中国转基因在棉花领域研发应用的二十年
1.6其他性状如早衰、耐涝以及特殊用途等转基因棉花
目前,生产应用的高产、优质棉花品种均具有早衰的特征,限制了高产、优质棉花品种的推广应用。利用基因工程技术延缓棉花的生长发育过程中的早衰现象,对具有早衰特性的棉花高产品种的培育和推广应用具有重要意义。李静等克隆获得了异戊烯基转移酶基因ipt,该基因编码的蛋白是细胞分裂素生物合成途径中的关键酶。将该基因导入早衰型陆地棉品种中棉所10号中,通过对转基因棉花进行叶绿素和细胞分裂素含量的测定及形态观察,发现转基因棉花的早衰性状得到延迟。
在中国南方湿度大或者雨水多的地方,由于棉花不耐湿和涝的特性,雨季来临时会引起棉花大量落铃导致减产,限制了棉花种植业的发展。利用基因工程技术将耐涝基因导入棉花,培育耐涝棉花新材料,不仅可以保证棉花稳产高产,而且可以通过将其他地区不耐涝的棉花培育为耐涝材料,为遗传育种提供更加丰富的资源材料。中国农业科学院生物技术研究所作物分子育种课题组将来源于透明颤菌血红蛋白基因(vgb)经过密码子优化设计后导入棉花,培育出高耐涝的转基因棉花新材料,该材料在地下部分封闭的涝池内表现良好,比对照材料增产20%以上。
上述不同类型转基因棉花的获得,极大地丰富了中国的棉花种质资源,促进了中国棉花的育种研究。
2棉花的遗传转化方法
遗传转化方法是进行基因功能分析和改良作物性状的必要手段。主要的植物遗传转化技术可分为两大类:第一类是直接基因转移技术,包括基因枪法、原生质体法、脂质体法、花粉管通道法、电激转化法、PEG介导转化方法等,以基因枪转化法和花粉管通道法为代表。第二类是生物介导的转化方法,主要有农杆菌介导和病毒介导等转化方法,其中农杆菌介导的转化方法操作简便、成本低、转化率高,广泛应用于单、双子叶植物的遗传转化。随着科学技术的不断发展,近年来,逐渐发展了一些新的转化技术,如茎尖或芽尖转化法,农杆菌菌液浸染法以及纳米载体花粉介导法等。这些转化方法的兴起及广泛应用对转基因育种具有重要意义,极大地加快了农作物改良以及新品种选育的步伐。
3转基因植物安全性评价
一系列具有优良性状(如抗虫、抗除草剂等)的转基因作物新品种的大面积推广种植在带来直接经济与生态效益的同时,也为解决未来世界粮食、能源危机提供了新的途径。但同时,转基因技术也存在一定的风险。近年来,转基因生物安全问题在全世界范围内引起了广泛关注。目前对转基因植物的安全性评价主要集中在2个方面,一是环境安全性,另一是食品安全性。
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