烟草转基因研究进展
二师兄
摘要：在深入分析烟草育种研究现状的基础上，综述了基因工程在烟草转基因育种中的研究进展，在分析了基因工程在烟草遗传育种中应用限制因素的基础上，对其未来发展趋势进行了展望。
关键词: 烟草转基因综述
烟草品种是中式卷烟烟叶原料和卷烟品牌发展的物质基础．直接影响到中式卷烟烟叶原料和卷烟产品的品质稳定与提高从中国烟草发展历史来看。我国每次烟叶生产大变革都是从品种开始近年来．中式卷烟对多样化烟叶原料的需求和特色优质烟叶原料的开发进一步提升了烤烟品种在中式卷烟中的基础地位．现代烟草农业和集约化烟叶生产的迅速发展．更要求品种的多样性、适应性和多抗性。加之烟叶原料趋于同质化的今天．特色烤烟品种的培育及主栽品种的种植结构引起了人们的高度重视。
1 烟草育种研究现状
1．1 品种资源现状
烟草引入我国虽然只有几百年的历史．但在如此辽阔的土地上广泛分布．在各种生态环境中经历了数百年不同方向的自然选择和人工有意识选择．已定向发展成一个较为丰富的资源库．也是一个丰富多样的烟草基因库这类资源无论是直接开发利用方面．还是作为一种生物资源丰富遗传多样性方面，都对本行业的长期持续发展起着重要的作用在烟草品种资源考察与收集方面．我国在20世纪50年代进行了一次大规模的农作物品种资源收集工作．共收集烟草品种资源3000多份。2O世纪70年代末至今．又在湖北神农架等7个重点地区进行了烟草品种资源的补充征集．并从国外引进一批使用价值较高的优良种质我国现已编目保存的烟草种质资源4042份，是世界烟草种质资源收集、保存量最多的国家。烟草种质资源的遗传多样性包含了烟草属66个种中的37个种．一级库核心种质859份．二级库核心种质446份．为新品种选育工作提供了丰富的遗传材料在种质资源的田间观察、抗性鉴定、烟叶化验分析及质量评价方面，已经对大部分种质的农艺性状、植物学性状进行了鉴定评价，筛选出了一批优质的品种已完成了种质资源的原烟外观质量评价840多份．烟叶化学成分分析l700多份．原烟香吃味评吸900多份．并筛选出大自筋599等一批香吃味好、利用价值高的种质同时．还完成了种质资源的烟草黑胫病等抗性鉴定6000多份，筛选出抗病种质400多份；烟草普通花叶病和黄瓜花叶病的抗性鉴定2000多份．筛选出抗病种质100多份：烟草害虫的抗性鉴定700多份．并筛选出一批抗蚜虫的烟草种质。
1．2 品种现状
2O世纪50年代初．我国的烟草品种选育工作就已经开始．先后选育出了红花大金元，云烟87、85、202和中烟98等烤烟品种，并大面积推广种植。同时还储备了CF、964、云烟203等一批优质抗病烤烟后备品系并且从津巴布韦引进KRK26．从美国引进NC297等品种近年来，国内育成烤烟品种种植面积比例已从26％(1999年)上升到5O％(2002年)和68％(2006年)。近5年来，云烟85、云烟87的种植面积已占全国烤烟种植面积的40％以上“十五”期间育成的中烟100、云烟201、云烟202、云烟203等烤烟新品种推广面积也较大白肋烟品种的选育也取得了较为显著的成效．鄂烟1号等6个白肋烟品种已通过全国审定．并逐步在生产上推广应用，改变了我国白肋烟种植品种单一的问题。
2转基因育种在烟草上的研究进展
2.1 抗低温逆境分子育种
烟草原产于亚热带，因此低温对烟草的生长发育和产量品质都有不利的影响。植物的抗寒性与膜稳定相关基因、抗氧化酶基因、抗冻蛋白基因、低温信号转录因子和渗透调节物质合成基因有关。目前植物、昆虫、动物已克隆了许多抗寒基因，通过分子育种技术将有关抗寒基因转入其它植物中，有望提高它们的抗寒性。王艳等【1】将克隆的准噶尔小胸鳖甲抗冻蛋白基因MPAFP149，通过农杆菌介导的叶盘转化法转入烟草基因组中，对Tn代转基因烟草以一1 oC处理48 h，转基因烟草的相对电导率和表型；明显优于野生型烟草。室温恢复试验验证，转基因烟草可存活并恢复生长，而野生型烟草受到了不可逆的低温冻害，说明转基因烟草的抗寒能力明显提高。赵LN等【2】将水稻基OsSPX1基因分别转入烟草和拟南芥，组成型表达该基因使转基因烟草比野生型更耐寒，种子成活率更高，细胞电渗透率下降；转该基因拟南芥也同样提高了抗寒性，这些研究证明该基因是一个抗寒基因。
2.2 抗干旱逆境分子育种
干旱可以造成植物细胞严重失水，正常的细胞膜结构受到破坏，并且为了减缓水分散失而使气孔过度关闭，影响对CO 的吸收导致光合作用降低。因此干旱是造成植物减产的首要因素，严重时导致植物死亡。植物在进化过程中，也形成了许多抗旱机制，将这些抗旱基因按功能可以划分为两大类：第一类基因编码产物是在植物的抗旱性中直接起保护作用的蛋白质或合成保护物质的酶类，如合成渗透调节物质海藻糖、甘露醇、脯氨酸、甜菜碱和果聚糖等的关键酶类、具有抗氧化保护作用的酶类、保护生物大分子及膜结构的蛋白质和水通道蛋白等；第二类基因编码产物是在信号传导和抗逆基因表达过程中起调节作用的蛋白质因子，如传递信号和调控下游基因表达的转录因子、感应和转导干旱胁迫信号的蛋白激酶和与第二信使生成有关的酶类。将上述有关基因转入烟草基因组中，将有望大大提高烟草的抗旱能力。
司怀军等【3】将克隆自菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因与组成型启动子CAMV 35S启动子融合，构建了植物表达质粒PBIBB，通过根癌农杆菌介导将BADH基因导人烟草，从而获得抗旱及耐盐性提高的转基因烟草植株。覃鹏等【4】研究发现转Mn—SOD基因的烟草比野生型、转Fe．SOD基因的烟草抗旱能力更强。高彩球等【5】从抗旱植物柽柳中克隆出elF1A基因，并且用转化试验证明该基因确实具有提高烟草的抗干旱能力的功能，该类基因产物能够提高蛋白质翻译的能力，使包括SOD等可溶性蛋白含量提高而发挥抗旱作用。
Ch等【6】将干旱／ABA诱导的基因NtHSP70．1在烟草中超表达，经干旱处理后，烟草叶片的保水能力与该基因的表达水平呈正相关。更苏植物牛耳草因其独特的耐旱能力，成为研究耐旱的模式植物。刘等【7】从干旱处理的牛耳草叶片中克隆了两个属于LEA 4的干旱响应基因BhLEA1和BhLEA2，这两个基因被干旱和信号分子ABA诱导表达，含这两个基因的转基因烟草，经干旱处理一段时间后，叶片的相对含水量、光系统II的活力、SOD以及POD活性均比对照野生型高，而且RUBISCO大亚基、捕光复合体II和光系统II表在蛋白等也比野生型稳定。
2.3 抗盐碱逆境分子育种
土壤中过多的盐碱含量，降低了土壤溶液的渗透势使植物吸水困难，而且高浓度的盐还会破坏生物膜结构，除此之外，盐碱过多对蛋白质的合成、光合作用等都会产生破坏作用，使植物生理紊乱。因此，转人表达具有保护作用的蛋白基因，或者调节该类抗性基因表达的信号的基因也就成为抵抗盐害的主要手段。
张富丽等【8】将克隆自麻风树的甜菜碱醛脱氢酶基因JeBD1转化到烟草基因组中，在盐胁迫下能检测到转基因植物中的甜菜碱醛脱氢酶活性以及Western杂交信号，而且其生长势明显好于野生型对照。李艳霞等【9】将分离自NaHCO3胁迫下的cDNA文库的柽柳elF1A基因转入烟草基因组，对比转基因烟草和野生型，不同浓度NaC1胁迫试验，测定其相对电导率、SOD
活性和丙二醛含量，统计生根率、生长量和盐害程度，发现转基因植物均明显好于野生型，说明转基因株系对盐害的抗性大大提高。刘甜甜等【10】将转LEA基因烟草7个株系及非转基因对照烟草组培苗为材料，用不同浓度的NaHCO3处理，发现转基因烟草的碱害程度、膜损伤较对照烟草小，说明LEA基因的导入提高了烟草对NaHCO3抗性。已知转beta(与甜菜碱合成有关)、AtNHX1基因(拟南芥液泡Na ／H 逆向转运因子)均能提高植物的抗盐性，Duan等¨通过杂交的方式获得了含这两个异源基因的转基因烟草，从细胞、整株水平进行分析，发现该株系的抗盐性比单独转入一个基因的转基因株系耐盐性更高。郭等¨在盐胁迫棉花cDNA文库中用差显杂交筛选到了一个锌指蛋白基因GhZFP1，在转基因烟草中超表达该基因，使得转基因烟草对盐害和纹枯病菌的抗性均有所提高。
2.4 抗重金属逆境分子育种
重金属进入环境后不易被降解，很容易被农作物吸收，继而通过食物链为害人体健康。因此对农作物人们希望少吸收重金属，这样一方面可以减轻重金属对作物生长的抑制，另一方面可以降低由于食物链的富集作用对高级消费者的毒害。对非食用的植物，人们希望尽可能多的吸收土壤中的重金属，从而起到对污染土壤的净化作用。随着人们对重金属吸收转运机制的了解，利用分子育种技术实现这些目标是可能的。
魏嵬等【13】将克隆自印度芥菜的植物络合素合酶基因BjPCS1转化烟草，转基因株系在CdCl2、ZnC12：、NiC12胁迫条件下，转基因烟草植株的脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、相对电导率和叶绿素含量等指标均优于未转化的对照植株，表明转化BjPCS1基因提高了烟草对3种重金属的抗性，其中对CD的抗性最强。陈虹等[14]将柽柳金属硫蛋白基因MT1导人烟草基因组中，获得的转基因株系在200 g．mol／L镉的培养基中，转基因烟草的生长明显好于非转基因烟草，鲜重和株高均明显优于非转基因烟草。Zhang等从重金属超积累植物印度芥菜中克隆了一个水孔蛋白基因BjPIP1，将该基因导入烟草基因组中，发现转基因烟草株系在重金属CD处理下，对根生长抑制减弱、蒸腾作用、气孔导度变小，而且抗氧化酶活性增加、电渗透率与丙二醛降低，说明该基因通过减少失水、增强抗氧化能力、保持膜完整性而提高对重金属CD的抗性。Li等【16】将克隆自狗牙根的植物络合素合成酶基因CdPCS1，部分转基因烟草株系的CD积累量达到野生型的3．21倍，说明这可以作为植物修复重金属污染土壤的候选方法。
3烟草转基因的展望
在研究方面，烟草作为双子叶模式植物，在验证异源基因的功能方面起着重要作用；在应用方面，可以获得抗逆性提高的具有实用价值的转基因烟草株系。但由于人们对转基因植物以及转基因技术在转基因沉默、基因漂移、转基因抗病植株抗性的丧失以及抗病性转基因的生态威胁方面的担忧，使得转基技术在改良粮食作物方面存在较大的阻力。笔者认为技术上的缺陷，只有在进一步的研究中完善、改进和克服，如双价以及多价抗性基因的联合应用、质体转化技术、定位转化技术、非抗生素选择基因的应用等等，这些问题必将逐步得到解决。在这一过程中，正好利用烟草遗传转化体系成熟、非食用作物的优势，在技术完善、转基因功能验证、抗逆育种等方面得到广泛的应用和取得更大的进展。
References：
[1]王艳，邱立明，谢文娟，等．昆虫抗冻蛋白基因转化烟草的抗寒性．作物学报，2008，34(3)：397—402．
[2]Zhao LN，Liu FX， WY，et a1．Increased expression of OsSPX1enhances cold／subfreezing tolerance in tobacco and Arabidopsisthaliana． Plant Biotech J，2009，7：550-561．
[3]司怀军，张宁，王蒂．转甜菜碱醛脱氢酶基因提高烟草抗旱及耐盐性．作物学报，2007，33(8)：1335
—1339．
[4]覃鹏，刘飞虎，孔治有，等．转SOD基因对烟草抗旱性和相关生理指标的影响．广西植物，2006，26(6)：621．625．
[5]高彩球，李艳霞，刘桂丰，等．翻译起始因子(elF1A)基因的获得及抗旱性分析．东北林业大学学报，2007，35(8)：6-9．
[6]Cho EK，Hong CB．Over-expression of tobacco NtHSP70-1 contributesto drought-stress tolerance in plants．Plant Cell Rep，2006，25：349．358．
[7]Liu X，Wang Z，WangLL，et a1．LEA 4 group genes from the resurrectionplant Boca hygrometrica confer dehydration tolerance intransgenic tobacco．Plant Sci，2009，176：90—98．
[8]张富丽，蔡峰，吴军，等．转麻疯树甜菜碱醛脱氢酶基因提高烟草耐盐性．中国农业科学，2008，41(12)：4030．4038．
[9]李艳霞，姜静，于影，等．转柽柳elFlA基因烟草的耐盐性分析．生物技术通讯，2006，17(3)：328—331．
[10]刘甜甜，于影，赵鑫，等．转LEA基因烟草的NaHCO 抗性分析．分子植物育种，2006，4(2)：216-222．
[11]Duan XG，Song YJ，Yang AF，et a1．The transgene pyramiding to—bacco with betaine synthesis and heterologous expression of AtNHX1is more tolerant to salt stress than either of the tobacco lines withbetaine synthesis or AtNHX1．Physiologia Plantarum ，2009，135：281—295．
[12]Guo YH，Yu YP，Wang D，et a1．GhZFP1，a novel CCCH—type zincfinger protein from cotton，enhances salt stress tolerance and fungaldisease resistance in transgenic tobacco by interacting with GZ—IRD21A and GZIPR5．New Phytologist，2009，183：62-75．
[13]魏嵬，韩璐，官子楸，等．印度芥菜BjPCS1基因的表达提高烟草对重金属的抗性．中国科学院研究生院学报，2008，25(4)：51O．5l7．
[14]陈虹，姜廷波，丁宝建，等．转柽柳金属硫蛋白基因(MT1)烟草的获得及对重金属镉的抗性分析．农业生物技术学报，2007，15(2)：247—256．
[15]Zhang YX，Wang Z，Chai TY，et a1．Indian mustard aquaporin improves drought and heavy—metal resistance in tobacco．Mol Biotech，2008，40(3)：280-292．
[16]Lj JC，Guo JB，Xu WZ，et a1．Enhanced cadmium accumulation intransgenic tobacco expressing the phytochelatin synthase gene ofCynodon dactylon L．J Integ plant Biol，2006，48(8)：928—937．
转基因研究的现状及发展 转基因作物是当今世界各国现代生物技术产业研究的热点，中国的转基因生物技术发展一、我国转基因作物的发展现状迅速，由于科学界对转基因作物对人类及生态环世界上最早的转基因作物诞生于年，是一境利与弊的争论，措政府应制定相应的政策、施对到种含有抗生素药类抗体的烟草。世纪年代，其进行安全管理。本文论述了转基因作物在国际农业生物技术已逐渐成为各国现代生物技术产业研国内的发展现状，分析了转基因作物对人类及生态环境的利与弊以及关于我国转基因作物安全管究的热点。 转基因技术的应用 1．在畜牧兽医中的应用 应用于动物抗病育种转基因技术可以用于动物抗病育种，通过克隆特定基因组中的某些编码片段，对之加以一定形式的修饰以后转入畜禽基因组，如果转基因在宿主基因组能得以表达，那么畜禽对该种病毒的感染应具有一定的抵抗能力，或者应能够减轻该种病毒侵染时对机体带来的危害。（其用于遗传育种，不仅可以加速改良的进程，使选择的效率提高，改良的机会增多，并且不会受到有性繁殖的限制。）例如Clements等将绵羊髓鞘脱落病毒的表壳蛋白基因转入绵羊，获得的转基因动物抗病力明显提高；丘才良把一种寒带比目鱼抗冻基因成功地转移到大西洋鲑中，为提高某些鱼类的抗寒能力做了积极的尝试。 2．在医学领域中的应用 用于生产药用蛋白用转基因动物的乳腺生产重组蛋白（乳腺生物反应器）可能是转基因动物的最大应用，这也是世界范围内转基因研究的热点之一。Swamdom （1992）用β-球蛋白的4个核酸酶I的高敏位点与人的两个基因相连，融合基因产生的转基因猪与鼠的原型相似。目前，把转基因动物当作生物反应器来生产药用蛋白已经受到国际社会的极大关注，不仅各国政府投资，一些私人集团也不惜投入大量资金加以研究和开发。 3．转基因的应用存在的问题及展望 （1）转基因表达水平低，许多转基因的表达强烈地位受着其宿主染色体上整合位点的影响，往往出现异位表达和个体发育不适宜阶段表达，影响转基因表达能力或基因表达的组织特异性，从而使大部分转基因表达水平极低，极少部分基因表达水平过高。 （2）难以控制转基因在宿主基因组中的行为，转基因随机整合于动物的基因组中，可能会引起宿生细胞染色体的插入突变，还会造成插入位点的基因片段丢失，插入位点周围序列的倍增及基因的转移，也可能激活正常状态下处于关闭状态的基因。 （3）不了解哪些基因控制多数生理过程，不了解基因表达的发育控制和组织特异性控制的机制。 （4）制作转基因动物的效率低，这是目前几乎所有从事转基因动物研究的实验室都面临的问题，也是制约着这项技术广泛应用的关键。 （5）对传统伦理是一种挑战，对人类的生存有一定的负面作用等。 当然，我们不能因为这些缺点的存在就否定转基因技术的研究价值。因为它作为一种新兴的生物技术，配合其他相关的生物技术将具有广阔的应用前景。随着这一技术日趋成熟，许多问题有望逐步得到解决。
生物与环境工程学院课程论文 转基因作物的研究进展 学生姓名：魏斌聪 学号：200806016139 专业/班级：生物工程081班 课程名称：生物工程原理 指导教师：陈蔚青教授 浙江树人大学生物与环境工程学院 2011年5月
转基因作物的研究进展 魏斌聪 （浙江树人大学生物与环境工程学院生工081班浙江杭州310015） 摘要：人们将所需要的外源基因(如高产、抗病虫害优质基因) 定向导入作物细胞中, 使其在新的作物中稳定遗传和表现,产生转基因作物新品种, 是大幅度提高作物产量的一项新技术。本文先描述了转基因作物的发展进程，对其基因问题的研究作了讨论，并列出转基因作物目前存在的主要问题并作分析，最后对此项技术作出展望。 关键词：转基因作物；DNA技术；基因导入；安全性 前言 转基因植物（transgenic plant），是指基因工程中运用DNA 技术将外源基因整合于受体植物基因组、改变其遗传组成后产生的植物及其后代。转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期等提高其经济价值或实用价值。[ 1 ]其主要范围是在作物方面，如可食用的大豆、玉米等，或者可投入生产的棉花等作物。 从表面上看来，转基因作物同普通植物似乎没有任何区别，它只是多了能使它产生额外特性的基因。从1983年以来，生物学家已经知道怎样将外来基因移植到某种植物的脱氧核糖核酸中去，以便使它具有某种新的特性：抗除莠剂的特性，抗植物病毒的特性，抗某种害虫的特性。[ 2 ]这个基因可以来自于任何一种生命体：细菌、病毒、昆虫等。这样，通过生物工程技术，人们可以给某种作物注入一种靠杂交方式根本无法获得的特性，这是人类9000年作物栽培史上的一场空前革命。[ 3 ] 1 转基因作物的发展进程 转基因作物的研究最早始于20世纪80年代初期。1983年，全球第一例转基因烟草在美国问世。1986年，首批转基因抗虫和抗除草剂棉花进入田间试验。1996年，美国最早开始商业化生产和销售转基因作物(包括大豆、玉米、油菜、
作物转基因技术的研究进展 摘要：作为生物技术领域的前沿，转基因技术已在多种植物上取得重大进展。本文主要介绍了当前作物转基因技术的三大主流方法：农杆菌介导法、基因枪介导法和花粉管通道法，并阐述了这几种转基因技术在水稻、小麦、棉花、玉米、大豆，甘薯等几种主要农作物的应用进展状况。 关键词：转基因技术、农作物、应用 Genetically Modified---转基因，简称GM，是指运用科学手段从某种生物体中提取所需要的基因，将其转入另一种生物中，使与另一种生物的基因进行重组，再从结果中进行数代的人工选育，从而获得特定的具有变异遗传性状的物质。而其衍生出的转基因技术就是将人工分离和修饰过的基因导入到目的生物体的基因组中，从而达到改造生物的目的，即把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术。 1983年比利时科学家Montagu 等人和美国Monsanto 公司Fraley等人分别将T- DNA上的致瘤基因切除并代之以外源基因,获得了世界上第一株转基因植株———转基因烟草。自此之后，作物转基因技术得到了迅速发展.截至目前,几乎所有的作物都开展了转基因研究,育种目标涉及到高产、优质、高效兼抗性及多用途等诸多方面.一批抗病、抗虫、抗逆、抗除草剂等转基因作物已进入商品化生产阶段. 国际农业生物技术应用服务组织2 月13 日在京发布的1 份报告显示，全球27 个国 家超过1800 万农民，2013 年种植转基因作物，种植面积比2012 年增加了500 万公顷。此外，首个具有耐旱性状的转基因玉米杂交品种亦于2013 年在美国开始商业化。 据该报告显示，全球转基因作物的种植面积于转基因作物商业化的18 年中增加了100 倍以上，从1996 年的170 万公顷增加到2013 年的1.75 亿公顷，其中美国仍是全球转基因作物的领先生产者，种植面积达7010 万公顷，占全球种植面积的40%。国际农业生物技术应用服务组织创始人兼荣誉主席、本年度报告作者Clive James 表示，目前排名前10 位的国家种植转基因作物的面积均超过100 万公顷，这为将来转基因作物的多样化持续发展打下了广泛基础。在种植转基因作物的国家中，有19 个为发展中国家，8 个为发达国家；发展中国家的种植面积连续2 年超越发达国家。 目前，作物遗传转化的方法有农杆菌介导法、基因枪法、电激法、PEG 法、脂质体法、低能离子束法、超声波介导法、显微注射法、花粉管通道法等.但在当前作物基因工程研究中,主要采用农杆菌介导法、基因枪法、花粉管通道法,这三种转基因技术也相对较为成熟. 一、农杆菌介导法 农杆菌介导法是指农杆菌侵染植物时，受到植物受伤后释放的酚类物质的刺激，活化质粒上Vir 区基因的表达，将质粒上的另一段DNA（T-DNA）共价整合到植物基因组上，在植物体内表达而改变植物的遗传特性。农杆菌介导法的转化效率受众多因素影响，如农杆菌侵染外植体的影响因素、外植体再生能力的内在因素和环境条件（pH、温度和光照条件）等[32]，此法具有流程简单、仪器设备便宜、拷贝数低[33]，且基因沉默少，转移的基因片段长等优点。 农杆菌介导法是获得第一个转基因植物的方法，迄今为止，农杆菌介导法获得的转基因植物占转基因植物总数85%，已成为植物基因转化首选方法。 二、基因枪介导法 基因枪法又称微弹轰击法，是将外源基因包裹在直径1~2 nm的钨或金颗粒表面，加速轰击植物外植体靶组织，穿过植物细胞壁和细胞膜而将外源基因带入植物细胞。因此，通过该方法进行DNA的转移过程不受外植体基因型的限制，可以将外源基因转移至几乎所有的植物细胞、组织器官和原生质体中。 最早的基因枪是由美国Cornel 大学的Sanford 等在1987 年研制成功的。目前基因枪介
蛋白酶抑制剂基因及转基因植物研究进展 摘要： 植物蛋白酶抑制剂是除Bt之外又一个愈来愈研究较多的抗虫基因资源，其分布广泛，在豆科、茄科、禾本科、葫芦科及十字花科等植物中存在较多。植物蛋白酶抑制剂抗虫基因主要通过2种途径获得并在多种植物中进行转化，获得抗虫转基因植株。植物蛋白酶抑制剂在基因工程中的应用已有很大的发现进展。 关键字：蛋白酶抑制剂基因作用机理转基因 正文： 一蛋白酶抑制剂作用机理 广泛存在于植物组织中的蛋白酶抑制剂是一种多肽物质, 对许多昆虫有防 卫作用。该基因及其编码区域较小、没有内含子。研究表明, 这些蛋白酶抑制剂在植物对危害昆虫以及病原体侵染的夭然防御系统中担当着重要角色。昆虫饲喂实验发现, 某些纯化的蛋白酶抑制剂具有明显的抗虫作用。利用蛋白酶抑制剂基因来提高植物的抗虫能力, 已成为植物基因工程研究的一个热门领域。在植物中发现有三类蛋白酶抑制剂: 丝氨酸蛋白酶抑制剂, 琉基蛋白酶抑制剂和金属蛋白酶抑制剂。其中对丝氨酸类蛋白酶抑制剂的研究最为透彻, 目前在植物中至少已经发现有6 个家族, 其中的弧豆胰蛋白酶抑制剂, 马铃薯蛋白酶抑制剂兀的抗虫效果最为理想。蛋白酶抑制剂的杀虫机理蛋白酶抑制剂杀虫的机理在于: 它能与昆虫消化道内的蛋白消化酶相互作用形成酶抑制剂复合物( E l ) 阻断或减弱消 化酶的蛋白水解作用。所以, 一旦昆虫摄食进蛋白酶抑制剂, 就会影响外来蛋白的正常消化, 同时, 蛋白酶抑制剂和消化酶形成E l 复合物, 能刺激消化酶的过 量分泌, 通过神经系统的反馈, 使昆虫产生厌食反应。由于蛋白酶抑制剂抑制了昆虫的进食及消化过程, 不可避免地将导致昆虫缺乏代谢中必需的氨基酸, 最终造成昆虫的非正常发育或死亡。 二植物蛋白酶抑制剂基因作用机理及获得的途径 蛋白酶抑制剂基因的作用机理及其应用蛋白酶抑制剂( P l ) 是自然界含量 最为丰富的蛋白种类之一, 存在于所有生命体中。国内外有关抗虫的植物蛋白酶抑制剂基因的获得大多通过2种途径。一种通过从植物不同部位的组织或细胞中提取抗虫活性蛋白，然后分析其起作用的活性核苷酸序列，继而克隆和转化到寄主细胞，进行筛选和选育抗虫树种。利用该方法获得抗虫树种的研究越来越多，该方法中最为关键的环节是蛋白酶抑制剂提取和活性测定方法的选择和建立。植物蛋白酶抑制剂分离和纯化的策略主要依据不同植物中的蛋白酶抑制剂生理生
浅谈我国转基因水稻的研究(一) 论文关键词]水稻转基因论文摘要]稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。目前，水稻转基因研究在我国已取得显著进展。详细介绍转基因技术，并阐明我国转基因技术在水稻上的应用及研究进展， 水稻是我国的重要经济作物和粮食作物。水稻分布极其广泛，由于生态环境的复杂性和所处地理环境的影响，水稻在漫长的进化过程中，形成了极其丰富的遗传多样性，染色体组型和数目复杂多样，成为研究稻种起源、演化和分化必不可少的材料。 植物转基因技术是利用遗传工程手段有目的地将外源基因或DNA构建，并导入植物基因组中，通过外源基因的直接表达，或者通过对内源基因表达的调控，甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达，使植物获得新性状的一种品种改良技术。它是基因工程、细胞工程与育种技术的有机结合而产生的一种全新的育种技术体系。转基因技术可以将水稻基因库中不具备的各种抗性或抗性相关基因转入水稻，进一步拓宽了水稻抗病基因源，为抗病育种提供了一条新途径。 一、国内外的转基因技术 转基因技术自20世纪70年代诞生以来，已经取得迅速的发展。到目前为止，中国已经是全球第4大转基因技术应用国。 转基因生物技术的应用，大多分布在抗虫基因工程、抗病基因工程、抗逆基因工程、品质基因工程、品质改良基因工程、控制发育的基因工程等领域。中国是继美国之后育成转基因抗虫棉的第二个国家。现在河北省与美国孟山都合作育成33B抗虫棉（高抗棉铃虫、抗枯萎病、耐黄萎病）。由中国农科院生物中心、江苏省农科院导入Bt基因，由安徽省种子公司，安徽省东至县棉种场共同选育的抗虫棉“国抗1号”在安徽省已通过审定。国际水稻所将抗虫基因导入水稻，育成抗二化螟、纵卷叶螟的转基因水稻。中国农科院、中国农业大学、中国科学院、河南农科院等许多科研单位和高校将几丁质酶和葡聚糖酶双价基因导入小麦育成抗病转基因小麦、转基因烟草、转基因水稻等等。英国爱丁堡大学将水母发光基因导入烟草、芹菜、马铃薯等作物，获得发光作物，驱赶害虫。 至于油菜方面利用转基因工程培育雄性不育系及其恢复系的研究，亦取得了突破性的进展。比利时为了提高菜饼粗蛋白质的含量，将一种草控制的蛋白质基因转移到油菜上来，选出高蛋白质含量的转基因油菜品种。瑞典Svalow-Weibull等公司利用基因工程技术将外源基因导入甘蓝型油菜，培育成抗除草剂油菜新品种；比利时PGS公司采用基因工程手段创造出新的油菜授粉系统；法国应用原生质体融合技术将萝卜不育细胞质的恢复基因引入甘蓝型油菜，充分利用萝卜不育细胞质不育彻底的特性，实现了萝卜不育细胞质的三系配套，对推动全球杂交油菜育种具有革命性的影响。 二、我国转基因技术在水稻上的应用及研究进展 我国是农业超级国，因此，中国人吃饭问题的关键是水稻问题（高产和抗性问题），而水稻问题的核心便是转基因技术在水稻中的成功应用。 近年来，植物抗病毒基因工程的技术路线已趋向成熟，国内外相继开展了水稻东格鲁病、条纹叶枯病、黄矮病、矮缩病等8种病毒病的转基因育种研究，将各病原病毒的外壳蛋白基因、复制酶基因、编码结构或非结构蛋白基因干扰素CDNA等分别导入水稻，获得了抗不同病毒病的转基因株系或植株。在我国，转基因技术在水稻中的应用已经取得了惊人的成果。（一）转基因技术在提高水稻植株的抗Basra除草剂的成果 王才林等利用花粉管通道法将抗Basta除草剂的bar基因导入水稻品系“E32”，获得转基因植株。抗性鉴定表明，转基因植株能充分表达对Basta除草剂的抗性；通过对转基因植株后代PCR分析，证实bar基因已整合到受体植株的基因组中，遗传分析表明，bar基因能在有性生殖过程中传递给后代，并在T代开始分离出抗性一致的稳定株系。段俊等利用转基因技术，
2．材料与方法 2.1实验材料 植物材料：K326烟草种子 药品：MS大量元素，MS微量元素，MS铁盐,吲哚乙酸（IAA），6-苄氨基腺嘌呤（6-BA），烟肌醇(B1B6),蔗糖，琼脂，头孢霉素（Cef），羧苄青霉素（Carb），卡那霉素（Kn）、庆大霉素、利福平等； MS培养基(1L):大量元素(20x)50ml、微量元素(100x)10ml、Fe2+(100x)10ml、蔗糖30g、琼脂8g，PH值约为6.0 预培养基(1L)：大量元素(20x)50ml、微量元素(100x)10ml、Fe2+(100x)10ml、6-BA(1000x)2ml、B1B6(200x)5ml、甘氨酸(1000x)1ml、琼脂8g，PH值约为6.0。高温灭菌后加IAA(0.2mg/L)1ml 分化培养基(1L)：预培养基的基础上加入头孢霉素2ml，羧苄青霉素1ml，卡那霉素1ml. 生根培养基(1L)：1/2MS、IAA 2mg/L、蔗糖30g/L、琼脂5.8g/L，pH=5.8 LB液体培养基(1L)：胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、NaCI 10g MS0培养基：为不加琼脂的只含大量元素MS培养基 2.3实验方法 2.3.1浸染菌液制备 将含有目的基因的农杆菌在固体LB培养基上划板，28℃下暗培养两天。 挑取单菌落，接种于5ml含50mg.L-1卡那霉素、50mg.L-1链霉素及50mg.L-1利福平的液体LB培养基中，28℃下振荡培养过夜。 活化过夜的农杆菌，按1:50的比例，稀释到含50mg.L-1卡那霉素的新鲜液体LB培养基中，继续培养至OD600值约为0.5。 取培养物1ml，置于无菌离心管中，12000rpm离心1分钟，弃上清。加入100ml的MS0培养基，混匀。 2.3.2烟草转化 按叶圆盘法转化烟草。将剪切好的烟草叶盘放置在预培养基上培养1-2天后，置于悬菌液中（MSO悬浮，可以稀释50—100倍）浸泡3-5分钟。然后取出，用无菌滤纸吸去其表面的液体。将浸染过的叶盘分接种在覆有两层滤纸的预培养
转基因动物技术应用研究进展 摘要：本文主要对动物转基因技术发展状况作了概述，重点是近年发展的提高转基因效率的非定点整合转基因方法, 如睾丸转基因法和卵巢转基因法; 提高转基因精确性的定点整合转基因的基因打靶法作了介绍。然后对转基因技术的应用作了论述，最后对转基因技术的发展前景作了展望。 关键字：动物转基因技术；应用；展望 Progress on Techniques for Producing Transgenic Animals And their Application Abstract: This review describes the recently developed animal gene transfer techniques, including gene transfer into the testis and ovary for easily making non-site specific methods; gene targeting in embryonic stem cells, somatic cells and primordial germ cells for site specific methods.The application and prospect of transgenic technology was also discussed. Key words: animal gene transfer technique; application;prospect 动物转基因技术是将外源基因移入动物细胞并整合到基因组中, 从而使其得以表达。自Palmiter等[1] (1982)把大鼠生长激素基因导入小鼠受精卵获得超级巨鼠以来,世界各国科学家对转基因技术应用于动物生产的研究产生了极大的兴趣,并相继在兔、羊、猪、牛、鸡、鱼等动物上获得转基因成功。转基因动物研究是近年来生命科学中最热门、发展最快的领域之一,其应用已广泛渗透于分子生物学、发育生物学、免疫学、制药及畜牧育种等各个研究领域中。这项技术正在对动物生产产生一场新的革命,在提高生长速度、生产性能,改善产品品质、抗病育种、基因治疗等方面取得了可喜的进展,显示出诱人的应用前景。 1 转基因动物技术 1.1 显微注射法 这一方法是发展最早,目前应用最广泛和最为有效的制作转基因动物的方法,创始人是Jaenisch和Mintz等,Gorden等[2]和最先通过此法获得转基因动物。其基本原理是:通过显微操作仪将外源基因直接用注射器注入受精卵,利用受精卵繁殖过程中DNA的复制过程,将外源基因整合到DNA中,发育成转基因动物。 1.2 逆转录病毒载体导入法 将目的基因重组到逆转录病毒载体上,制成高滴度的病毒颗粒,人为感染着床前后的胚胎,
水稻转基因育种研究进展 王彩芬,安永平,韩国敏,张文银,马 静 (宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105) 摘要:对水稻转基因技术在抗虫、抗病、抗逆及改良米质等方面的进展进行了综述。 关键词:水稻; 转基因育种; 进展 中图分类号:S511.035.3 文献标识码:A 文章编号:1002-204X(2005)06-0055-03 20世纪下半叶以来,由于分子生物学研究的巨大成就,使生物学成为自然科学的带头学科,它的理论和方法已渗透到生命科学的许多领域,为生命科学的研究带来新的思维方式和研究手段。基因工程技术在植物遗传育种上应用很广泛,并取得了显著成就。 水稻是最重要的粮食作物之一,世界上约有一半以上的人口以稻米为主食。据专家预测,到2025年在现有稻谷产量的基础上再增加60%才能满足需要(K hush,1995)。随着人口的增长和耕地面积的减少,世界尤其是我国将面临粮食问题的严峻挑战,培育优良品种是提高稻谷产量的主要途径。传统的育种技术已为培育水稻新品种做出了巨大贡献,并将在今后继续发挥主导作用,但由于品种资源的贫乏,单靠传统育种已很难有大的突破。基因工程技术为水稻分子标记辅助育种、水稻转基因育种提供了一条新途径。转基因技术可以将水稻基因库中不具备的抗病、抗虫、抗除草剂、抗旱、耐盐、改善品质、提高产量等基因转入水稻,从而实现水稻种质创新和为生产提供优良品种。自1988年以来,国内外已得到了许多水稻转基因植株,涉及到抗虫、抗病、抗除草剂、抗旱、耐盐、改良品质等重要农艺性状,有些已进入田间试验和应用阶段。 1 水稻转基因育种进展 植物转基因育种是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对内源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达,使植物获得新的性状的一种品种改良技术。在植物分子生物学研究的众多材料中,水稻不仅是世界重要粮食作物,而且由于其基因组较小、重复序列较少的优点而成为一种重要的分子遗传学研究的单子叶模式植物,基因组测序已完成。自1988年首次获得转基因水稻以来,水稻转基因技术已获得突飞猛进的发展,目前已成功获得籼稻、粳稻、爪哇稻的转基因植物。随着基因枪转化技术的建立和根癌农杆菌介导转化法的成功,水稻基因转化技术日益完善。而且转移目标基因已从报告基因或筛选标记基因进入改良水稻抗性和适应性,以及改善品质,提高产量等重要基因的利用。 1.1 抗虫转基因水稻育种 水稻是虫害最多的大田作物,稻螟虫和稻飞虱危害最为严重,水稻中抗虫资源贫乏,转基因技术为抗虫品种的培育提供了一条新途径。自从1989年实现苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)抗虫基因转化水稻并得到再生植株以来,转抗虫基因水稻的研究取得了很大进展。转抗虫基因水稻包括转Bt基因、转蛋白酶抑制基因和转凝集素基因。在转Bt基因的研究方面,中国农科院生物技术中心杨虹等(1989)将Bt基因导入水稻品种台北309、中花8号的原生质体并获得再生植株;Fujim oto等(1993)通过电激法将cry LAb 基因导入水稻,首次报道了转Bt基因水稻对二化螟和稻纵卷叶螟的抗性。项友斌等(1999)利用农杆菌介导实现了苏云金杆菌抗虫基因cryI A(b)和cryI A(c)在水稻中的转化;黄健秋等(2000)利用农杆菌介导获得转(Bt)基因秀水11和春江11植株;薛庆中等(2002)利用农杆菌介导获得转双价抗虫基因(cryI Ac和豇豆胰蛋白酶抑制基因C pTI)浙大19植株;朱常香等(2002)获得Bt和X a21共转化水稻(C48)植株。近几年转Bt基因研究越来越多,进展很快,在籼稻、香稻、爪哇稻、杂交稻、深水稻中获得成功,选育出克螟稻1号、2号、3号(舒庆尧等,1998)。转Bt基因水稻在我国已进入环境释放阶段,有望培育出应用于生产的抗虫品种。 在转蛋白酶抑制剂基因水稻研究方面,通过电激介导原生质体转化,Xu等(1996)把豇豆胰蛋白酶抑制剂基因C pT i转入粳稻品种台北309,转基因植株对大螟和二化螟2种水稻虫害都具有抗性;通过基因枪介导马铃薯蛋白酶抑制剂基因PinⅡ转化水稻,Duan等(1996)获得了Nipponbare、台南67和Pi4等3个粳稻品种的抗大化螟转基因株系;Lee等(1999)利用PEG介导法将大豆K units胰蛋白酶抑制剂(SK TI)的cDNA转入粳稻Nagdongbyeo的原生质体,再生转基因植株的后代抗褐飞虱。曾黎琼等(2004)利用农杆菌介导将马铃薯蛋白酶抑制剂基因(PinⅡ)导入玉优1号、HT-7中;孔维文等(2004)利用农杆菌介导将PT A和马铃薯高赖氨酸蛋白基因(S B401)同时转入超级杂交稻亲本材料1826中。在转凝集素基因水稻研究中,主要是转雪莲花凝集素(G NA)基因,采用基因枪法,英国John Innes Centre(Maqbool等,1999;Rao等,1998;Sudhakar等,1998)把G NA基因导入AS D16、M5、M7、M12、FX92D、Basmati370等籼稻品种中,得到200多株转基因植株,G NA在水稻中呈高水平的组成性表达(用Ubi启动子)或韧皮部专一性表达(用Rssl启动子),转基因植株抗褐飞虱。在我国,傅向东等(1997)用G NA基因枪转化水稻IR72、IR76、珍汕97和秀水11等品种,部分转基因植株子代对褐飞虱有一定抗性;T ang(唐克轩等,1999)通过基因枪介导实现了G NA 基因和X a21基因的共转化,得到了转基因植株。唐克轩等(2003)利用农杆菌介导将半夏凝集素基因(pta)导入粳稻鄂宛105、中花12和籼稻E优532中,获得7个转基因纯系。 1.2 抗病转基因水稻育种 抗病转基因水稻包括转抗病毒基因、抗真菌病害基因和抗细菌病害基因。抗病毒转基因已开展了8种病毒的转基因研究,包括水稻通枯罗病毒(rice tungro disease)、水稻齿叶矮缩病毒(rice ragged 收稿日期:2005-07-21 作者简介:王彩芬(1968-),女,副研究员,从事水稻花培育种研究。T el:0951-*******E-mail:caifen-68@https://www.doczj.com/doc/214738650.html,
转基因小麦研究进展及前景 摘要：自第一株转基因小麦报道以来，小麦转基因育种研究发展迅速，通过转基因技术实现的小麦遗传转化弥补了经典小麦育种的不足，突破了可利用基因库的限制，取得了可喜的进展。简要介绍了基因枪法、农杆菌介导法和花粉管通道法等基因转化方法在小麦遗传转化中的应用，讨论了转基因技术在获得抗除草剂、抗病虫、抗逆、改良品质和雄性不育转基因小麦植株等方面的应用现状及其存在的主要问题与对策。 关键词：小麦；转基因；分子育种；进展 采用远缘杂交技术将小麦野生近缘物种中的有益外源基因导入小麦栽培品种，对其抗性、品质、产量的提高发挥了重要作用。但由于双亲亲缘关系较远造成杂交不结实、杂种不育、杂种后代长期分离、预见性差，使该技术在小麦遗传改良上的应用受到一定限制。 植物转基因技术被证明是进行外源基因定向转移独特而有力的手段，一定程度上补充或改进了传统的育种方法。通过植物遗传转化技术，可以按照需要，将有遗传信息的DNA 片段即目的基因进行人工重组，在离体条件下转入宿主细胞进行复制、表达，定向改造植物，可以打破基因流的界限，而且大大缩短育种周期。小麦是举世公认的最难转化的重要农作物之一，且转基因研究起步较晚，经过许多学者十几年的不懈努力，取得了长足的进展。目前，几乎所有的作物都开展了转基因研究，育种目标涉及到高产、优质、高效、兼抗性及多用途等诸多方面，一批抗逆性（如抗病、抗虫、抗除草剂）转基因作物已进入商品化生产阶段。美国研制成功的世界第一例抗草甘磷除草剂转基因小麦已经通过安全性试验；抗草胺膦转基因小麦、抗咪唑啉酮转基因小麦、高蛋白转基因小麦、抗虫和耐镇草宁除草剂转基因小麦、抗蚜虫转基因小麦、抗小麦黄花叶病毒转基因小麦，以及抗白粉病、赤霉病和黄矮病的转基因小麦正在田间释放[1,2]；高分子量谷蛋白亚基转基因小麦[3]、转Trx-S 基因抗穗发芽小麦新品系已进入中试阶段[4]。近年来，中国在小麦转基因方面也取得了初步的进展，并获得了一批具有抗病虫、抗逆境及改善品质的转基因小麦新材料，部分品系已经进入环境释放阶段。本文概述了小麦转基因研究常用遗传转化技术及其在小麦遗传改良中的应用，讨论了存在的主要问题及采取的应对措施。 1 小麦转基因技术 小麦转基因技术是指用人工方法将外源基因或DNA 导入小麦细胞，使之稳定地整合、表达并遗传的综合技术。小麦转基因技术可根据转化目的基因否需要通过组织培养再生植株分为两大类，第一类需要通过组织培养，常用的方法有农杆菌介导法、基因枪介导法、花粉管通道法等；第二类不需要通过组织培养，如PEG法、电激法等。在小麦遗传改良中应用最广泛的是第一类方法。 1.1 花粉管通道法 中国学者周光宇1974 年提出的DNA 片段杂交假说是花粉管通道法的理论基础，他于1983 年建立了花粉管通道法，该技术利用植物授粉后花粉萌发形成的花粉管，将外源DNA 送入胚囊中尚不具备正常细胞壁的合子。利用该法进行基因转移的工作主要集中在中国。1992 年，周文麟等通过花粉管法将C4作物的DNA 导入小麦，获得了具有C4作物若干性状的转“基因”后代[5]。随后，曾君祉等利用该法将带有GUS基因的pBI121 质粒导入小山3号，获得 5株转基因植株，转化率为4.7%[6]。阎新甫等将抗白粉病的大麦DNA导入花76，既获得了符合遗传规律的稳定抗病后代，还明确了抗白粉病基因由一对显性基因控制[7]。Ziberstein A 等将质粒DNA 涂于授粉的柱头，提高了转化频率，并完成后代分析和分子鉴定[8]。成卓敏等将大麦黄矮病毒GPV 株系的外壳蛋白基因导入小麦品种，获得了抗黄矮病毒GPV 的转基
种植与养殖 植物作为生物反应器为人类提供了一个更加安全和廉价的生产体系。与所有的生物反应器相比，植物是最廉价的“工厂”。植物所需要的仅是阳光和土壤及水分。另外，植物细胞中绝对不会含有潜在的动物或人类病原。自从1983年Fraley等[1]首次报道将细菌基因导入植物细胞获得成功表达以来，至今已有多种蛋白质在不同植物中成功表达[2-4]。研究表明植物生物反应器具有广阔的应用前景。 1植物生物反应器的表达系统 植物生物反应器主要有两大表达系统，既稳定表达系统和瞬时表达系统。稳定表达系统是利用稳定遗传转化方法表达和生产重组蛋白质，特点是操作简便，重组蛋白质产物置于种子或块茎中易于保存。如将抗癌基因p53克隆到表达载体，农杆菌遗传转化并在受染植物中表达[5]。由于外源性目的基因整合入植物基因组中，因此外源基因可以在后代中稳定表达。 以植物病毒为载体的瞬时表达系统具有快速的优势。不需要稳定遗传转化，从病毒侵染到高量表达仅需要7-14天。这种表达系统是应用植物病毒在植物中复制、转录和传播。其技术具有简单、快速和产量高等优点。 2植物瞬时表达系统的研究进展 2.1病毒表达载体 常用的植物病毒载体包括多烟草花叶病毒(TMV)、豇豆花叶病毒(CPMV)、马铃薯X病毒（PVX）等。Lim等[6]通过TMV和ORSV的启动子分别控制外源性基因和ORSV衣壳基因的表达，提高了重组蛋白质的表达量。Gleba等研究表明，外源蛋白表达量最高 植物瞬时表达系统的研究进展 （吉林师范大学生命科学学院136000） 【摘要】利用植物作为生物反应器是一个新兴的研究领域。本文概述了植物生物反应器的两 个主要的表达体系、病毒载体介导的植物瞬时表达系统在表达外源方面的优势，以及植物瞬时 表达侵染技术的研究进展，并阐述了植物生物反应器的发展趋势。 【关键词】植物生物反应器；转基因植物；重组蛋白质 杨丽萍 Research Progress of Plant transient expression system Yang Liping [Abstract]The use of plant as a bioreactor is a new research field.In this paper,the two main expres? sion systems of plant bioreactor,the advantages of virus vector-mediated transient expression system in expressing exogenous genes,and the research progress of plant transient expression infection tech? nology were reviewed.The development trend of plant bioreactor was also described. [Keywords]plant bioreactor;transgenic plant;recombinant protein (School of Life Sciences,Jilin normal University,Siping,Jilin136000) *基金项目 基金项目：：吉林省教育厅“十三五”科研规划项目，名称：《基因沉默抑制子HC-Pro在植物基因组中的表观遗传调控作用》，编号：JJKH20191013KJ。 作者简介 作者简介：：杨丽萍（1974.-），女，汉族，吉林省吉林市人，植物学博士，吉林师范大学，副教授，从事植物学、遗传学教学和研究。 现代农业研究
植物基因工程的新进展自1983年首次获得转基因烟草、马铃薯以来，短短十余年间，植物基因工程的研究和开发进展十分迅速。国际上获得转基因植株的植物已达100种以上，包括水稻、玉米、马铃薯等作物；棉花、大豆、油菜、亚麻、向日葵等经济作物；番茄、黄瓜、芥菜、甘蓝、花椰菜、胡萝卜、茄子、生菜、芹菜等蔬菜作物；苜蓿、白三叶草等牧草；苹果、核桃、李、木瓜、甜瓜、草莓等瓜果；矮牵牛、菊花、香石竹、伽蓝菜等花卉；以霸占杨树等造林树种。应该说转基因植物研究取得了令人鼓舞的突破性进展。但是，以往的工作重点多在容易做的模式植物上，从而使烟草、马铃薯、番茄、矮牵牛、拟南芥菜等植物的分子生物学和转基因技术发展很快。近年内以实用为目标的研究数目大大增加，在国外，主要的种子公司和一些小公司竞相开发重组 D NA技术，用于重要作物的商业应用，将研究机构和大学首创的原理和科技用于开发，导致植物基因工程向重要粮食和豆科作物遗传改良的实用化目标迈进。在1988年以前，重要谷类作物和豆科作物的转化十分困难，只是在一种生物技术的新工具——“基因枪”研制成功以后，才使得这些作物的转基因不但成为可能，而且常常可以做到不依赖于品种或基因型。基因枪是用火药爆炸、电容放电或高压气体作为加速的动力，发射直径仅1微米左右的金属颗粒。微粒表面用优选的基因包覆，高速射入植物细胞，并在细胞内表达产生有活性的基因产物，从而达到改良品种的目的。最初大豆基因工程的重点放在原生质体和胚性悬浮细胞的再生上，但进展很慢，获得转基因大豆是一个很大的难题。基因枪的出现，使大豆转基因成为现实，实际上目前大豆已成为许多难转化作物的模式作物。在1988至1990年仅两年时，建立了可实用的大豆转化体系，这是目前唯一的不依赖于基因型的大豆转化方法。抗除草剂 B astar和Roundup的基因也已转入大豆，并在过去三年中连续进行了田间试验，预期不久将可商业化，这将是豆科作物基因工程商业化应用的一个里程碑。大豆基因工程今后的目标可包括蛋白质和油脂成分的修饰、抗虫、抗病毒及其他病害抗性等。水稻为世界第二大谷类作物，但在我国则为最大的粮食作物，年产18992万吨（中国农业年鉴1993）。我国和印度的水稻产量占世界总产量的60％，全球几乎一半人口以稻米为主要热量的来源。水稻和爪洼稻、籼稻占栽培水稻的80％，供世界20多亿人食用。水稻得到转基因植始于1988年，最初均以原生质体为受体，采用 D NA直接转移法，再生出了可育的转基因植株。但是，原生质体再生体系的限制很大，粳稻上只有少数品种如台北309等，可由原生质体再生植株，大多数优良的粳稻品种和绝大多数籼稻品种都难以由原生质体再生。可由原生质体再生植株的籼稻品种迄今尚未获得转基因植株。由于水稻未成熟胚的盾片再生植株的能力很强，几乎所有水稻栽培品种均能由未成熟幼胚再生。因此，一些科学家认为，原生质体转化在水稻上应用前景有限，最好是用基因枪转化水稻幼胚。最近
抗虫转基因植物的研究进展及前景 由害虫、真菌、病毒、细菌等有害生物因子引起的病虫害是森林树木死亡和产品减少的重要因素一个世纪以来,科学们应用常规育种的方法为林木抗性品种的选育做出许多努力,取得了不少可喜的成绩。但林木生长周期长,这是林木抗性育种工作一个最大障碍。基因工程的诞生给林木抗性育种带来了新的、突破性的方法。 林木抗病虫基因工程就是利用重组DNA技术,将抗性外源基因导入林木染色体,从而产生具有外源基因表达的转基因林木。80年代以来,随着基因分离、表达载体构建、植物遗传转化和外源基因在高等植物细胞中的表达等方面的深入研究,特别是利用真核基因启动子构建融合基因的工作解决了外源基因在植物转化细胞中的表达问题,加速了林木基因工程的进展。在近10余年里,已有20余种树木如杨树、火炬松、花旗松、白云杉、桤木、核桃、刺槐、麻栎、桉树、苹果、欧洲赤松、兰伯氏松、挪威云杉和思格曼云杉等先后进行了基因工程的研究,已获得转基因植株的有杨树、核桃、柳、松树、苹果、李和葡萄等。到目前为止,有些项目开始或已经进入商业化操作阶段。研究领域有抗虫、抗病、抗除草剂耐盐、耐高温、耐干旱、耐冻等基因工程。本文对国内外林木抗病虫基因工程的现状以及在其研究发展中存在的问题作一概述。 1 抗虫转基因植物的研究进展 害虫是林业生产上的大敌之一。化学药剂杀虫不仅成本高,且造成严重的环境污染和食品中的残毒。人们很早就知道可以利用生物防治的方法来控制虫害。现在利用基因工程可以有效地达到这个目的。目前,人们已从细菌、植物本身及昆虫体内发现并分离到许多抗虫基因,有的已导入植物获得了抗虫转基因植株。目前,研究的抗虫基因有以下几方面。 1.1苏云金杆菌毒蛋白基因 苏云金杆菌(Bacillusthurigiensis简称Bt)制剂长期以来用于多种害虫的生物防治,因其产生大量的伴胞晶体蛋白对昆虫幼虫有很强的毒杀作用。伴胞晶体由具有高度特异性杀虫活性的结晶蛋白组成。根据毒蛋白基因的序列同源性和它们编码蛋白的抗虫谱,可划分为四大
烟草转基因操作细则 烟草无菌苗准备: 将烟草种子灭菌放入1/2 MS培养瓶中发芽；然后按2-3株每瓶移植到新的1/2MS培养瓶中一般组培光温条件下生长。 转基因步骤： 1 10 mL YEB (YEP) 摇菌过夜（农杆菌菌株GV3101; EHA105 ）； 2 离心收集菌液； 3 用25 mL激活培养基(液)悬浮； 4 在28o C摇3- 5 h； 5 转入到培养皿； 6烟草叶片放到上面培养皿（含菌液的激活培养基）； 7 用解剖刀将烟草无菌苗叶片切至0.2-0.5 cm见方； 8 在激活培养基中浸泡10 min 左右； 9 将叶片取出，置于灭菌纸上吸干菌液； 10 将叶片放入共培养基上暗培养3天；然后将叶片用50 mL灭菌水（含一滴吐温和40 μL 头孢）洗4-6次，最后一次用纯灭菌水（不加吐温和头孢）； 11 将叶片转到筛选培养基（平板/或培养瓶）上，常规光温条件培养； 12 一般2周后有芽（小植株）出现；当小植株长出后，切下小植株转移到生根培养基（培养瓶）上培养。 培养基配方 激活培养基：MS (Suc 3%) + 200 μM As，pH5.2 (pH5.8)； 共培养基：MS (Suc 3%) + 2 (1)* mg/L 6-BA + 0.05 (0.1) mg/L NAA，pH5.5 (5.8); 筛选培养基: MS (Suc 3%)+ 2 (1) mg/L 6-BA + 0.05 (0.1) mg/L NAA，pH5.8，头孢0.5g/L； 潮霉素25 μg/mL（卡那霉素100 μg/mL）**； 生根培养基：1/2 MS (Suc 3%) [（+ 2 mg/L 6-BA + 0.05 mg/L NAA，可以不加），pH5.8，头孢0.5 g/L；潮霉素25 μg/mL（卡那霉素100 μg/mL）。 注：* [2 (1) mg/L 6-BA] 按(1)这些后面数据激素比例出愈（苗）率高，但是假阳性比例可能也较高。**一般来看潮霉素假阳性少，卡那霉素假阳性较多。
转基因水稻简介 水稻是世界上最重要的粮食作物之一，杂种优势的成功利用使得水稻产量得到了极大的提高，为解决世界范围内的粮食危机做出了极大的贡献。但是，自20世纪80年代以来，杂交水稻的产量就处于徘徊不前的局面。不断提高水稻产量和改良其品质是当前水稻育种的重要任务，这一任务的完成单纯依靠传统的遗传育种是不可能实现的。 80年代产生的转基因技术由于直接在基因水平上改造植物的遗传物质、可定向改造植物的遗传性状、外源基因的转入打破了物种之间的生殖隔离障碍、丰富了基因资源等优点而弥补了常规育种方法的不足，得到了前所未有的发展。许多学者在水稻的转基因研究上做了大量工作并取得了很大的进展，为水稻的遗传改良奠定了基础。 转抗虫基因： 害虫是危害我国农业生产的主要限制因素，大量化学农药的使用不但污染环境，而且也使得有益昆虫的数量锐减，害虫的抗药性不断加强。此外，化学杀虫剂使用后的农药残留对人畜都会有严重的危害。因而植物抗虫基因工程成为科学家的研究热点领域之一。由于水稻本身没有足够的抗虫基因，目前研究者利用人工合成或从其它生物中克隆的抗虫基因转化到水稻栽培品种中，提高品种的抗虫性。 在水稻抗虫转基因方面，使用得较多的基因有：苏云金杆菌毒蛋白基因(Bt)、蛋白酶抑制剂基因(Pin2，SKTI，OC—IAD86，Cp-Ti)、植物凝集素基因(GNA)等，将这些基因导入水稻，可使水稻产生对二化螟虫、三化螟虫、稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫及蝗虫、褐飞虱、线虫的抗性。Bt毒蛋白基因是目前使用最广的基因，众多的研究都表明用转基因的方法将Bt毒蛋白基因导入常规水稻可使水稻对螟虫的抗性提高刚。 转抗病基因： 病害(包括真菌病、细菌病和病毒病)是影响我同农业生产的另一类重要限制因素。在我国，大面积发生且危害严重的病害有水稻稻瘟病、纹枯病、白叶枯病，因此，我国科学家在抗病基因工程方面也开展了大量的工作。 转抗逆基因： 逆境是限制植物生长、影响产量形成的重要因素之一。抗逆基因的分离、克隆、转化一直受到科学家们的高度重视。目前已分离出大量的抗逆相关基因，并在抗逆基因的遗传转化中取得了明显的成绩。Hossan等已分离克隆出3个与水稻耐淹能力有关的基因pdc I，pdcⅡ，pdcⅢ，并转入水稻中获得部分转基因植株．Rathinasabathi等将烟草中的CMO基因导入水稻，获得了具有很强抗旱性的转基因水稻．日本村田纪夫将甜菜碱生物合成酶基因codA导入水稻，获得了耐碱性的转基因水稻植株．高倍铁子等将编码大肠甜菜碱生物合成酶基因ktA导入水稻，获得了耐盐性强的转基因水稻植株。
摘要 20世纪80年代以来，生物技术快速发展，转基因技术作为其中代表尤为受到人们的关注。在全球食物短缺问题的日益严峻，转基因食品作为转基因技术发展的产物，让人们看到了解决这一严峻问题的希望，对经济和社会发展发挥着越来越重要的作用。近几年来，转基因技术发展迅猛，转基因作物种植面积与日俱增，转基因食品行业在社会经济中的作用越来越重要，但是技术发展必然带来异化，转基因技术也不可避免的带来了异化，主要表现在转基因食品带来的安全隐患。这些隐患主要来源于转基因食品在人体健康、生太环境等方面的安全性问题。关键词：转基因技术；转基因食品；安全性问题
Abstract Since the 1980s, biotechnology develop fast, as the representative of biotechnology, genetically modified technology attract much attention. Now, the global problem about shortage of food is worse and worse as time goes on. As a product from transgenic technology development, the genetically modified foods give us some hopes that we can solve the problem, and play a more and more predominant role in social and economic development. In the last few years, the transgenic technology develops very quickly. At the same time, the planting areas for genetically modified foods increase every day and the genetically modified foods business plays a more and more predominant role in social and economic development. But the technology development is sure to bring changes. Sothe transgenic technology inevitably brings some changes, of which are mainly about the potential safety concerns. These safety concerns mainly derive from the influence of genetically modified food on human health, environmental problem, and so on. Key words：transgenic technology; genetically modified food; security problem