浅谈我国转基因水稻的研究(一)
水稻转基因育种的研究进展与应用现状
水稻转基因育种的研究进展与应用现状刘志宏1 田 媛2 陈红娜1 周志豪1 郑 洁2 杨晓怀1（1深圳市农业科技促进中心，广东深圳518000；2暨南大学食品科学与工程系，广东广州510632）摘要：随着生物技术发展的不断深入，我国水稻种业的发展也面临着全新的机遇和挑战。
目前，改善水稻品种质量的主要方法有分子标记技术、基因编辑技术和转基因技术。
其中，转基因水稻是利用生物技术手段将外源基因转入到目标水稻的基因组中，通过外源基因的表达，获得具有抗病、抗虫、抗除草剂等优良性状的水稻品种。
近年来，国内外在采用转基因技术进行水稻育种，提升水稻产量、改善水稻品质方面具有较多的研究进展。
在阐述转基因技术工作原理的基础上，概述国内外利用转基因技术在优质水稻育种方面的研究进展，进一步探究转基因技术在我国水稻育种领域的发展前景。
关键词：转基因育种；水稻；病虫害；除草剂Research Progress and Application Status of Rice Transgenic Breeding LIU Zhihong1，TIAN Yuan2，CHEN Hongna1，ZHOU Zhihao1，ZHENG Jie2，YANG Xiaohuai1（1Shenzhen Agricultural Technology Promotion Center，Shenzhen 518000，Guangdong；2Department of Food Science and Engineering，Jinan University，Guangzhou 510632）水稻（Oryza sativa L.）作为世界上重要的粮食作物之一，为世界超过1/3的人口提供了主粮，全球种植面积约1.4亿hm2[1]。
“十二五”以来，我国水稻产量连续稳定在2亿t以上[2]。
水稻作为我国的主要粮食作物，在我国粮食生产领域占据着十分重要的地位，水稻品种改良仍是保障种业持续发展和国家粮食安全的重点。
浅析我国转基因水稻的研究
文章编号: 1671一7597 (2008) 04200 1一 0 01
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D A N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、国内外的转甚因技术 转基因技术自 世纪7 年代诞生以来，已经取得迅速的发展. 到目 0 2 0 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33 抗虫棉 ( 高抗棉铃虫、抗枯萎病、耐黄萎病) 。 B 由中国农科院生物中心、江苏省农科院导入B 基因，由安徽省种子公司， t 安徽省东至县棉种场共同选育的抗虫棉 “ 国抗1号”在安徽省己通过审定。 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Sv lo. e叨 l l 等公司利用基因工程技术将外源基因导入甘蓝型油菜， a elbu 培育成抗除草剂油菜新品种; 比利时咫5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. 因技术在水相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己趋向成熟，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c N 等分别导入水稻，获得了抗不同病毒病的转基因株系 DA 或植株。在我国，转基因技术在水稻中的应用己 经取得了惊人的成果。 ( 一) 转基因技术在提高水稻植株的抗B r 除草剂的成果 s a a 王才林等利用花粉管通道法将抗Ba t 除草剂的ba 基因导入水稻品系 s a r “ 2”，获得转基因植株。抗性鉴定表明，转基因植株能充分表达对 3 E a t B s a除草剂的抗性; 通过对转基因植株后代P R C 分析，证实ba 基因已整合 r 到受体植 基因 株的 组中， 遗传分析表明， r 基因能 ba 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. 段俊等利用转荃因技 术， 成功将抗除草剂ba 基因转 r 入水稻恢复系明恢 ，并在此基础上育成了 6 8 明 3 B、 8 B、 恢6 优6 双七B 等抗除草剂转ba 基因 r 恢复系3 多个. 同时 0 利用明
转基因水稻的研究进展
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枪法 。 １１ 农 杆 菌 介导 法 ．
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转基因水稻品种
转基因水稻品种一、转基因水稻的概念转基因水稻是指通过基因工程技术将外源基因导入水稻基因组中，从而使水稻获得新的性状或特性的水稻品种。
例如，可能导入抗虫基因使水稻能够抵抗特定害虫的侵害，或者导入抗除草剂基因方便田间杂草管理等。
1. 抗虫转基因水稻- Bt转基因水稻- 原理：将苏云金芽孢杆菌（Bt）中的杀虫蛋白基因导入水稻。
Bt蛋白能够特异性地毒杀鳞翅目害虫，如螟虫等。
当害虫取食转基因水稻后，Bt蛋白在害虫肠道内被激活，与肠道上皮细胞表面的特异性受体结合，造成肠道穿孔，最终导致害虫死亡。
- 优势：显著减少化学杀虫剂的使用量。
传统防治螟虫等害虫需要多次喷洒农药，这不仅成本高，而且农药残留会对环境和人类健康造成潜在威胁。
抗虫转基因水稻能在很大程度上解决这些问题，提高水稻产量的稳定性。
- CpTI转基因水稻- 原理：豇豆胰蛋白酶抑制剂（CpTI）基因被导入水稻。
CpTI能够抑制害虫体内的胰蛋白酶活性，从而影响害虫的消化过程，达到抗虫的目的。
- 优势：具有较广的抗虫谱，对多种害虫都有一定的抑制作用。
同时，由于其作用机制与Bt蛋白不同，两者结合使用可以延缓害虫对单一抗虫基因产生抗性。
2. 抗除草剂转基因水稻- 例如，导入抗草甘膦基因的水稻。
- 原理：草甘膦是一种广谱性的除草剂，它通过抑制植物体内的5 - 烯醇丙酮莽草酸 - 3 - 磷酸合成酶（EPSPS）的活性来杀死植物。
抗草甘膦转基因水稻中导入了经过修饰的EPSPS基因，这种基因编码的酶对草甘膦不敏感，从而使水稻在使用草甘膦除草剂时能够正常生长，而杂草被有效清除。
- 优势：方便田间杂草管理。
在传统水稻种植中，人工除草劳动强度大，化学除草容易对水稻产生药害。
抗除草剂转基因水稻可以在水稻生长期间精准地使用草甘膦进行除草，提高田间管理效率，减少杂草与水稻争肥、争光等情况，有助于提高水稻产量。
三、转基因水稻的安全性争议1. 环境安全方面- 基因漂移问题- 争议点：转基因水稻中的外源基因可能通过花粉传播等方式漂移到野生稻或其他近缘植物中，从而可能改变野生植物的基因组成和生态特性。
利用转基因技术改良水稻抗性和品质的研究的开题报告
利用转基因技术改良水稻抗性和品质的研究的开题报告
题目：利用转基因技术改良水稻抗性和品质的研究
研究背景和意义：
水稻是我们国家的主要粮食作物之一，也是世界范围内最为重要的粮食作物之一。
然而，水稻产量与品质方面仍然存在一些问题，例如长时间的病虫害侵袭和过度使用农药导致的农产品质量下降等。
因此，通过转基因技术来提高水稻的抵抗力和品质已成为当前水稻研究的一个重要领域。
研究内容：
本研究旨在利用转基因技术改良水稻的抗性和品质，包括以下方面：
1. 构建抗病虫害的转基因水稻。
通过转基因技术，将一些与病虫害相关的基因转移到水稻中，以提高水稻的抗病虫害能力。
2. 改进水稻的逆境适应性。
通过转基因技术，将一些逆境适应相关的基因引入到水稻中，以提高水稻的抗逆能力。
3. 提高水稻品质。
通过转基因技术，将一些水稻品质相关的基因引入到水稻中，以提高水稻的口感、色泽、香味等品质指标。
研究方法：
1. 通过PCR扩增目标基因，在原核系统中进行克隆并纯化。
2. 将目标基因构建入适当载体中，通过农杆菌介导转化法将其转化入水稻中。
3. 对转化后的植株进行PCR检测和基因表达水平测试。
4. 对转化后的水稻进行田间试验，评价其抗性和品质等指标变化。
预期成果：
1. 通过转基因技术，成功构建抗病虫害、逆境适应性和品质优良的水稻。
2. 通过田间试验，验证转基因水稻的抗性和品质变化。
3. 为今后水稻品种选育和改良提供参考和借鉴。
转基因水稻培育实验报告
一、实验目的本实验旨在通过基因工程技术，将具有特定功能的基因导入水稻中，培育出具有抗病、抗虫、抗逆等优良性状的转基因水稻，为我国水稻育种提供新的途径。
二、实验原理转基因技术是指将外源基因导入目标生物体基因组中，使目标生物体获得新的性状或功能。
本实验采用农杆菌介导法将目的基因导入水稻中，通过基因重组，使水稻获得抗病、抗虫、抗逆等优良性状。
三、实验材料1. 水稻品种：Oryza sativa L.（籼稻）2. 抗病基因：Xa213. 抗虫基因：Bt蛋白基因4. 抗逆基因：海藻糖合成酶基因5. 农杆菌：Agrobacterium tumefaciens EHA1056. 实验试剂：限制酶、DNA连接酶、质粒、抗生素等四、实验方法1. 目的基因的克隆与构建（1）从基因库中获取抗病基因Xa21、抗虫基因Bt蛋白基因和抗逆基因海藻糖合成酶基因的DNA序列。
（2）利用PCR技术扩增目的基因。
（3）将扩增的目的基因与载体质粒连接，构建重组质粒。
2. 农杆菌转化（1）将重组质粒转化农杆菌EHA105。
（2）将转化后的农杆菌接种于含有抗生素的培养基中，筛选阳性克隆。
3. 转化水稻（1）将阳性农杆菌接种于含有抗生素的培养基中，培养至对数生长期。
（2）将农杆菌与水稻叶片接触，进行转化。
4. 筛选转基因植株（1）将转化后的水稻苗移栽至田间，进行抗性鉴定。
（2）根据抗性表现，筛选出转基因植株。
5. 分子鉴定（1）提取转基因植株的DNA。
（2）利用PCR技术检测目的基因是否整合到水稻基因组中。
五、实验结果1. 成功构建了含有抗病基因Xa21、抗虫基因Bt蛋白基因和抗逆基因海藻糖合成酶基因的重组质粒。
2. 转化后的农杆菌能够将目的基因导入水稻中。
3. 通过抗性鉴定，筛选出具有抗病、抗虫、抗逆等优良性状的转基因水稻。
4. 分子鉴定结果显示，目的基因已整合到水稻基因组中。
六、实验结论本实验成功培育出具有抗病、抗虫、抗逆等优良性状的转基因水稻，为我国水稻育种提供了新的途径。
转基因水稻的原理
转基因水稻的原理
转基因水稻的原理是通过将具有特定基因的外源DNA导入到水稻细胞中，并使其正常表达，在水稻中产生所需的特定性状。
转基因水稻的原理主要包括以下几个步骤：
1. 基因选择：选择具有所需特性的基因，这些基因可以来自同一物种或其他物种。
例如，选择具有抗虫性、抗草木得、耐盐碱等性状的基因。
2. 基因克隆：将选定的基因从其原始来源中克隆出来，通常使用PCR等分子生物学技术来扩增目标基因序列。
3. 插入载体：将目标基因插入携带基因转移所需的DNA片段的载体中。
常用的载体是冠状病毒、细菌或酵母等。
4. 基因转移：将插入载体的基因导入到水稻细胞中。
目前常用的方法有农杆菌介导转化和基因枪转化等。
转化过程中，目标基因被导入水稻细胞的染色体中。
5. 基因整合和表达：插入的基因在水稻细胞中整合到染色体上，并在细胞的遗传物质DNA中被正常复制和遗传。
转基因水稻的这些细胞和后代可以继续表达改良后的特性。
6. 选育和鉴定：基于获得的转基因水稻植株，进行纯系选育和鉴定，确保其稳
定性和所需特性的遗传传递。
通过这些步骤，转基因水稻可以获得具有所需特性的水稻品种，以提高水稻的抗病虫害、抗逆性、增加产量等特性，进而提高农作物的生产效益。
水稻育种技术的研究
水稻育种技术的研究水稻是我国人民的主要粮食作物之一，其栽培历史可追溯到数千年前的黄河流域。
如今，随着国家现代化进程的加速，对于水稻生产高产、多产的要求也越来越高。
针对这种情况，水稻育种技术已经成为当前科学研究领域中的一个热门话题。
本文将探讨水稻育种技术的研究进展及未来的展望。
一、水稻育种技术的历史自20世纪50年代以来，人们开始了解水稻育种技术，这项工作在20世纪60年代迅速发展。
水稻育种技术涉及到各个方面的学科，例如生物学、农学、化学等等。
通过栽培新的高产高效的水稻品种，可以为我国的农业生产提供更多的帮助，带来更好的社会效益。
二、水稻育种技术的现状近年来，我国在水稻育种技术方面已经取得了许多重大的成果。
例如利用分子生物学技术对水稻基因进行研究，开发出可耐受低温和干旱的新品种。
此外，人工智能技术也为水稻育种带来了新的突破。
通过使用计算机模型进行水稻育种，可以大大缩短研究周期，并提高精度和效率。
三、未来的展望随着科学技术的不断发展，未来水稻育种技术也会不断更新。
例如针对日益严峻的气候变化，将会开发出更加相应的高温耐性、干旱耐性和抗病性的品种。
同时，将会探索出更优秀的基因编辑工具，为水稻育种提供更广的应用范围。
四、水稻育种技术的意义水稻育种技术对于多方面的意义十分重大。
通过改良水稻品种的产量和品质，可以提高我国的粮食自给率，从而保证粮食供应的稳定性。
同时，水稻育种技术的发展还可以增加农民的收入，提高农业生产的经济水平。
值得一提的是，水稻育种技术还可以使我国的农业产业更加现代化，向着更加社会化和高效化的方向发展。
综上所述，水稻育种技术的研究目前正处于一个高速发展的阶段，其意义和贡献不可低估。
通过持续的研究和发展，相信未来水稻育种技术一定会实现更重大的突破。
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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，
成功将抗除草剂bar基因转入水稻恢复系明恢86，并在此基础上育成了明恢63B、优68B、双七B等抗除草剂转bar基因恢复系30多个。
同时利用明恢86B选配出了抗除草剂转bar 基因杂交稻II优86B及特优86B等。
大田结果表明：转入的bar基因能稳定遗传，并在不同生育期表达对除草剂的抗性，没有出现基因沉默现象，也未发现bar基因的漂移现象。