水稻转基因育种研究进展 7
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。
水稻遗传转化研究进展
物遗传转化技术迅 猛发展 ， 稻转基 因植 株始 于 １８ 水 ９８
年， 经过近 ２ ０年的发 展 ， 稻遗传 转 化体 系 已 比较 完 水
１２ 电激 法 （ ｌ ｔ ｐ ｒ ｉ ） ． Ｅｅ ｒ ｏａ ｏ ｃｏ ｔｎ
电激法 也 叫 电穿 孔法 ， ２ 是 ０世纪 ８ ０年代初 发展
起来 的一种遗 传转 化技术 ， 也是 以原生 质体为 受体 的
一
水稻转基 因于 ２ ０世纪 ８ ０年代 后期 获得成 功 ， 最 初转 化均采 用原生质体为 材料 的 Ｐ Ｇ介导法 ， Ｅ 后来相 继发展 了电击法 ， 因枪 法及农 杆 菌介 导法 等。这些 基
应用。
关键词 ： 水稻 ； 传 转 化 ； 响 因素 ； 用 遗 影 应
中 图分 类 号 ： ７４ Ｑ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８— ６ ２ ２０ ）５—００ ０ １０ ９ ３ （０ ８ ０ ０ ５— ５
水稻（ ｒ ａｓｔ ａ 是世 界上分 布 最广 ， Ｏｙ ｉ ） ｚ ａｖ 作为 最重 要 的的粮食 作物之一 ， 其遗 传转化一直受 到广泛重视 。 但是传统 的水稻育种方法 主要是 利用远缘杂交 和 品种
第２ ５卷第 ５期 ２０ ０ ８年 １ ０月
生 物 学 杂 志
Ｊ ０ＵＲ ＮＡＬ ０ Ｉ Ｌ Ｆ Ｂ Ｏ ＯＧＹ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ５ １２ ．
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水 稻 遗 传 转 化 研 究 进 展
（． 川华 业有限 任公司， ， ００； ， １四 丰种秦代锦 陈德西 ６ １ 晓 王小波 董友非 龚 责 ， 成都 胡 ０ ． １ ２ ， ， 桥
国内外水稻育种研究现状
国内外水稻育种研究现状作者：邵立红来源：《农业与技术》2013年第01期摘要：种子是生命之源，是人类生存的物质基础，种子的存在，不仅解决了人类所需的食物问题，而且有力的推动了社会的进步与科学的发展。
随着经济全球化的发展，21世纪的到来，更加证明了种子的重要之处。
其中，种子的代表之一就是水稻。
因此本文主要简要的概括国内外水稻研究现状及其水稻育种的发展趋势。
关键词：国内国外；水稻育种；研究现状；发展趋势中图分类号：S511 文献标识码：A1 前言无论是在发达国家，还是在发展中国家，粮食安全问题一直是一个国家安全的威胁，可以说粮食安全问题不再是一个地区或一个国家的问题，而是全球的一个重要问题。
针对粮食因素，一些国家已经付诸实践仔细研究。
如：日本，它是在20世纪80年代实行了超级稻育种计划。
而且我国也不甘落后，在1996年正式启动了水稻超高产育种项目。
虽然我国相对其他国家而言起步较晚，但无论是应用基础研究还是育种实践上都取得了重要进步。
因此，本文主要针对国内和国外的水稻育种研究的现状进行简要说明，以供有关人士参考。
2 国内水稻研究现状近些年来，我国水稻育种业有了较大的进步，虽然不能同发达国家相比，但在第3世界中已经处于领先地位。
分别体现在：2.1 我国水稻研究项目我国在1996年实行了中国超级稻研究的重大项目，这项计划为期10a。
2.2 我国常规稻的超高产育这种育种方法主要是在矮化、从化育种的基础上进行实施的，因为矮生早长水稻的特点是能够较早的长出较大、较厚、较长的叶片，提高了叶面积指数，这样利于营养物质的大量合成和储存。
本着这种思想，专家们育出了一批理想的品种。
2.3 我国杂交水稻的超高产育种杂交水稻的育种主要有袁隆平提出，这种育种方法分为一系、二系、三系。
三系法具有品种间杂种的优势，二系法具有亚种间杂种的优势，一系法具有边缘杂种的优势。
这3种方法优势的利用使育种取得了良好的效果，并培育出一部分新品种，取得了显著的社会经济效益。
转基因水稻的研究进展
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ａｄ ａ ｃ ｆ Ｔ ａ ｓ ｅ ｉ ｃ ｓ ａ ｃ ｖ ｎ ｅ ｏ ｒ ｎ ｇ ｎ ｃ Ｒｉｅ
Ｓ ＮＧ Ｄｏ ｇ ｍｉｇ Ｏ ｎ — ｎ ，ＨＥ Ｍｅ，ＭＥＮＧ ｈ ｏ ｈ ，Ｌ ｈ ｎ ｇ ａ ｇ ＨＡＮＧ Ｊｎ —ｏ ｇ ｉ Ｚ ａ — ｅ Ｉ Ｃ ｕ — ｕ ｎ ，Ｚ ｉｇ ｌｎ ，ＣＨＥＮＧ Ｆ ｎ — ａ ａｇ ｙｎ （ ｉ ｅｅｒｈ Ｉｓ ｔｔ ｅ ｏｇｉ ｇＡ ａ ｅ ｙ ｏ ａ ｄ Ｒ ｃａ ｔ ｎ Ｓｉｎｅ， ｉ ｍｓ ｅ ｏｇｉ ｇ １４ ０ ， ｈｎ ） Ｒｃ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅ ｅ ｉ ，Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｃｄ ｍ ｆＬ ｎ ｅｌ ｉ ｃ ｃｓ Ｊ ｎ ｉ ｉ ｎｊ ｎ ０ ７ Ｃ ｉａ ｌ ａ ｍａ ｏ ｅ ａ ，Ｈ ｌ ａ ５
枪法 。 １１ 农 杆 菌 介导 法 ．
农 朴 菌 介 导 转 化 法 是 将 外 源 基 因插 入 农 杆 菌 的 质 粒 ｊ ，由 载 体 将 外 源 冈转 移 整 合 到 植 物 细 胞 基 组 ｔ 二
ｏ ｒ ｎ ｇ ｎ ｃ ｉｅ ｒ ｕ ｄ ｔ ｅ ｗ ｒｄ ｓ ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｎ ｈ ａｅｙ ｏ ｒ ｎ ｇ ｎ ｃ ｉｅ ｓ ｐ ｏ ｐ ｃ ｅ ． ｆ ｔａ ｓ ｅ ｉ ｃ ａｏ ｎ ｈ ｏ ｌ ｉ ｎ ｒ ｕ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｆｔ ｆ ｔ ｓ ｅ ｉ ｃ ｉ ｒ ｓ ｅ ｔ ｄ ｒ ｏ ａ ｒ Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｅ ａ ｅｙ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｔ ａ ｓ ｅ ｉ；Ｒ ｃ ；Ｓ ｆ ｔ
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。
水稻基因遗传转化方法研究进展
华南农业大学学报 Journal of South China Agricultural University 2023, 44(6): 843-853DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202307001郭涛, 沈任佳, 王加峰. 水稻基因遗传转化方法研究进展[J]. 华南农业大学学报, 2023, 44(6): 843-853.GUO Tao, SHEN Renjia, WANG Jiafeng. Research progress on genetic transformation methods of rice[J]. Journal of South China Agricultural University, 2023, 44(6): 843-853.特约综述水稻基因遗传转化方法研究进展郭 涛 ，沈任佳，王加峰(华南农业大学 农学院/国家植物航天育种工程技术研究中心, 广东 广州 510642)摘要: 介绍水稻遗传转化方法的发展历程和科研成果，为水稻遗传转化体系的研究和应用提供借鉴。
从生物介导转化法和非生物介导转化法2类方法出发，介绍各种转化方法在水稻上的首次报道和重要进展并进行了展望。
生物介导转化法中，农杆菌Agrobacterium介导转化法通过侵染种胚、稻穗、愈伤组织和茎尖进行转化，种胚及其诱导的愈伤组织作为材料的转化体系较为成熟，稻穗和茎尖转化法则操作简便、转化再生周期短；此外，有研究尝试用根瘤菌Sinorhizobium和Rhizobium以及附着剑菌Ensifer adhaerens转化水稻。
非生物介导转化法中，物理方法转化法(基因枪法、电击法、花粉管通道法和显微注射法)是较为传统的转化方法，基因枪法应用较为成熟，花粉管通道法则取得较多育种成果；介质介导转化法中，纳米材料的应用正逐步成为研究热点。
水稻遗传转化体系的发展可从转化材料的筛选和优化介导转化的载体入手，同时将转化体系和DNA-free、单倍体诱导等技术结合起来，以提高转化效率和安全性，缩短转化再生周期。
转基因技术改良水稻株型研究进展
转基因技术改良水稻株型研究进展
赵祥强;杨学明;王军;张宏根;梁国华;顾铭洪
【期刊名称】《江苏农业科学》
【年(卷),期】2005(000)006
【摘要】优良的水稻株型是水稻能够获得高产的骨架,塑造理想株型是超级稻育种的主要技术路线之一.水稻株型相关基因的克隆为利用转基因技术改良水稻株型提供了条件.目前,利用转基因技术创造水稻新矮源的工作已经取得很大进展,对分蘖和穗型进行转基因调控的研究也已展开.随着越来越多的株型基因被克隆,利用转基因技术改良水稻株型将大有可为,这对水稻超高产育种的发展将起到积极的推动作用.【总页数】4页(P5-8)
【作者】赵祥强;杨学明;王军;张宏根;梁国华;顾铭洪
【作者单位】扬州大学农学院,江苏,扬州,225009;江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏,南京,210014;扬州大学农学院,江苏,扬州,225009;扬州大学农学院,江苏,扬州,225009;扬州大学农学院,江苏,扬州,225009;扬州大学农学院,江苏,扬州,225009【正文语种】中文
【中图分类】S511.035
【相关文献】
1.新株型水稻物质生产与产量形成的生理生态Ⅰ.新株型水稻物质生产与灌浆特性[J], 郭玉春;林文雄;梁义元;余高镜;陈鸿飞
2.转基因技术改良稻米淀粉品质的研究进展 [J], 赵江红;郭龙彪;钱前
3.转基因技术改良水稻淀粉品质研究进展 [J], 丁一;丁箐雯;李冰清;沈易;张宁;吴殿星
4.利用基因编辑技术改良水稻性状的研究进展与展望 [J], 杨平;陈春莲;熊运华;黄永萍;姚晓云;尹建华
5.利用转基因技术改良小麦品质的研究进展 [J], 孙重霞;张桂堂;梁荣奇;张晓东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基因工程在水稻育种中的应用研究进展_张桂莲
基因工程在水稻育种中的应用研究进展张桂莲,陈立云(湖南农业大学水稻科学研究所,长沙,410128)摘 要:随着生物工程技术的发展,基因转化技术日趋成熟,转化频率逐渐提高,应用基因工程手段改良水稻品种已逐渐变为现实,并显示出诱人前景。
综述了水稻基因工程原理、转化受体系统、转基因方法及其在育种上的应用的研究进展。
关键词:基因工程;受体系统;转化方法;水稻;育种中图分类号:S511.032,Q789 文献标识码:A 文章编号:1001-5280(2005)05-0261-05 水稻是世界最重要的粮食作物之一,全世界三分之一以上人口以之为主食,在农业生产中占有重要地位。
但在水稻生产中,由于各种病虫草和不良气候与环境条件的影响,严重制约了水稻的高产、稳产、优质。
80年代以来,生物工程技术的兴起与发展,特别是基因工程技术在改良作物品种中的广泛应用,为培育作物新品种提供了新的手段,从而开辟了水稻育种的新时代[1,2]。
自1988年第一批转基因水稻问世[3],人们越来越重视通过基因工程的方法改良水稻品种。
近年来,水稻分子生物学理论与技术的研究发展迅速,取得了一些突破性进展,在提高水稻的抗虫、抗病、抗逆性、产量和品质等诸多方面展现出良好的发展前景。
1 基因工程原理与特点转基因技术可以使基因在植物、动物和微生物之间相互转移,克服了物种间隔离,已成为一种新的育种手段。
其原理是:首先利用核酸内切酶处理目的基因或cDN A与质粒DN A,二者通过具有互补碱基的黏性末端的连接形成重组质粒,重组质粒转化大肠杆菌,并在大肠杆菌中繁殖,从而得到目的基因克隆;其次,根据育种需要,在克隆的目的基因前接上能使之在水稻细胞中高效表达的基因启动子,并与含有抗菌素抗性等基因的质粒构建重组分子;然后,重组DN A分子转化农杆菌,含有重组分子的农杆菌感染受体组织,目的基因通过T-DN A转移到受体细胞基因组中;随后用抗菌素筛选出转化体,并根据目的基因的核苷酸序列制备探针或设计引物,用分子杂交或PCR方法对转化体进行进一步的分子验证。
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水稻转基因育种研究进展王彩芬,安永平,韩国敏,张文银,马 静(宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105)摘要:对水稻转基因技术在抗虫、抗病、抗逆及改良米质等方面的进展进行了综述。
关键词:水稻; 转基因育种; 进展中图分类号:S511.035.3 文献标识码:A 文章编号:1002-204X(2005)06-0055-03 20世纪下半叶以来,由于分子生物学研究的巨大成就,使生物学成为自然科学的带头学科,它的理论和方法已渗透到生命科学的许多领域,为生命科学的研究带来新的思维方式和研究手段。
基因工程技术在植物遗传育种上应用很广泛,并取得了显著成就。
水稻是最重要的粮食作物之一,世界上约有一半以上的人口以稻米为主食。
据专家预测,到2025年在现有稻谷产量的基础上再增加60%才能满足需要(K hush,1995)。
随着人口的增长和耕地面积的减少,世界尤其是我国将面临粮食问题的严峻挑战,培育优良品种是提高稻谷产量的主要途径。
传统的育种技术已为培育水稻新品种做出了巨大贡献,并将在今后继续发挥主导作用,但由于品种资源的贫乏,单靠传统育种已很难有大的突破。
基因工程技术为水稻分子标记辅助育种、水稻转基因育种提供了一条新途径。
转基因技术可以将水稻基因库中不具备的抗病、抗虫、抗除草剂、抗旱、耐盐、改善品质、提高产量等基因转入水稻,从而实现水稻种质创新和为生产提供优良品种。
自1988年以来,国内外已得到了许多水稻转基因植株,涉及到抗虫、抗病、抗除草剂、抗旱、耐盐、改良品质等重要农艺性状,有些已进入田间试验和应用阶段。
1 水稻转基因育种进展植物转基因育种是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或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,使植物获得新的性状的一种品种改良技术。
在植物分子生物学研究的众多材料中,水稻不仅是世界重要粮食作物,而且由于其基因组较小、重复序列较少的优点而成为一种重要的分子遗传学研究的单子叶模式植物,基因组测序已完成。
自1988年首次获得转基因水稻以来,水稻转基因技术已获得突飞猛进的发展,目前已成功获得籼稻、粳稻、爪哇稻的转基因植物。
随着基因枪转化技术的建立和根癌农杆菌介导转化法的成功,水稻基因转化技术日益完善。
而且转移目标基因已从报告基因或筛选标记基因进入改良水稻抗性和适应性,以及改善品质,提高产量等重要基因的利用。
1.1 抗虫转基因水稻育种水稻是虫害最多的大田作物,稻螟虫和稻飞虱危害最为严重,水稻中抗虫资源贫乏,转基因技术为抗虫品种的培育提供了一条新途径。
自从1989年实现苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)抗虫基因转化水稻并得到再生植株以来,转抗虫基因水稻的研究取得了很大进展。
转抗虫基因水稻包括转Bt基因、转蛋白酶抑制基因和转凝集素基因。
在转Bt基因的研究方面,中国农科院生物技术中心杨虹等(1989)将Bt基因导入水稻品种台北309、中花8号的原生质体并获得再生植株;Fujim oto等(1993)通过电激法将cry LAb 基因导入水稻,首次报道了转Bt基因水稻对二化螟和稻纵卷叶螟的抗性。
项友斌等(1999)利用农杆菌介导实现了苏云金杆菌抗虫基因cryI A(b)和cryI A(c)在水稻中的转化;黄健秋等(2000)利用农杆菌介导获得转(Bt)基因秀水11和春江11植株;薛庆中等(2002)利用农杆菌介导获得转双价抗虫基因(cryI Ac和豇豆胰蛋白酶抑制基因C pTI)浙大19植株;朱常香等(2002)获得Bt和X a21共转化水稻(C48)植株。
近几年转Bt基因研究越来越多,进展很快,在籼稻、香稻、爪哇稻、杂交稻、深水稻中获得成功,选育出克螟稻1号、2号、3号(舒庆尧等,1998)。
转Bt基因水稻在我国已进入环境释放阶段,有望培育出应用于生产的抗虫品种。
在转蛋白酶抑制剂基因水稻研究方面,通过电激介导原生质体转化,Xu等(1996)把豇豆胰蛋白酶抑制剂基因C pT i转入粳稻品种台北309,转基因植株对大螟和二化螟2种水稻虫害都具有抗性;通过基因枪介导马铃薯蛋白酶抑制剂基因PinⅡ转化水稻,Duan等(1996)获得了Nipponbare、台南67和Pi4等3个粳稻品种的抗大化螟转基因株系;Lee等(1999)利用PEG介导法将大豆K units胰蛋白酶抑制剂(SK TI)的cDNA转入粳稻Nagdongbyeo的原生质体,再生转基因植株的后代抗褐飞虱。
曾黎琼等(2004)利用农杆菌介导将马铃薯蛋白酶抑制剂基因(PinⅡ)导入玉优1号、HT-7中;孔维文等(2004)利用农杆菌介导将PT A和马铃薯高赖氨酸蛋白基因(S B401)同时转入超级杂交稻亲本材料1826中。
在转凝集素基因水稻研究中,主要是转雪莲花凝集素(G NA)基因,采用基因枪法,英国John Innes Centre(Maqbool等,1999;Rao等,1998;Sudhakar等,1998)把G NA基因导入AS D16、M5、M7、M12、FX92D、Basmati370等籼稻品种中,得到200多株转基因植株,G NA在水稻中呈高水平的组成性表达(用Ubi启动子)或韧皮部专一性表达(用Rssl启动子),转基因植株抗褐飞虱。
在我国,傅向东等(1997)用G NA基因枪转化水稻IR72、IR76、珍汕97和秀水11等品种,部分转基因植株子代对褐飞虱有一定抗性;T ang(唐克轩等,1999)通过基因枪介导实现了G NA 基因和X a21基因的共转化,得到了转基因植株。
唐克轩等(2003)利用农杆菌介导将半夏凝集素基因(pta)导入粳稻鄂宛105、中花12和籼稻E优532中,获得7个转基因纯系。
1.2 抗病转基因水稻育种抗病转基因水稻包括转抗病毒基因、抗真菌病害基因和抗细菌病害基因。
抗病毒转基因已开展了8种病毒的转基因研究,包括水稻通枯罗病毒(rice tungro disease)、水稻齿叶矮缩病毒(rice ragged收稿日期:2005-07-21作者简介:王彩芬(1968-),女,副研究员,从事水稻花培育种研究。
T el:0951-*******E-mail:caifen-68@stunt dwar f virus,RRS V)、水稻条纹叶枯病毒和其它病毒,如水稻黄矮病毒(RY S V)、水稻矮缩病毒(RDV)等,取得了一定进展。
在真菌病害中,危害最严重的是稻瘟病和纹枯病。
几丁质酶是研究最广泛的一种病程相关蛋白(pathogensis-related,PR),Nishizawa 等(1991)从水稻中克隆了3个几丁质酶基因,并通过农杆菌介导将它们转入2个粳稻品种(Nishizawa等1999),转基因植株对2个稻瘟病生理小种具有显著抗性。
在我国,田文忠等(1998)采用基因枪法将葡萄的芪合成酶基因转入6个水稻材料,获得了54株转基因植株,不但抗稻瘟病,而且抗白叶枯病;明小天等(2000)采用农杆菌介导法,将单链核糖体灭活蛋白(ribos ome-inactivating protein,RIP)基因—天花粉蛋白基因转移到粳稻品种中花8号中,转基因植株对稻瘟病有明显的延迟发病抗性。
孙敬三等(2003)将具有广谱抗性作用的葡萄糖氧化酶(G O)基因,利用pC AG1301/LBA4404转化粳稻日本晴,获得抗稻瘟病植株;毛碧增等(2003)将几丁质酶基因(RCH10)和苜蓿β-1,3-葡聚糖酶基因(AG LU)串联构建于表达质粒pZ100,经农杆菌转化粳稻台北309获得对纹枯病具有较高抗性的T1植株。
白叶枯病是世界水稻生产中广泛发生,危害最严重的细菌性病害。
在水稻中,至少已鉴定了19个抗白叶枯病的基因(K inoshita, 1995)。
在我国,中国科学院遗传所与中国农业科学院、扬州大学等合作(翟文学等,2000),采用农杆菌介导法将X a21转到了1个杂交稻保持系、2个恢复系和2个常规稻5个材料中,得到了117个独立转化株系,有望培育出能在生产上应用的抗白叶枯病水稻品种。
朱常香等(2002)利用农杆菌介导获得Bt和X a21共转化水稻(C48)植株,类似的研究很多。
1.3 抗除草剂转基因水稻育种在抗除草剂转基因水稻研究中,大多使用的是Bar基因,也有个别报道使用的是als基因,国外在这方面研究较早,Christou等(1991)首先报道了他们利用基因枪法把Bar基因转入6个水稻品种中,且Bar基因能够正常表达。
在我国,中国农科院生物技术中心范云六先生实验室用CaM V35S引导的Bar基因,通过电激法介导实现了广亲和系02428的原生质体转化,得到了抗除草剂PPT的转基因植株(Wu等1996);中国水稻研究所通过基因枪法将Bar基因转入水稻品种京引39、中百4号、春江4号、春江03和秀水11的幼胚中,得到了转基因植株,而且Bar基因是可稳定遗传的(朱冰等, 1996;吴名国等,1999);通过基因枪介导法,上海农科院邓晓梅等(1998)也获得了转Bar基因的粳稻抗除草剂植株。
该领域有的已进入产业化应用研究之中。
孙宗修等(2000)利用农杆菌介导将外源Bar基因转入杂交水稻恢复系R181和秀水04;陈锦清等(2003)利用农杆菌介导将外源Bar基因转入秀水11、秀水072、和ZH9905,转基因植株对BAST A具有高度抗性;王松文,孙宗修等(2004)利用农杆菌介导将细菌阿特拉津氯水解酶基因转入津稻107,转基因植株对除草剂阿特拉津具有抗性。
1.4 抗逆转基因水稻育种这方面研究主要有转LE A(后期胚胎发生丰富蛋白)基因、甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)基因等。
中国科学院遗传所用基因枪将山菠菜的BADH cDNA导入中花8号、中花10号和中远1号(郭岩等,1997),获得耐盐转基因植株;中国水稻研究所王慧中等(2000)将1-磷酸甘露醇脱氢酶基因(MT LD)和6-磷酸山梨醇脱氢酶基因(G UT D)同时转入籼稻,获得了双价转基因耐盐植株。
Y okoi等(1998)利用农杆菌介导将拟南芥甘油3-磷酸酰基转移酶(G PAT)的cDNA转入粳稻中,转基因植株叶片的不饱和脂肪酸含量比对照高28%,耐冷能力提高,低温(17℃)下净光合速率提高20%。
1.5 转基因改良稻米品质研究包括改良淀粉、改良种子贮藏蛋白和氨基酸、改变种子维生素组成、增加稻米胚乳铁含量等。
稻米中参与淀粉合成的酶有焦磷酸化酶(AG PP)、颗粒凝结型淀粉合成酶(G BSS)、淀粉分支酶(S BE)和淀粉去分支酶(DBE),编码这几种酶的基因或cDNA都已被克隆(徐军望等,2000),苏军等(2004)将淀粉分支酶基因导入一些籼稻品系,转基因材料的淀粉性状得到改善。