转基因水稻的进展
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 ．
０ｅ ． ００ ｔ２ ８
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
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
基因转移技术在水稻耐盐性改良中的研究进展与应用前景
基因转移技术在水稻耐盐性改良中的研究进展与应用前景水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，对世界人口的粮食安全具有重要意义。
然而，全球气候变化和不断增加的盐碱地区对水稻的产量造成了巨大的威胁。
为了增加水稻对盐碱胁迫的耐受性，科学家们通过基因转移技术进行了许多研究，并取得了一系列的突破。
基因转移技术是通过将外源基因导入目标植物的细胞中，从而改变目标植物的性状或功能。
在水稻耐盐性改良中，研究人员通过转移耐盐基因，利用基因转移技术成功地提高了水稻对盐碱胁迫的抵抗能力。
在过去的几十年里，许多耐盐基因被发现，其中一些已经成功应用于水稻中。
例如，SOS1基因编码一种钠/氯共转运蛋白，其转移到水稻中可以显著提高水稻对盐碱胁迫的耐受性。
另一个例子是NHX1基因，它编码一种钠/氢离子交换器，转移到水稻中也可以增加水稻对盐碱胁迫的抵抗能力。
然而，尽管这些研究取得了一定的成果，但在转基因水稻的应用中仍存在一些问题。
首先，转基因水稻的食品安全性和环境风险需要严格的评估。
虽然过去几十年的研究表明转基因作物在食品安全和环境方面的风险较低，但公众对转基因作物的担忧仍然存在。
因此，相关机构需要进行更多的研究和监管，以确保转基因水稻的安全。
另一个问题是转基因水稻的遗传稳定性和表达一致性。
由于水稻是自交和异交交配方式，转基因水稻的遗传稳定性和表达一致性成为研究的难点。
目前，研究人员正在寻找解决这个问题的方法，例如通过筛选或交叉育种来确保转基因水稻的稳定性和一致性。
尽管存在一些挑战，但基因转移技术在水稻耐盐性改良中的应用前景仍然非常广阔。
随着技术的不断进步和基因库的不断丰富，越来越多的耐盐基因将被发现并应用于水稻育种中。
此外，随着基因编辑技术的发展，研究人员可以精确修改水稻基因，从而实现更高效、更快速的基因转移。
除了改善水稻的耐盐性外，基因转移技术还可以用于改良水稻的其他性状，如抗病性、抗虫性和抗逆性等。
通过转移与这些性状相关的基因，可以大大提高水稻的产量和质量，从而进一步提高粮食安全。
水稻分子育种技术的研究进展
水稻分子育种技术的研究进展水稻是世界上最重要的粮食作物之一，其主要种植区域位于以亚洲为主的发展中国家。
然而，水稻的生长周期长，产量低，受环境因素的影响较大，对农民经济收益的影响也很大。
随着技术的飞速发展，水稻分子育种技术被认为是提高水稻产量和抗病能力的一种重要手段。
本文将介绍水稻分子育种技术的研究进展。
一、分子标记辅助选育分子标记辅助选育是指利用各种分子标记技术对遗传多样性、遗传连锁和精细定位等进行分析，以加速选育进程和提高选育效率的一种技术手段。
该技术不仅可以加速选育进程，提高选育效率，还可以避免一些传统选育方法中所存在的问题。
例如，基于分子标记技术的QTL定位和克隆，科学家可以更加精细地进行杂交组合和种质筛选，进而有效地提高育种效率。
此外，该技术还可以通过对水稻基因组中的微卫星标记、单核苷酸多态性标记和功能基因标记等进行分析，为杂交组合和种质选择提供更加准确的遗传背景信息。
因此，基于分子标记辅助选育的水稻育种工作得到了广泛关注和研究。
二、利用CRISPR-Cas9技术改良水稻基因CRISPR-Cas9技术是一种基于剪切目标DNA的精准基因编辑技术。
它可以通过人工设计的小RNA分子对特定基因进行靶向编辑，从而产生特定的基因改变。
该技术可以被应用于水稻的基因编辑和纯化。
例如，一种名为OsPPR736的基因被证明可以调控水稻的光合作用和呼吸作用，并影响大米质量和产量。
科学家利用CRISPR-Cas9技术成功对OsPPR736进行了靶向编辑，从而获得了产性状良好、产量更高的水稻品种。
类似地，该技术还可以用于改良水稻质量、耐旱、抗虫等性状，具有广泛的应用前景。
三、利用转基因技术提高水稻产量转基因技术是指利用外源基因对目标物种的基因进行改造和调节的一种技术。
在水稻中，转基因技术可以被用于提高其产量和改善其抗病性。
例如，水稻负责光合作用的基因被植入到水稻中，从而增强光合作用的效率，提高水稻的生产力。
此外，一些抗病基因和逆境响应基因也可以通过转基因技术进行提高，使水稻获得更好的抗病和逆境能力。
水稻基因改良与产量提高
水稻基因改良与产量提高水稻是全球最重要的粮食作物之一，为了满足世界日益增长的粮食需求，提高水稻产量成为了重要的课题。
基因改良技术的应用为水稻的产量提高提供了一种有效的途径。
本文将重点讨论水稻基因改良与产量提高的相关内容。
一、水稻基因改良的概念与方法基因改良是指通过对水稻的基因进行调整和优化，以达到提高其产量、抗性等有益性状的目的。
目前常用的水稻基因改良方法包括传统育种与转基因技术。
1. 传统育种方法：传统育种方法依靠选择、杂交等手段来进行水稻品种改良。
通过选育具有高产、抗病虫害等优良性状的亲本，再通过杂交交配获得更好的后代品种。
虽然传统育种技术取得了一定的成果，但进展较为缓慢且存在一定的局限性。
2. 转基因技术：转基因技术是指向水稻中插入外源基因，以改变其遗传特性的方法。
通过插入具有抗虫、耐逆等特定基因的转基因水稻，可以显著提高水稻产量和抗性。
然而，转基因技术在应用过程中也面临一些争议和风险，如不确定的安全性和可能对环境造成的影响等。
二、水稻基因改良对产量提高的作用水稻基因改良对产量提高具有重要的作用，主要体现在以下几个方面：1. 提高抗病虫害能力：通过基因改良，可以使水稻具备更强的抗病虫害能力，减少病虫害对水稻产量的影响。
例如，转基因水稻中插入的具有抗虫基因可以有效减少病虫害的发生，保障水稻的生长和产量。
2. 增强耐逆性：水稻基因改良还可以通过增强其耐逆性，使其在恶劣环境条件下仍能正常生长和产量。
转基因技术可在水稻中导入耐干旱、耐盐碱等基因，提高水稻的适应性，从而增加产量。
3. 优化生长特性：通过基因改良，可以改变水稻的生长特性，如控制植株高度、调节灌浆期等。
改良后的水稻具备更好的产量结构和生长特征，有助于提高产量。
三、水稻基因改良面临的挑战与问题水稻基因改良虽然带来了诸多好处，但也面临一些挑战与问题：1. 安全性问题：转基因水稻的产生引发了对其安全性的争议。
由于外源基因的插入，可能导致未知的不确定性和潜在的风险。
农杆菌介导的共转化法培育无选择标记转基因水稻的研究进展
ａ ｄＢｏｅ ｎｌ ｙ Ｓ ａ ｄｎ ｒ ｉ ｅ Ｊｎ ｎ ５ １０， ｈｎ ； ． ｅ ａｏａｏ Ｃｏ ｅｅ ｃ ｍ ｒｖｍ ｎ ａ ｄ ｎ ｉ ｃ ｏｏ ， ｈｎ ｏｇＰｏ ｎ ， ｉａ ０ ０ Ｃ ｉ ２ ＫｙＬｂｒｔｒ ｏ ｒ Ｇｎｔ ｐｏｅ ｔ ｎ ｔｈ ｇ ｖｃ ２ ａ ｙｆ ｐ ｉＩ ｅ Ｂｏ ｃｎｌ ｙ Ｈ ａｇ ｕｉａ， ｎ ｔ ｏ Ａ ｒ ｕｔｒ， ｉ ｎ２ ００ Ｃ ｉ ； ． ｏｌ ｅ ｉｅｈｏｏ ， ｕ ｎｈａｈ ｉ Ｍｉ￣ｒ ｆ ｇｉ ｌ ｅ Ｊｎ ５ １０， ｈｎ ３ Ｃｌｇ ｏ ｔ ｇ ｙ ｃ ｕ ａ ａ ｅ ｆ ｃｅ ， Ｓｉ ｅ ｃ ｎ
中图分类号 ：５ １０ ５ ３ ｓ １ ．３ ． 文献标 识号 ： Ａ 文章编 号 ：０ １ ４ ４ （ ０ １ ０ － Ｏ ９ ０ １０ － ９ ２ ２ １ ） ７ ＯＯ － ６
Ａｄｖ ｎ ｅ ｎ Ａｇ ｏ ａ ｔｒｕ —Ｍ ｅ ｉ ｔｄ Ｃｏ — Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ Ｓ ｓｅ ａ ｃ ｓ ｉ ｒ ｂ ｃｅ ｉｍ — ｄａ ｅ — ａ ｓｏ ｍ ｔｏ ｙ ｔ ｍｓ ｆ ｒ Ｍ ａ ｋ ｒ—Ｆｒ ｅ Ｔｒ ｎ ｇ ｎ ｃ Ｒｉｅ ０ ｒｅ ｅ ａ ｓ ｅ ｉ ｃ
行该方面 的研究意义重大 。在遗传转化过程 中， 抗性标 记基 因是筛 选转化体 的有效手段 ， 但也带来 了生态环 境及食品安全方面 的潜在隐患。为培育无选择标记转基 因水 稻 ， 用共转 化无 选择标记 系统 ， 法简单 可采 此方 易行 ， 可操作 性强 ， 尤其是农 杆菌介导的共 转化法 ， 应用较为 广泛 。同时 ， 对获得 的转基因水稻 ， 其生物安全性
Ｓ ａ ｄｎ ｏ ａ ｎ ｅ ｉ ， ｉａ ５０ ４ ｈｎ ； ． ｈ ｉｔ ｄ ｌ Ｓｈｏ ｉ Ｌ ｉｕ Ｌ ｉｕ２ １０ ， ｈｎ ） ｈ ｎｏｇＮ ｒ ｌ ｉ ｒｔ Ｊｎ ｎ２０ １ ，Ｃ ｉ ４ Ｔ ｅＦｒ ｄ ｏｌｎ ａｗ ， ａｗ ７ １０ Ｃ ｉ ｍ Ｕ ｖ ｓｙ ａ ｓ Ｍｉ ｅｃ ａ
抗虫转基因水稻检测技术研究综述
抗虫转基因水稻检测技术研究综述【摘要】抗虫转基因水稻是通过基因工程技术将具有抗虫性的基因导入水稻中，以提高水稻对害虫的抵抗能力。
针对抗虫转基因水稻的检测技术是确保市场上水稻产品的安全性和合法性的重要手段。
目前主要的检测方法包括PCR技术、ELISA技术和免疫层析技术。
这些技术在抗虫转基因水稻的快速检测和定量分析中起着关键作用。
随着技术的发展，抗虫转基因水稻检测技术已经取得了一定的进展，但仍面临着一些挑战和难题。
未来，需要进一步完善检测技术，提高检测的准确性和灵敏度，同时加强标准化和国际合作，以推动抗虫转基因水稻检测技术的发展，为水稻品质和食品安全做出贡献。
【关键词】抗虫转基因水稻、检测技术、PCR技术、ELISA技术、免疫层析技术、发展现状、未来发展趋势、研究展望1. 引言1.1 研究背景抗虫转基因水稻是通过基因工程技术将抗虫基因导入水稻中，使其具备抗虫能力的一种转基因作物。
随着转基因技术的不断发展，抗虫转基因水稻在农业领域中得到了广泛应用，对提高水稻产量、降低农药使用量、改善生态环境等方面具有重要意义。
随着全球人口的持续增长，粮食安全问题日益突出，水稻作为世界上最主要的粮食作物之一，其产量和质量对人类生存和发展具有重要意义。
由于害虫侵害导致的减产现象在水稻种植中普遍存在，传统的农药防治方式已经不能满足需求。
利用基因工程技术开发抗虫转基因水稻成为解决这一问题的重要途径。
近年来，随着抗虫转基因水稻品种的不断推广和种植规模的扩大，对其检测技术的研究也变得愈发重要。
检测技术的准确性和灵敏度直接影响到抗虫转基因水稻的合理种植和质量控制，对保障粮食安全和生态环境具有重要意义。
对抗虫转基因水稻检测技术进行深入研究和探索具有重要的现实意义和应用价值。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨抗虫转基因水稻检测技术的研究现状，总结各种检测方法的优缺点，为进一步提高检测技术的准确性和灵敏度提供参考。
通过对不同检测方法的比较和分析，寻找出更加高效和可靠的检测技术，为抗虫转基因水稻的生产和管理提供科学依据。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
转基因水稻的进展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。
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,培育优良品种成为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太大的突破。
20世纪下半叶以来,随着分子生物学研究的不断发展,基因工程技术特别是转基因技术在植物遗传育种上得到了广泛的应用,并取得了显著的成就。
转基因技术就是将外源基因通过生物、物理或化学手段导入其它生物基因组,以获得外源基因稳定遗传和表达的遗传改良体。
自1983年世界上首例转基因植物———一种含有抗生素药类的烟草在美国成功培植以来,全球范围转基因作物的种植面积和销售收入均以倍数增长。
2004年,转基因作物面积(主要是大豆、玉米、油菜和棉花)已达11250万hm2,已被批准可使用的产品有1000多种。
水稻作为世界上最重要的粮食作物之一,自1988年首次获得可育的转基因水稻以来,转基因技术在水稻品种改良上得到了广泛的应用,已选育了一系列转基因水稻品系(组合)。
本文简要介绍了近年来水稻转基因研究方面所取得的成就,并就存在的问题提出了一些看法。
1水稻转基因研究进展在植物分子生物学研究的众多材料中,水稻由于其基因组较小、重复序列较少等优点而成为一种重要的模式植物。
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、爪哇稻的转基因水稻。
1.1抗虫转基因水稻研究虫害是水稻生产中的一大害,化学药剂杀虫不仅成本较高,而且严重污染环境,抗虫转基因水稻的应用前景是不言而喻的。
目前应用于水稻抗虫性改良的外源基因主要有苏云金杆杀虫结晶蛋白基因(Bt基因)、昆虫蛋白酶抑制剂(PI基因)和植物凝集素基因3种,其中Bt基因是当前应用最为广泛的杀虫基因。
1989年中国农业科学院生物技术中心杨虹等将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;Maqbool等通过基因枪法将人工合成的CryIIA基因转入水稻,毒蛋白的表达量可高达1%,某些植株的杀虫率可达到100%。
浙江大学舒庆尧等采用农杆菌介导法将密码子经优化Bt基因cryIA(b)导入到“秀水11”,获得抗性株系的Bt毒蛋白表达量占可溶性蛋白的0.5%~3%,对二化螟、稻纵卷叶螟和稻螟蛉1-5龄幼虫的毒杀作用达到100%,对8种鳞翅目害虫均表现高抗。
中国科学院遗传与发育所朱祯等将豌豆胰蛋白酶抑制剂基因与信号肽和内质网定位信号KDEL的编码序列融合,得到融合基因,其编码的融合蛋白具有富积于内质网的特性,从而大大提高了转化植株的杀虫效果。
转化该基因的水稻比转化未修饰的cpti基因的植株蛋白酶活性平均高出2倍。
目前利用该基因已获得了包括明恢81和明恢86等高抗二化螟鳞翅目害虫的转基因水稻植株,用其配制的杂交组合已批准进入中试。
复旦大学遗传所与中国水稻所、湖北农科学院等单位合作利用基因枪法将雪花莲凝集素基因导入粳稻品种鄂宜105和鄂晚5号中,得到了一批转基因株系。
其中抗虫蛋白GNA的最高表达量占可溶性蛋白的0.5%。
褐飞虱生物鉴定和喂养试验表明,转基因纯系可显著降低褐飞虱存活率和繁殖力,减少褐飞虱的进食量、延缓其发育进度。
1.2抗病转基因水稻研究病害是影响水稻高产稳产的重要因素之一。
世界上每年因病害引起的减产达10%以上。
由于病害的复杂性,一般品种很难保持对其持久的抗性。
因此国内外许多科学家致力于寻找抗病基因,希望通过外源基因的导入而获得抗病品种。
现在许多重要的抗病基因如Xa21、Pib、CecropinB、CP等基因已从植物或其他生物中分离克隆,并在水稻抗病转基因中作了大量研究,取得了显著的成绩。
抗病转基因水稻包括转抗病毒基因、抗真菌病毒基因和抗细菌病毒基因。
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、水稻齿叶矮缩病毒、水稻条纹叶枯病毒和其它病毒,如水稻黄矮病毒(RYSV)、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(pathogenis-related,PR),Nishizama等从水稻中克隆了3个几丁质酶基因,并通过农杆菌介导法将具有广谱抗真菌的几丁质酶基因和β-1,3-葡聚糖酶基因转入水稻中,已经获得了一批对稻瘟病和纹枯病具有抗性的水稻品系。
中山大学李宝健等将水稻碱性几丁质酶基因R、R, 水稻酸性几丁质酶基因RAC22和苜蓿β-1,3-葡聚糖酶基因利用基因枪对多个籼稻和粳稻品种进行共转化,获得了一批对上述两种病害具有孤独抗性的转基因株系。
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。
中国农科院生物技术中心与国外合作研究转Xa21基因,获得的抗白叶枯病水稻明恢63株系已批准进行环境释放。
中科院遗传所翟文学等采用农杆菌介导法将Xa21基因转入我国的5个水稻品种,获得了对白叶枯病具有抗性的水稻株系明恢63、盐恢559和珍汕97B等杂交稻恢复系和保持系,目前已利用其制得了转基因杂交稻汕优63和汕优559,结果表明这两个转基因杂交稻具有优良的广谱抗性,抗谱与Xa21基因供体IRBB相同。
1.3抗除草剂转基因水稻研究水稻是重要的粮食作物之一,杂草危害严重影响水稻的产量和稻谷品质,每年因杂草造成稻谷减产75亿kg,损失巨大,特别是今年随轻型种植制度迅速推广,更加重了杂草的危害程度。
将抗除草剂基因导入水稻使其产生对除草剂的抗性,有助于田间杂草控制。
在抗除草剂转基因水稻研究中,大多使用的是 Bar基因。
它从潮湿链霉菌中分离克隆,能解除除草剂Basta对生物体内谷氨酰胺合成酶的抑制,而不会导致氨积累引起的植物死亡。
1996年,中国水稻研究所首次用基因枪法将抗除草剂bar和cp4基因分别导入水稻, 成功配制出抗两大除草剂草丁膦和草甘膦的转基因直播稻品系(组合)嘉禾98及杂交稻组合辽优1046等。
中国农业科学院生物技术中心范云六实验室用CaMV35S引导的Bar基因,通过电激法介导实现了光亲和系02428的原生质体转化,得到了抗除草剂PPT的转基因植株。
此外,王松文等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 抗逆转基因水稻研究除病虫害因素外,不利的天气和土壤等环境条件也是影响稻谷产量和稻米品质的重要因素。
IRRI 分离克隆出3个与水稻耐淹能力有关的基因pdcI、pdcII、pdcIII,并采用不同的启动子转入水稻基因组中获得部分转基因植株。
IRRI将烟草中的抗旱性基因CMO导入水稻中,获得抗旱性较强的转基因水稻。
许等将大麦后期胚胎富蛋自基因HVAI导入水稻以求提高水稻抗旱能力。
吴亮其等将拟南芥的δOT基因转入粳稻品种中,得到δOT基因超量表达的转基因水稻,转基因水稻的耐盐能力明显高与对照。
河北大学朱宝成教授构建了脯氨酸合成酶基因载体并将其转入水稻,多数转基因水稻均耐盐,且可正常结实。
Yokoi等(1998) 利用农杆菌介导将拟南芥甘油3-磷酸酰基转移酶(GPAT)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稻米品质改良转基因水稻研究利用转基因技术进行水稻品质改良主要是营养品质和食味品质。
与大豆、玉米、小麦等相比,稻米蛋白质的含量并不高,而且水稻蛋白质中必需氨基酸的含量也较低。
美国Louisiana州立大学的研究人员Zheng等 (1995)将菜豆种子蛋白质基因导入水稻中表达,转基因水稻种子中蛋白质含量增加4%。
IRRI(1995)人工改造的水稻贮藏蛋白Glutelin(富含甲硫氨酸和赖氨酸)基因导入水稻并获得再生植株,外源蛋白得到表达。
高越峰等将四棱豆中的高赖氨酸蛋白基因导入粳稻“中花8号”中,转基因植株中赖氨酸含量均得到了增加,最高增加了12.4%。
Ye等 (2000)将维生素A源的生物合成途径中3个相关基因导入水稻,转基因水稻种子中类胡萝卜素增加,内胚乳呈黄色。
IRRI将单子叶植物中八氢番茄红素合成酶及其脱氢酶基因导入水稻,获得了富含类胡萝卜素的再生植株。
在食味品质方面,李建粤等将大豆DNA导入水稻后,稻米中直链淀粉含量有所降低。
日本科学家士原等育成了一种籽粒富含铁蛋白的转基因水稻。
1.6水稻株型转基因研究进展优良的水稻株型是水稻能够获得高产的骨架。
到目前为止,一些水稻株型相关基因已经被克隆,这为通过转基因技术改良水稻株型提供了条件。
已有不少研究者对此进行了积极的探索,特别是在创造水稻新矮源上取得了很大进展。
Sakamoto等利用水稻DI8基因的启动子引导水稻GA2oxI基因的表达,并获得了稳定遗传的具有半矮杆表型的转基因水稻。
Ikeda等将水稻SLRI基因人工改造后(造成编码产物缺失17个氨基酸,并影响到DELLA功能域)转入水稻,获得一系列对GA不响应的矮化转基因株系。
Fu等将拟南芥的野生型GAI基因和突变型gai基因转入水稻,结果也获得了对GA不响应的矮化程度不同的转基因植株。
Nakagawa等克隆了两个与水稻花分生组织维持有关的基因RCN1和RCN2, RCN1和RCN2在转基因水稻中的过量表达不仅使生育期延长,也使穗部表现出分枝的密穗表型。