转基因水稻简介

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1、转基因水稻简介水稻是世界上最重要的粮食作物之一，杂种优势的成功利用使得水稻产量得到了极大的提高，为解决世界范围内的粮食危机做出了极大的贡献。但是，自20世纪80年代以来，杂交水稻的产量就处于徘徊不前的局面。不断提高水稻产量和改良其品质是当前水稻育种的重要任务，这一任务的完成单纯依靠传统的遗传育种是不可能实现的。80年代产生的转基因技术由于直接在基因水平上改造植物的遗传物质、可定向改造植物的遗传性状、外源基因的转入打破了物种之间的生殖隔离障碍、丰富了基因资源等优点而弥补了常规育种方法的不足，得到了前所未有的发展。许多学者在水稻的转基因研究上做了大量工作并取

2、得了很大的进展，为水稻的遗传改良奠定了基础。转抗虫基因：害虫是危害我国农业生产的主要限制因素，大量化学农药的使用不但污染环境，而且也使得有益昆虫的数量锐减，害虫的抗药性不断加强。此外，化学杀虫剂使用后的农药残留对人畜都会有严重的危害。因而植物抗虫基因工程成为科学家的研究热点领域之一。由于水稻本身没有足够的抗虫基因，目前研究者利用人工合成或从其它生物中克隆的抗虫基因转化到水稻栽培品种中，提高品种的抗虫性。在水稻抗虫转基因方面，使用得较多的基因有：苏云金杆菌毒蛋白基因(Bt)、蛋白酶抑制剂基因(Pin2，SKTI，OC—IAD86，Cp-Ti)、植物凝集素基

3、因(GNA)等，将这些基因导入水稻，可使水稻产生对二化螟虫、三化螟虫、稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫及蝗虫、褐飞虱、线虫的抗性。Bt毒蛋白基因是目前使用最广的基因，众多的研究都表明用转基因的方法将Bt毒蛋白基因导入常规水稻可使水稻对螟虫的抗性提高刚。转抗病基因：病害(包括真菌病、细菌病和病毒病)是影响我同农业生产的另一类重要限制因素。在我国，大面积发生且危害严重的病害有水稻稻瘟病、纹枯病、白叶枯病，因此，我国科学家在抗病基因工程方面也开展了大量的工作。转抗逆基因：逆境是限制植物生长、影响产量形成的重要因素之一。抗逆基因的分离、克隆、转化一直受到科学家们的高度重视

4、。目前已分离出大量的抗逆相关基因，并在抗逆基因的遗传转化中取得了明显的成绩。Hossan等已分离克隆出3个与水稻耐淹能力有关的基因pdcI，pdcⅡ，pdcⅢ，并转入水稻中获得部分转基因植株．Rathinasabathi等将烟草中的CMO基因导入水稻，获得了具有很强抗旱性的转基因水稻．日本村田纪夫将甜菜碱生物合成酶基因codA导入水稻，获得了耐碱性的转基因水稻植株．高倍铁子等将编码大肠甜菜碱生物合成酶基因ktA导入水稻，获得了耐盐性强的转基因水稻植株。转育性相关基因：育性基因包括不育性基因和恢复基因两类。育性基因的研究的开发对于杂种优势利用具有重要意义。

5、目前，育性相关基因的研究还主要处于基因的定位与克隆的水平，离转化入植物中进行实际应用还有一定距离。现已成功地定位了光敏核不育基因、恢复基因、广亲和基因，为今后这些基因的克隆与利用转基因技术改良水稻育性奠定了基础。转高产优质基因：在提高水稻产量方面，“三系”杂交稻的成功应用为粮食产量的大幅度提高做出重大贡献。但在杂交种的制种过程中，由于多种原因而使种子纯度不够，使水稻生产受到损失，为了解决这个问题，中国水稻研究所利用转基因技术将抗除草剂基因导入水稻恢复系中，这样通过喷施除草剂就在苗期将假杂种杀死，从而保证了种子的纯度。目前提高水稻产量的基因工程的主要设想是

6、改造光合碳代谢过程．高光效C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和二磷酸核酮糖羧化酶基因(RuBpC)导人水稻(C3植物)中，在水稻叶片的叶绿体中表达以提高水稻光合效率，达到增加产量的目的。Ku等将PEPC基因导入水稻，获得了光合效率提高近50％的转基因水稻，为水稻大幅度增产带来了新的希望。此外，林鸿生等利用E.coli中编码ADPG焦磷酸化酶的基因glgC—TM，将其导入水稻，并获得了转基因植株，可提高水稻灌浆时胚乳细胞中淀粉的转化率，使千粒重增加，产量得到提高。水稻转化受体系统：用于水稻遗传转化的受体系统主要有以下几种：原生质体再生系统采用原生

7、质体能直接高效地进行转化，转化频率较高，但原生质体分离困难，培养时问长，细胞无性系的变异强，即遗传稳定性差．因此局限性较大，现已很少采用．愈伤组织再生系统目前，应用较多的是水稻幼胚、成熟胚、幼穗的胚性愈伤组织．一些分生组织如根尖、芽尖也用于水稻基因转化的受体，但转基因植株再生困难；幼胚的转化频率较高，但转化受季节和环境的限制．成熟胚因取材方便，愈伤组织转化效率高，而被广泛应用．幼嫩子房、花粉、卵细胞、幼胚花粉管通道法避开了繁琐的细胞及组织培养过程，利用子房、幼穗及种胚注射外源DNA等方法导入外源基因．避免了转化体早期天亡、不育、不孕等现象，易于得到转化种

8、子，但是，转化后代群体较大，尚需要有简便可靠的筛选方法来支持．转化方法：农杆菌介