫時(shí)還不能大面積推廣種植，但已采取多地區(qū)多點(diǎn)進(jìn)行大田試驗(yàn)。該轉(zhuǎn)基因水稻的食品安全性檢測已基本完成，結(jié)果表明與常規(guī)稻無明顯差異。目前正進(jìn)一步發(fā)展無選擇標(biāo)記、高效表達(dá)、多價(jià)抗蟲基因等轉(zhuǎn)基因水稻新品種。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)從Bt菌株克隆得到一種沉默的新殺蟲基因cry1Ie1，該基因表達(dá)的毒蛋白對亞洲玉米螟顯示了高殺蟲活性，目前國際上已經(jīng)確定了其在分類上的模式基因地位。該基因及該基因與cry1A基因的組合已申請國家發(fā)明專利。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成了cry1Ie1和cry1Ac基因的密碼子改造和原核、真核表達(dá)載體的構(gòu)建，改造基因的殺蟲活性鑒定正在進(jìn)行之中。
2、抗病轉(zhuǎn)基因植物
中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所和國外單位合作定位和克隆成功的白葉枯病抗性基因Xa21通過獨(dú)創(chuàng)的水稻Xa21基因農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)大量轉(zhuǎn)化高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種明恢63、珍汕97B、鹽恢559、太湖粳6、培矮64S、C418、8706和中花11等。抗性分析顯示這些轉(zhuǎn)基因系對19個(gè)不同的白葉枯病原菌株包括9個(gè)菲律賓小種，3個(gè)日本小種和7個(gè)我國病原型高度抗性，接種鑒定病斑面積小于10%。多數(shù)Xa21轉(zhuǎn)基因系的抗性強(qiáng)于Xa21基因供體IRBB21，這表明在不同的遺傳背影下Xa21仍保留了對白葉枯病的高度抗性和廣譜抗性。目前部分轉(zhuǎn)基因株系已經(jīng)進(jìn)入中試階段。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)利用已建立的小麥高頻遺傳轉(zhuǎn)化體系，利用基因槍轟擊法將小麥黃花葉病毒（WYMV）外殼蛋白基因、菌傳相關(guān)72kDa蛋白基因和RNaseIII、2-5A System等目的基因分別導(dǎo)入小麥，獲得多種抗病毒轉(zhuǎn)基因株系。其中NY-8等50份材料已通過國家生物安全審定批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)。從中篩選獲得了多個(gè)保持了受體品系的優(yōu)良綜合農(nóng)藝性狀、抗病毒能力達(dá)到極顯著水平的品系，并首次在禾谷類作物上確認(rèn)了由轉(zhuǎn)基因沉默所介導(dǎo)的抗病毒機(jī)制。
中國水稻研究所等單位通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將昆蟲抗菌肽基因通過基因槍技術(shù)或通過pCBl載體導(dǎo)入水稻未成熟胚，獲得抗細(xì)菌病轉(zhuǎn)基因水稻植株，實(shí)驗(yàn)證明轉(zhuǎn)基因水稻在溫室條件下對白葉枯病菌和水稻細(xì)條病菌的抵抗能力增強(qiáng)，并表現(xiàn)其遺傳穩(wěn)定性。
中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所與中國科學(xué)院上海植物生理研究所等單位合作成功地克隆和修飾了植物來源的幾丁質(zhì)酶基因和葡萄糖氧化酶基因，獲得了抗黃萎病和枯萎病的轉(zhuǎn)基因棉花，現(xiàn)已進(jìn)入中試階段。
3、轉(zhuǎn)基因植物反應(yīng)器
中國科學(xué)院上海植物生理研究所開展了利用煙草花葉病毒（TMV）作為表達(dá)載體應(yīng)用于植物生物反應(yīng)器的研究，用該方法大規(guī)模表達(dá)口蹄疫病毒表面抗原多肽，制備高效，安全，廉價(jià)的重組口蹄疫疫苗。該研究利用自建的TMV本地株系基因組cDNA突變體庫，在外源肽的表達(dá)上取得了較大突破。已獲得能融合表達(dá)長達(dá)31肽的各種口蹄疫病毒表面抗原肽的重組TMV。重組病毒具有穩(wěn)定的系統(tǒng)感染能力，每克煙草鮮葉中可得到1毫克以上高純度的融合蛋白。并且找到了簡單有效的從煙草中大規(guī)模純化病毒蛋白工藝路線及重組疫苗的配制技術(shù)。
4、轉(zhuǎn)基因植物品質(zhì)改良
浙江省農(nóng)科院在國際上首次從光合產(chǎn)物分配的角度，提出了利用反義PEP基因提高油菜種子含油量的技術(shù)路線，據(jù)此構(gòu)建了反義PEP基因，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)途徑，將反義PEP基因?qū)胗筒嘶蚪M，相繼獲得了多批反義PEP基因油菜植株。育成的"超油一號"含油量達(dá)47.4％，"超油二號"含油量高達(dá)52.82％，含油量均比傳統(tǒng)品種提高25％以上，成為目前國際上含油量最高的甘藍(lán)型油菜。打破了我國長江流域油菜含油量在37％~43％長期徘徊的局面，實(shí)現(xiàn)了我國油菜種子含油量的突破。
揚(yáng)州大學(xué)及中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等分離并克隆了與水稻種子中淀粉合成相關(guān)的基因：淀粉分支酶Sbe1、淀粉分支酶Sbe3和可溶性淀粉合成酶SSS，以及水稻胚乳特異性表達(dá)基因啟動(dòng)子元件Gt1、GluB-1、RP5和RAG1。構(gòu)建了可轉(zhuǎn)化水稻的、含有義或反義淀粉合成酶和高賴氨酸含量蛋白(LRP)基因等的工程載體，通過轉(zhuǎn)化獲得了含不同品質(zhì)基因的轉(zhuǎn)基因水稻植株800余株。目前已經(jīng)完成了部分轉(zhuǎn)基因水稻植株的分子鑒定。
| 關(guān)于“轉(zhuǎn)基因植物”的留言： |  訂閱討論RSS
|
|
目前暫無留言 | |
| 添加留言 | |