豆科牧草转基因育种研究进展-论文.pdf

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1、_草业与畜牧2012年第4期总第197期CAOYEYUXUMU试验研究因牛泽如，赵金梅，史树德，李晶(1．内蒙古农业大学农学院，内蒙古呼和浩特010019；2．中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特010010；3．内蒙古农业大学生物工程学院，内蒙古呼和浩特010019)摘要：综述了近年来对豆科牧草的转基因育种研究进展，指出了当前研究工作中存在的问题及今后研究的重点。关键词：豆科牧草；遗传转化；研究进展中图分类号：S54．035文献标识码：A文章编号：1673—8403(2012)04—0013—05豆科牧草是指由豆科饲用植物组成的牧草类群，

2、年时间里，牧草转基因研究取得了很大进展，下面就又称豆科草类。其蛋白质含量高，适口性好，与根瘤近2O年来豆科牧草转基因育种研究做一综述。菌共生，能固定大气中的氮为自身提供氮素营养，并1豆科牧草转基因育种技术研究现状提高土壤肥力，常兼用作绿肥和蜜源植物。豆科牧草1．1农杆菌介导的基因转化法广布于全世界，主要有苜蓿、三叶草、草木樨、红豆1977年，Chilton等人证明根癌农杆菌的Ti质粒草、紫云英、百脉根等，其中紫花苜蓿是世界上分布的一部分可以转入植物细胞，并插入植物的基因组最广的一种多年生豆科牧草，也是我国最重要的豆科中。Ti质粒是细胞核外的双链

3、环状DNA分子，长度牧草之一_1，它不仅产量高而且营养丰富。我国草场约200kb，其中致病区和T—DNA边界序列是Ti质粒面积广大，牧草种类丰富，为我国的畜牧业发展提供将外源DNA片段转移到植物细胞所必须的两个序列。了良好的条件。然而，随着草场盐碱化程度的加重，插入T—DNA两个边界序列之间的外源DNA序列就有草场生态环境的破坏及草场植被的严重退化，需要培可能被转移到植物基因组中。Webb用5种农杆菌对6育大量的抗逆性强的牧草新品种，来满足草地畜牧业种豆科牧草(包括紫花苜蓿)进行遗传转化，发现有的对牧草产量日益增加的需要。采用传统的育种方法培农

4、杆菌不能使紫花苜蓿的茎和叶柄致瘤，即农杆菌介育抗盐碱、抗旱和抗病虫害的新品种存在着周期长、导的转化方法在紫花苜蓿中具有寄主局限性[210虽然见效慢等缺点。利用转基因技术培育牧草抗逆性强的如此，根癌农杆菌的Ti质粒系统仍是目前研究最新品种是目前牧草育种中最有效的手段。1986年，首多，理论基础最清楚，技术方法最成熟的苜蓿基因例由农杆菌介导的苜蓿转化获得成功，在此后的l0多转化途径。农杆菌介导法转化受体时，外源基因整合的拷贝数少，重排程度低，转化效率高。因收稿日期：2011-02—25此，目前豆科牧草基因转化大都采用此方法。基金项目：中央级公益性科

5、研院所基本科研业务费专项“转化1．2直接转化法MsDREB1基因对苜蓿抗寒性影响的研究”内蒙古博士基金直接转化法是通过物理或化学方法将外源基因“DREB转录因子提高百脉根抗逆性的研究”；内蒙古自治区自导人植物细胞或原生质体，由此获得转基因植株的然科学基金项目“DREB转录因子提高百脉根抗逆性的研究”方法b]。在苜蓿转基因研究早期阶段，常采用直接转(201OBS4O4)作者简介：牛泽如(1985一)，男，内蒙古乌兰察布人，在读硕化法。1986年，Reich等用显微注射法将Ti质粒导入士，研究方向植物分子生物技术。紫花苜蓿原生质体，得到转化的愈伤组

6、织]。1990通讯作者年，Kuchuke等用直接基因转移法将外源基因导人苜13CAO——YEYUXUMU2012年第4期总第197期草业与畜牧蓿属另一个物种寒带苜蓿(Medicagoborealis)的叶肉苜蓿ChISOD的过量表达，提高了植株对冻害的耐受原生质体获得转基因植株。国内，黄绍兴等以紫花性]。1989年，Bowler把烟草的Mn—SODcDNA导人苜蓿根原生质体为材料，采用电击法将Gus基因直接苜蓿中，发现转基因植物SOD活性增强。Hightower导入紫花苜蓿原生质体中，产生转基因植株，转化频等也将Mn—SODcDNA导人苜蓿。3

7、年田间试验表明，率为6．5％⋯，为牧草紫花苜蓿的品质改良、抗逆性的干旱胁迫下转基因苜蓿的产量和存活率明显提高]。提高等提供了一个有效的途径。直接转化法大都不受Mckersie等将烟草中克隆的Mn—SOD的cDNA置于35S组织类型限制，而且避开了组织培养和再生的困难，启动子下转化苜蓿(Medicagosativa)，构建的质粒载但该法转入的基因拷贝数是随机的，导入的外源基因体pMitSOD包含一段转运肽序列，携带Mn—SOD蛋白易沉默，因而转化效率低。酶进入线粒体，而另一载体pChiSOD编码的合成蛋白2豆科牧草遗传转化育种研究进展定位至叶绿体

8、，结果转化植株表现对除草剂二苯乙醚2．1转抗寒及抗旱基因牧草的抗性增强，低温胁迫生长抑制明显减轻，但不同细低温是限制植物地理分布及生物产量的重要因胞器