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一
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水稻基因转移的研究进展
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水稻是一种具有全球重要性的农作物。在世界范围内其总产值仅次于甘蔗。更为重要的
是,全世界近一半的人口主要集中在亚洲的东部和东南部以水稻为主要食物来源。只有
的稻米被用来制作各种加工食品、工业品和乙醇饮料等;赡以米加工的形式被人类消耗。从
年至年,水稻产量翻了一番多。,
英亩。现存许多水稻亚种,其中最重要的有籼稻、粳稻和爪哇稻等主个亚种。籼稻占栽培水稻
的,是多亿人的主食来源。
在世界范围内水稻都是重要的食物来源,所以建立一种简单的、有商业应用价值而又无品
种依赖性的水稻基因转移系统将会使在一般各类作物中建立这种系统的工作向前迈进一大
步。尽管以前也有关于水稻遗传工程研究的报道,但是离体培养水稻的成功与否在很大程度上
取决于基因型和培养基:用直接转移的与原生质体结合的技术只能使少量的粳稻和为
数更少的籼稻发生转化。收集由原生质体产生的有繁殖能力的转基因植株是一件相当繁锁的
工作。正是这种局限性妨碍了重组体方法在改良优良水稻品种中的应用。大豆
中不依赖于基因型的转化系统的成功建立及随后的商业化应用提示我们,有可能利用活体和
易于再生的组织在单子叶作物中建立起类似的不依赖于品种的基因转移系统。
现有再生一转化系统存在的问题
第个关于收集转基因水稻的报道涉及直接转移法如电极化法以及随后借助于
聚乙二醇将基因转入原生质体的方法。后来的报道将这两种技术作为将基因转入水稻
原生质体和收集能繁殖的转基因植株的方法。但是,由于该方法需要原生质体再生系统,所以
这些方法的广泛应用受到了限制。尽管原生质体再生系统确实存在于某些粳稻亚种中,但是
大多数优前梗稻和多敬籼稻亚种都难以从原生质体再生。关于从原生质体成功地再生籼稻的
报道中,却未提及收集转化植株的情况。值得注意的例外是、等的报道描述了从—
属籼稻品种以及最近从优良品种收集能繁殖的转基因植株的方法但
是,这两次实验的成功都需要用未成熟的花粉粒制备胚发生的悬浮培养基,然后用这些培养基
来分离原生质体以用于以后的转化实验。这种组织培养的操作方法既费时又费力,而且由于这
种操作方法因基因型和培养基的不同而异,所以它远不能成为获取转基因植株的最佳方法。有
人利用土壤农杆菌从未成熟的水稻胚胎收集到了被认为发生了基因转移的愈
伤组织,但未报道植株的再生情况。有些实验报道了一种简单的方法,即通过花粉管将外源
引入到水稻植株中。这不仅缺乏能够令人信服地证明外源基因已整合入高分子量
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分子生物学资料,而且未能对后代进行遗传学分析以证实其转化的稳定性这些实验的结果尚
不能肯定
.用放电粒子轰击法转化活体组织
运用法改良水稻需要建立一种不用原生质体或胚发生悬浮培养基的转化系统。这
种系统允许将有用的农艺特性和其他特性引入优良品种,从而加快水稻品种改良的进程利用
放电粒子轰击法在大豆中建立了不依赖于品种的基因转移方法这种方法的建立及其商品化
促使我们寻找一个相同的系统将外源基因引入可再生的水稻组织。使用粒子轰击法转移基因
的主要优点