基因转移技术在观赏植物抗性育种中的应用
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篇1：基因转移技术在观赏植物抗性育种中的应用
基因转移技术在观赏植物抗性育种中的应用
各种病虫害、杂草、逆境胁迫等不仅会大大降低观赏植物品质,同时也限制了不同类型观赏植物在世界范围内的分布和应用.综述了抗虫、抗病、抗除草剂、抗寒、抗冻、抗旱等抗性基因在观赏植物抗性育种的.应用,提出了当前观赏植物转基因抗性育种中存在的问题并展望了今后的工作重点.
作 者：赵宏波 陈发棣 房伟民 ZHAO Hong-bo CHEN Fa-di FANG Wei-min 作者单位：南京农业大学,园艺学院,江苏,南京,210095 刊 名：广西植物 ISTIC PKU英文刊名：GUANGXI ZHIWU 年，卷(期)： 26(3) 分类号：Q943.2 关键词：基因转移 观赏植物 抗性育种篇2：园艺植物中的抗性基因及其应用
20 世纪80年代以来植物基因工程技术发展迅猛,这就为植物抗性育种研究开辟了新的途径,并形成了以园艺植物抗性基因研究为重点的对相关基因的定位、克隆、序列分析,抗性相关蛋白结构分类及外源基因的整合与表达等一系列新的研究热点.
1.植物的抗性基因
植物抗性基因可分为两大类: 第一类是功能基因, 这些基因编码的蛋白质对逆境中的植物直接起保护作用; 第二类是调节基因, 它们编码的蛋白质是在信号传导途径和对逆境基因表达起调节作用中起调控作用的因子[1].
1.1功能基因
功能基因主要包括渗透调节基因、清除活性氧的酶基因及保护生物大分子的活性基因等.像海藻糖合成基因、脯氨酸合成基因、甘露醇合成基因、甜菜碱合成酶基因、果聚糖合成基因、肌醇甲酯合成基因、多胺合成基因,这些都是与渗透调节有关的基因,如Cape ll等发现的Adc在水稻中的超量表达就缓解了干旱条件下转基因水稻叶绿素的损失, 并提高了抗旱性;而清除活性氧的酶基因能提高清除氧自由基的能力, 保护和稳定蛋白复合体及膜结构,也可以提高植物抗性,Gupta等发现过量表达Cu /Zn- SOD的转基因烟草在冷和高光胁迫下过氧化物毒害耐性提高[1] ;调渗蛋白(OSM )相关基因、脱水蛋白基因、水通道蛋白( aquapormi , AQP)基因、苹果酸酶、晚期胚胎发生丰富蛋白( LEA)等基因均在保护生物大分子及膜结构中起至关重要的作用,LEA蛋白具有抗旱保护作用、离子结合特性以及抗氧化活性;水孔蛋白存在于细胞膜和液泡膜上,在细胞乃至整个植物体水分吸收和运输过程中发挥重要作用[4]. 有研究证明, 在干旱诱导型启动子驱动下, 水稻LEA3蛋白基因OsLEA3 - 1 显著提高了抗旱性.
1.2调节基因
与抗旱相关的转录因子有DREB、MYC/MYB、bZIP、WRKY和NAC类，与抗病相关的35S 启动子驱动的几丁质酶chi5B 基因等,与抗重金属有关的水孔蛋白基因TcPIP等.由于转录因子能在转录水平上调控一系列基因的表达, 所以转化调节基因可能可以有效地提高植物的抗逆性.
OsSKIPa SKIP( Ski- in terac ting prote in)能积极调整细胞生存能力和水稻的抗逆性.转基因水稻中OsSKIPa 的表达极大地提高了在逆境(脱落酸、盐以及甘露醇)中的生长能力以及苗期和生殖生长阶段的抗旱能力, 增加清除活性氧的能力和提高干旱胁迫下与逆境相关基因的转录水平; DREB转录因子与抗逆基因启动子区域中的DRE 顺式作用元件(如拟南芥的rd10 、rd17 以及rd29A等结合, 参与干旱、高盐等胁迫应答反应, 增强植物的抗逆性[2] ;几丁质酶chi5B 基因转入烟草、油菜、水稻,在植物体内均能高效表达, 抗病性明显[3] ;重金属抑制根系对水分的吸收和运输,在重金属富集植物遏蓝菜中克隆了2个水孔蛋白基因TcPIP,在重金属胁迫下可能具有增强水分运输的作用[4].
2.植物细胞的基因转移
2.1农杆菌介导的基因转移
植物伤口释放出如乙酰丁香酮（AS）以及羟基乙酰丁香酮（OHAS）等的信号分子;VirA以及VirG基因在酚类物质的诱导下得到表达;VirD1和VirD2蛋白表达与T－DNA边界重复序列结合解缠绕与切割,VirC1和VirC2参与下,形成T－DNA转移中间体,并以DNA－蛋白质复合体形式存在和转移,VirE1和VirE2参与该过程;T－链蛋白复合体（T－链、VirD2、VirE2）在VirB基因表达产物作用下,穿越细胞膜,VirB操纵子具有11个基因,产物定位于细胞膜上并形成一种膜结合T－复合体运输器,其中VirD2和VirE2蛋白分别具有导航和核定位作用;VirD2、VirE2以及VirF蛋白进入植物细胞;T－链蛋白复合体转移到细胞后,通过核膜上的小孔进入细胞核,与核DNA整合.
2.2病毒载体介导的基因转移
随着植物病毒分子生物学及遗传学研究的不断深入,用病毒基因组作为载体转化植物细胞日益真到我们的重视,因为病毒载体能将外源基因导入植物的所有组织和细胞中,而且不受单子叶或双子叶的限制,有转染植物细胞原生质体和转染植物组织两种形式.
转染植物原生质体是以双链DNA病毒花椰菜花斑病毒（CaMV）基因组作为载体,去除有关的致病性基因,换上外源基因,体外包装成有有感染力的病毒颗粒,转染植物细胞原生质体,并由此再生成整株植物.
转染植物组织是以植物双生病毒为载体的,植物双生病毒式一单链DNA病毒,成熟的双生病毒呈双颗粒状,每一个颗粒中含有一条不同的DNA单链.其中A链能单独在植物细胞中复制,并含有一部分病毒包衣蛋白基因;B链编码另一部分包衣蛋白基因及感染性基因.A、B两条链必须同处于一个植物细胞中,方能形成有感染力的病毒.双生病毒具有广泛的宿主细胞范围,因此是一种很有潜力的植物病毒载体.双生病毒家族成员番茄金花叶病毒（TGMV）在转染植物组织是的克隆表达载体的构建程序
3.植物抗性基因的应用
3.1草坪草的改良
草坪草的改良一直依赖于传统的育种手段,虽然许多性状已得到长足的改进,但改良的局限性也已日益明显. 将转基因技术融合到传统的育种手段中,可以兼顾抗性和草坪草品质两方面, 定向改变草坪草的一些性状,不仅可拓展改良的范围,而且也有助于解决一些常规育种方法难以解决的特殊问题,创造新的草坪草品种. 1988年获得首例转基因草鸭茅, 1992年获得第1个苇状羊茅转基因植株,接着转基因技术在主要的草坪草品种上相继获得成功,如匍匐翦股颖(Agrostis palustris) 、草甸羊茅( Fes2tuca pra tensis) 、紫羊茅( Festuca rubra)等.近年来,基因枪和农杆菌转化技术日趋成熟,转化的目标已转向抗病虫、抗寒旱、抗盐以及提高草坪的色泽方面,在防止基因漂移方面也进行了初步的尝试,但目前转化的目标基因仅是单基因,尚未见到将含有耐旱寒、抗病虫、抗除草剂等2 个基因同时转化的报道,四季常绿的品种也未见报道. 目前,转基因草坪草尚未进入商业化应用阶段[4].
3.2提高蔬菜产量
培育抗逆境杂交新品种是解决逆境胁迫，提高产量的关键所在.往往一些野生种蔬菜在适应周围环境的过程中,逐步演化出一定的抗逆境性, 成为蔬菜抗逆境遗传改良的宝贵资源.Eshed等就利用S. pennellii LA716 构建了单片段渐渗系, 利用该套渐渗系已对1 000 多
个控制不同类型农艺性状的QT L 进行了定位, 广泛应用于番茄产量、品质、抗病等遗传改 良[5].
在后续植物抗性的研究中,我们应该考虑到:① 选用安全性较高的筛选标记基因;② 盐、干旱这几种胁迫耐受的机制是相互干扰的;③ 植物受到胁迫和从胁迫中恢复的周期是一个普遍的过程,也是与胁迫耐受密切相关的;④ 应观察长期胁迫对植物生长的影响,因为这种长期胁迫才更接近大多数作物的寿命.
转基因植物抗性基因资源还有待进一步发掘,但随着分子生物学技术和方法的不断发展和完善,植物抗性研究的不断深入,在植物体内建立可受逆境胁迫诱导表达的、比较完善的抗逆境体系,将会有更多的抗境转基因作物应用于生产实践,造福于全人类.
参考文献:
1.李晓慧,董明伟,刘康,等.植物抗旱基因及其功能研究进展[J]. 江苏农业科
学,,5:73-76.
2.化烨,才华,柏锡,等.植耐盐基因工程研究进展[J].华北农业大学学
报,,41(10):150-156.
3.谢晓亮,赵和,温春秀,等. 抗病基因质粒pAHCGG的构建及应用研究[J].华北农
学报, , 18: 59- 62.
4.张玉秀,徐进,王校,等. 植物抗旱和耐重金属基因工程研究进展[J].农业生态学
报,,18 (7) : 1631- 1639.
5.侯喜林,余庆辉,王柏柯,等.番茄芽期耐盐QTL 定位及其效应的初步分析[J].
西北植物学报, 2010, 30( 9) : 1792- 1798.
[园艺植物中的抗性基因及其应用]
篇3：干扰素基因的研究及在猪抗病育种中的应用
干扰素基因的研究及在猪抗病育种中的应用
文章列举了主要猪干扰素(IFN-α、IFN-β、IFN-γ)的基因结构和定位及表达产物,概述了猪干扰素基因可能存在与猪抗病力密切相关的遗传多态性及其在猪抗病育种中的研究和应用,提出抗病育种是当前和今后育种的主要方向,并对抗病育种将来的`发展前景进行了展望.
作 者：杨霞 YANG Xia 作者单位：成都农业科技职业学院畜牧兽医分院,成都,611130 刊 名：饲料博览 英文刊名：FEED REVIEW 年，卷(期)：2009 “”(3) 分类号：Q511 S828.2 Q352 关键词：干扰素基因 猪 抗病育种篇4：水稻稻瘟病抗性基因定位、克隆及应用
水稻稻瘟病抗性基因定位、克隆及应用
稻瘟病是水稻生产中最严重的病害之一,严重影响水稻的产量和品质,由于稻瘟菌小种的变异快,垂直抗性基因难以持续控制稻瘟病的'危害,因此,定位和克隆广谱持久的稻瘟病抗性基因,揭示其作用的分子机理,结合分子育种技术培育高产优质多抗的水稻新品种将是今后解决稻瘟病抗性育种最有效的途径.本文综述了水稻和稻瘟病菌之间的互作,稻瘟病抗性的分子机制,稻瘟病抗性基因定位,目前已经定位了73个稻瘟病质量抗性基因,其中9个稻瘟病抗性基因已经被克隆并进行了深入的研究,此外定位了至少11个QTL以及稻瘟病抗性基因克隆和功能分析,及其在水稻抗病育种中的应用.
作 者：郑钊 陈由强 张建福 谢华安 Zheng zhao Chen Youqiang Zhang Jianfu Xie Huaan 作者单位：郑钊,Zheng zhao(福建师范大学生命科学学院,福州,350108;农业部闽台农作物种质资源利用重点开放实验室,福州(国家)水稻改良分中心,福建省杂交水稻育种工程技术研究中心,福建省作物分子育种工程实验室,福建省水稻分子育种重点实验室,福建省农业科学院水稻研究所,福州,350018)陈由强,Chen Youqiang(福建师范大学生命科学学院,福州,350108)
张建福,谢华安,Zhang Jianfu,Xie Huaan(农业部闽台农作物种质资源利用重点开放实验室,福州(国家)水稻改良分中心,福建省杂交水稻育种工程技术研究中心,福建省作物分子育种工程实验室,福建省水稻分子育种重点实验室,福建省农业科学院水稻研究所,福州,350018)
刊 名：分子植物育种 英文刊名：MOLECULAR PLANT BREEDING 年，卷(期)： 7(2) 分类号：S4 关键词：稻瘟病 抗性基因 基因定位 克隆 应用篇5：AFLP分子标记技术在观赏植物中的应用
AFLP分子标记技术在观赏植物中的应用
综述了AFLP分子标记技术在观赏植物研究中的应用,主要内容有:1)遗传多样性和亲缘关系分析,2)遗传图谱的.构建,3)基因定位和克隆,4)种质资源和品种的鉴定,5)辅助选择育种.同时还对AFLP分子标记技术存在的问题和前景作了简要探讨.
作 者：蒋细旺 张启翔 JIANG Xi-wang ZHANG Qi-xiang 作者单位：蒋细旺,JIANG Xi-wang(国家花卉工程技术研究中心,北京,100083;江汉大学医学与生命科学学院,湖北,武汉,430056)张启翔,ZHANG Qi-xiang(国家花卉工程技术研究中心,北京,100083)
刊 名：草业科学 ISTIC PKU英文刊名：PRATACULTURAL SCIENCE 年，卷(期)： 23(6) 分类号：Q94 关键词：AFLP 观赏植物 应用篇6：TILLING在水稻育种中的应用前景
TILLING在水稻育种中的应用前景
TILLING(Targeting Induced Local Lesions in Genomes)是功能基因组研究中应用的一种反向遗传学技术.它能高通量、低成本地在EMS诱变群体中鉴定出发生在特定基因上的点突变.在其基础上发展出的EcoTILLING技术可发现种质资源中的.SNP位点及小插入或缺失多态性位点.水稻是非常重要的粮食作物,也是已经完成了全基因组序列测定,有丰富的生物信息学资源可以利用的基因组研究模式植物.水稻的分子标记辅助育种将在育种中扮演越来越重要的角色.在这样的背景下,从基于特定基因的种质资源鉴定、EMS诱变育种、及水稻功能标记开发等方面论述了TILLING在水稻育种中的应用前景.
作 者：闫双勇 刘学军 苏京平马忠友 孙林静 YAN Shuang-yong LIU Xue-jun SU Jing-ping MA Zhong-you SUN Lin-jing 作者单位：天津水稻研究所,天津,300112 刊 名：中国生物工程杂志 ISTIC PKU英文刊名：CHINA BIOTECHNOLOGY 年，卷(期)：2006 26(11) 分类号：Q94 关键词：定向诱导基因组局部突变技术 水稻 种质资源鉴定 EMS诱变篇7：分子生物技术在牛育种中的应用
分子生物技术在牛育种中的应用
文章对分子生物技术在牛育种中的应用进行了介绍,并对当前牛育种中对分子标记和QTL信息应用研究的亲子鉴定、单基因检测、性别控制和标记辅助选择等四个方面逐一阐述其基本原理和应用现状.
作 者：袁静宇 作者单位：包头轻工职业技术学院,内蒙古,包头,014035 刊 名：内蒙古科技与经济 英文刊名：INNER MONGOLIA SCIENCE TECHNOLOGY & ECONOMY 年，卷(期)：2008 “”(22) 分类号：Q7 S823 关键词：分子标记 微卫星 性别控制 基因座位【基因转移技术在观赏植物抗性育种中的应用】相关文章：
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