轉(zhuǎn)基因技術(shù)在大豆育種上的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢
本文關(guān)鍵詞:大豆遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)在轉(zhuǎn)基因大豆研究中的應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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3 展望
基因工程技術(shù)在大豆育種中盡管取得了很大成就,但是目前大豆的轉(zhuǎn)化率低,分析原因可能有以下幾點:(1)外植體細(xì)胞表達(dá)外源選擇抗性基因,從而為其他非轉(zhuǎn)化細(xì)胞提供了一道屏障,逃避了選擇壓力的影響而繼續(xù)分裂分化;(2)選擇壓力加的太遲或太少,致使非轉(zhuǎn)化細(xì)胞分裂分化。(3)由于目的基因片段較大,,在轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生斷裂致使轉(zhuǎn)化率低。(4)轉(zhuǎn)化細(xì)胞的存活率可能較低。(5)在長時間的轉(zhuǎn)化和篩選培養(yǎng)過程中,大豆對抗生素產(chǎn)生抗性以及實驗的污染等問題使轉(zhuǎn)化率下降。(6)外植體的感受狀態(tài)及其分化能力可能下降致使轉(zhuǎn)化率較低。因此仍然需要對轉(zhuǎn)化的受體體系及轉(zhuǎn)化體系進(jìn)行深入研究。
目前,大豆的組織培養(yǎng)體系主要是器官發(fā)生即子葉節(jié)為外植體的再生和體細(xì)胞胚胎發(fā)生,前者再生率高,但是用于遺傳轉(zhuǎn)化嵌合體較多,增大了鑒定、篩選傳代和純化的工作量。后者再生頻率低,誘導(dǎo)出的體細(xì)胞胚畸形很多,不能發(fā)育成正常植株,而且體細(xì)胞胚多次繼代增殖以后,胚性可能喪失以及體細(xì)胞變異等問題可能造成再生頻率下降。兩個體系均存在大豆基因型對組織培養(yǎng)的特異性。因此在今后應(yīng)深入探討大豆組織培養(yǎng)的條件,篩選適合多種基因型的培養(yǎng)基配方,減少大豆基因型對組織培養(yǎng)的特異性。
在大豆的遺傳轉(zhuǎn)化方面,主要問題是轉(zhuǎn)化率低,重復(fù)性差,因此需要更進(jìn)一步研究影響大豆轉(zhuǎn)化的因素。從轉(zhuǎn)入的目的基因來看,主要是抗蟲基因、除草劑基因、幾丁質(zhì)酶基因等單個基因。在轉(zhuǎn)人抗蟲基因方面,抗蟲范圍已經(jīng)越來越成為科學(xué)家感興趣的研究領(lǐng)域。由于害蟲對單個抗蟲基因容易產(chǎn)生抗性,因此,同時將兩種或兩種以上具有不同抗蟲機制的基因?qū)胪恢参铮噲D通過不同基因之間的互補作用擴展抗蟲譜和提高抗蟲能力,從而達(dá)到有效和持久抗蟲的目的。近年來,轉(zhuǎn)雙基因和多基因以增加作物抗性的報道越來越多,利用多種抗性基因和多種抗性機制可以增加作物抗性的有效性和持久性,例如對蛋白酶抑制劑基因、外凝集素基因等,尤其是豇豆胰蛋白酶抑制劑基因的研究。人們利用位毒蛋白基因與蛋白酶抑制劑基因的抗蟲特性,開始嘗試將脅毒蛋白基因與CpTI基因同時轉(zhuǎn)人植物,以獲得抗蟲能力更強的轉(zhuǎn)基因植物,減少害蟲對單一盈毒蛋白基因植物產(chǎn)生抗性的潛在威脅。如轉(zhuǎn)Bt和CpTI雙價抗蟲基因已經(jīng)在大豆、煙草、棉花等作物上獲得了成功,為將雙價抗蟲基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物奠定了基礎(chǔ)。由于昆蟲對兩種獨立殺蟲劑產(chǎn)生耐受型幾率很小,因此使用雙價抗蟲基因可能是解決這一問題的重要途徑。
以上是大豆生物工程近年來的研究進(jìn)展,有的尚處于起步階段,有的獲得了突破性進(jìn)展,有
的已經(jīng)進(jìn)入大田試驗。勿容置疑,生物工程技術(shù)即將在大豆育種改良中大顯身手。
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