马铃薯转基因技术应用研究

马铃薯转基因技术应用研究

作者：李佳 贾效成

来源：《现代农业科技》2012年第11期

摘要 全球转基因作物种植面积迅速扩大，转基因马铃薯终将进入商品化生产，为此需要在理论、技术和材料上做好充分的准备。介绍了转基因马铃薯的应用范围，探讨了影响农杆菌介导马铃薯遗传转化的因素，评价了转基因马铃薯的生物安全性，展望了未来马铃薯遗传转化的发展前景。

关键词 马铃薯；转基因技术；应用

中图分类号 S532 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）11-0098-01

植物转基因技术使得物种界限被打破、不同物种间的基因得以交流，因此成为现今生物科学的前沿技术，并且受到全世界科学界的高度重视。转基因植物于1983年首次获得，并且一直蓬勃发展，最终基本建立起一套完整的理论和技术体系，并且逐渐进入商业化。开发出新型的适应市场需求的目的基因是目前该技术发展的制约因素。现就马铃薯转基因技术应用展开研究，从转基因技术的优化以及提高转基因作物安全性等方面提出一些观点，以期提供技术参考。

1 转基因马铃薯的应用范围 1.1 抗病基因工程

马铃薯种植在世界范围内广受重视，尽管现已培育出大量供食用加工的优良品种，但其仍不断遭受病毒、真菌和细菌性病害的危害，其中最严重的是马铃薯晚疫病和马铃薯病毒病[1]。

1.2 抗非生物逆境基因工程

除了有害生物威胁，马铃薯种植还会受一些非生物逆境如低温、干旱、各种理化因素的影响，通过研究抗非生物逆境机制，可以利用基因工程手段来增强其对自然灾害的抵御能力[2]。

1.3 改良马铃薯品质

马铃薯的高产、优质一直是人们所追求的目标。现已克隆了一些有关基因，这些研究工作为获得高产、优质、高效益的基因工程作物打下了坚实的基础[3]。 2 农杆菌介导马铃薯遗传转化的影响因素

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农杆菌介导法作为马铃薯转化的主流方法，转化效率高、单位点插入比例高。一些学者对菌液浓度、侵染时间、预培养和共培养条件等[4-5]进行了诸多研究，使转基因体系不断优化。 2.1 基因型及转化受体

农杆菌介导马铃薯转化最重要的是基因型。由于马铃薯具有再生频率的品种有限，而且培养条件，尤其是外源激素的使用，用一种或几种培养基并不能适合所有的马铃薯品种。 2.2 预培养和共培养影响农杆菌介导转化

马铃薯受体被农杆菌侵染后，外源基因转化能否实现，关键在于农杆菌Vir基因和活化受体细胞的感受态。不同植物启动脱分化或再分化的时间使得预培养时间存在差异，每种外植体都有不同的最佳预培养时间。王 丹等[6]报道外植体预培养4 d可显著提高抗性芽的分化率，而民等认为马铃薯外植体预培养时间为2 d。 2.3 乙酰丁香酮对农杆菌介导转化的影响

农杆菌对植物酚类物质存在趋化性，一旦植物体产生酚类物质，将可以诱导活化Vir基因。要提高植物的遗传转化率可在共培养基中添加乙酰丁香酮（AS）。但张宁[7]发现AS转化马铃薯薯片的效果不佳，主要是由于薯片中酚类物质的本底水平较高，故转化效果受外源AS影响较低。

3 马铃薯遗传转化技术的优化

马铃薯成功的遗传转化首先依赖于良好的植物受体系统。胚状体再生系统是较理想的转化受体系统，接受外源DNA的能力强，体胚发生多为单细胞起源，转基因植株嵌合体少，且具有两极性，即在其发生的最早阶段就具有根端和芽端，它与外植体的维管束系统无直接联系，可形成完整植株。Mazur et al[8]2002年采用胚状体再生系统，转基因植株形态正常，转基因胚性愈伤长时间保持高效体胚分化频率和植株再生频率，通过一次转化可获得大量的转基因植株。此外，体胚可用于快速的转基因检测，有利于对转基因植株进行早期的分子鉴定。 4 转基因马铃薯的生物安全性

转基因作物对健康和环境的影响受到全世界的广泛关注，马铃薯作为重要的粮食作物，其安全十分重要。转基因作物的生物安全性问题包括工作人员的安全、基因漂移、性状效应、病原遗传物质表达、改变遗传和表型、杂草化，尤以杂草化最受重视。关于转基因马铃薯的安全性存在很大的争议和担忧，因此全世界都谨慎对待转基因马铃薯的商业化[9]。笔者认为，转基因食品安全对于世界的发展至关重要，因此十分有必要对其开展客观、公证、细致、科学的评价，建议充分组织观点各异的专家共同研究探讨。 5 前景展望

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基因工程不断发展，基因来源逐渐丰富，农作物被导入多种生物的有益基因，从而使其产量提高，品质改善，对于病虫、旱涝、严寒、盐碱、除草剂等的抵抗力有所增强。目前我国的转基因马铃薯研究尚处于起步阶段，而马铃薯在我国是一种重要的粮食作物，故应尽早与其他主要农作物一样，大力开展研究马铃薯转基因生物技术，争取尽快研究出具有自主知识产权、具有中国特色、安全高效的马铃薯遗传转化受体系统，生产出安全的转基因马铃薯。 6 参考文献

[1] 范亚丽，刘春林，阮颖，等.马铃薯抗病基因工程研究[J].生物技术通报，2007（3）：39-43.

[2] 闫新甫.转基因植物[M].北京：科学出版社，2003.

[3] STREATFIELD S J. Approaches to achieve high-level heterologous protein production in plants[J].Plant Biotechnology Journal，2007（5）：2-15.

[4] 郑秀芳，缪为，李名扬.农杆菌介导的马铃薯遗传转化[J].兰州大学学报：自然科学版，2005，41（3）：41-44.

[5] 王清，李静文，戴朝曦，等.纯合四倍体马铃薯遗传转化体系优化及转基因块茎的褐化鉴定[J].分子植物育种，2006，4（4）：553-558.

[6] ，朱常香，郑成超，等.根癌农杆菌介导马铃薯遗传条件的优化[J].山东农业大学学报：自科版，2002（33）：23-27.

[7] 张宁.菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因的分离和诱导表达[J].农业生物技术学报，2004，12（5）：612-613.

[8] MAZUR B，KREBBERS E，TINGEY S.Gene discovery and product deve-lopment for grain quality traits[J].Science，1999（285）：372-375.