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浅论西瓜基因工程进展

导读:导入南瓜 DNA 选育抗枯萎病西瓜新种质的研究.西北农业学报,2002,11(1):24-25.  Huang YC.,Chiang CH.,Li CM.,et al. Transgenic watermelon lines expressing the nucleocapsid gene of Watermelon silver mottle virus and the role of thiamine in reducing hyperhydricity in regenerated shoots.Plant cell,Tissue an
摘 要:综述了西瓜基因工程在遗传转化策略、抗病基因应用、基因工程育种等方面的研究进展,并指出了其存在的理由。
  关键词:西瓜;遗传转化;基因工程
   A 文章编号 1007-7731(2013)16-17-02
  西瓜是世界性的大宗水果,西瓜栽培面积和产量居世界水果的第5位。我国是西瓜生产和消费大国,生产面积和产量均居世界第1位,约占世界总面积和总产量的45%以上[1-2]。目前市场上西瓜品种较为单一,且大部分品种抗病性差,栽培种遗传基础狭窄与病虫害为害严重等因素极大影响了西瓜的产量和品质。因此,培育高品质的西瓜是提高市场竞争力的前提。传统的育种策略年限长、效率低,采用基因工程手段进行种质创新在西瓜育种方面得到了广泛应用,大大提高了育种效率。
  1 西瓜基因工程目前状况
  1.1 遗传转化策略 在西瓜上常用的遗传转化策略为农杆菌介导法和花粉管通道法。
  1.1.1 农杆菌介导法 西瓜高效离体培养再生体系的建立是遗传转化的基础与关键环节。西瓜属于双子叶植物,其再生能力较差,国内外学者对此做了大量工作,Choi等[3]首次应用农杆菌介导法对西瓜进行遗传转化研究,成功获得GUS报告基因阳性植株,为导入其他外源基因奠定了基础。Ellul等[4]对西瓜遗传转化体系进行了优化,酵母耐盐基因HAL1在CaMV35S启动子、增强子与ALMV的RNA4前导序列驱动下,成功获高耐盐的转基因西瓜植株,转化率为2.0%~5.3%。随着离体培养再生技术体系的逐步完善,将有更多的外源基因通过农杆菌介导法转入西瓜中,加快其种质创新与遗传改良进程。
  1.1.2 花粉管导入法 由于西瓜花器较大,可采用花粉管导入法对西瓜进行遗传转化。王果萍等[5]将携带外源几丁质酶基因的质粒DNA涂抹在授粉后的西瓜柱头上,使其沿花粉管通道进入到生殖细胞,获得3个抗枯萎病株系。王浩波等[6]采用子房注射法将南瓜总DNA导入西瓜,经病圃田间筛选和6代自交纯化已获得5份稳定西瓜新材料。花粉管通道法操作简单,育种工作在大田中即可操作,因此可将此法广泛应用于其他基因的导入。
  1.2 西瓜基因工程育种研究目前状况 病毒病害是西瓜最重要的病害之一,严重影响西瓜的产量和品质。基因工程的利用为培育抗病品种、改良西瓜品质提供了一条全新的途径,其主要手段有导入外壳蛋白基因,利用病毒卫星RNA,利用病毒反义RNA等。Huang等[7]利用农杆菌介导法将含有西瓜银色斑驳病毒的核蛋白基因转入西瓜,通过PCR及Southern Blot验证均获得了转基因植株,为下一步西瓜抗病育种奠定了基础。Park等[8]将编码黄瓜绿叶斑驳病毒外壳蛋白的cDNA转化到西瓜中,转化率只有0.1%~0.3%,经抗性鉴定,在140株转基因植株中有10株抗黄瓜绿叶斑驳病毒。西瓜基因工程进展相关论文由http://www.wowa.cn收集整理提供,如需论文可联系我们.
  我国育种工作者在西瓜基因工程方面也做出很多工作,吴明珠院士课题组[9]于2000年提取野生西瓜DNA利用花粉管通道法转入西瓜,所分离的后代均抗枯萎病,且果实品质变好。湖南湘园瓜果种苗公司的肖光辉等[10]提取瓠瓜DNA直接导入西瓜,使得抗枯萎病育种的研究取得了重大进展,已获得2个高抗、2个中抗枯萎病的材料,配成了3个高抗、2个中抗有发展前途的组合。陈崇顺等[11-12]成功克隆了对西瓜枯萎病菌等病原真菌具高抗作用的特异酶的编码基因,并与pBI121重组成功构建了几丁质酶基因植物表达载体,为培育抗枯萎病转基因西瓜奠定了基础。
  王春霞[13]等以西瓜无菌苗子叶为外植体,经根癌农杆菌进行叶盘共培养,将含有NptⅡ基因和番茄ACC合成酶基因及其反义基因的质粒转入西瓜,获得正义及反义转基因植株,且正反义植株的ACC氧化酶基因得到不同程度的表达,为培育耐储运西瓜提供了前提。
  2 结束语
  尽管西瓜基因工程育种取得了一些进展,但仍然面对诸多的理由,如遗传转化效率较低、重要功能性状基因缺乏、转基因西瓜的生物安全性缺乏系统的评价等。因此,育种工作者应拓宽思路,系统开展转基因西瓜生态与生物风险的评价研究,充分利用基因工程育种优势创新材料,培育多样化西瓜品种以满足市场需求。
  参考文献
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  (责编:施婷婷)
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