水稻轉基因育種技術研究

□平小科

(西南大學農學與生物科技學院 重慶 400715)

水稻轉基因育種技術研究

□平小科

(西南大學農學與生物科技學院 重慶 400715)

本文闡述了水稻轉基因育種技術的研究意義，基于國內外相關研究現狀的調研，對轉基因育種過程中用到的幾種常見方法如農桿菌介導法、基因槍法和花粉管通道法進行詳細的介紹和優缺點分析，得出轉基因育種技術研究前景廣闊，意義重大的結論。

水稻；轉基因技術；育種；研究方法

1 研究現狀

1.1 國外研究現狀

據相關統計，如今已用于水稻育種基因轉化試驗并取得成功的目的基因有上百個，涉及抗病蟲害、抗旱抗澇、抗鹽堿、高產穩產和生物制品等許多方面。進入新世紀以來，轉基因水稻育種研究已經從傳統性狀向其它性狀如代謝循環、營養元素利用和食用特性等二代三代轉基因方向發展，且研究情況日新月異，異彩紛呈。

1.2 我國研究現狀

近半個世紀，我國的轉基因水稻育種研究趨勢大致與國外同步，如今已基本建立高產水稻轉基因育種研究體系。我國科學家對多個性狀進行轉基因育種研究，并且取得豐碩成果，獲得了一大批水稻轉基因品種。目前研究最多的轉基因水稻品種分成3類：一是抗性轉基因水稻；二是營養價值豐富的轉基因水稻；三是醫用價值高的轉基因水稻。

2 研究方法

2.1 農桿菌介導法

農桿菌質粒能夠實現植物細胞內DNA的轉移過程，是一種優良的天然載體。農桿菌介導法，顧名思義，就是利用農桿菌質粒的特殊功能攜帶外源基因，伴隨質粒載體的移動過程把外源基因導入該植物的基因組內。農桿菌介導法由于利用天然載體進行基因轉化，因此優點突出：一是操作相對簡便，總體成本較低；二是受體材料取材廣泛，可進行較大片段外源DNA操作，且具有較高的轉化效率；三是轉入的基因的表達效率高、復制量少，抑制產生同源基因的沉默概率低。

2.2 基因槍法

基因槍法又稱為粒子轟擊法等，即利用光電技術或化學方法，將包裹有外源基因的微小金屬粒子通過基因槍的高速射擊作用導入受體細胞內，使外源基因通過轉化作用進入受體細胞的基因組中。與農桿菌介導法相比，基因槍法同樣操作簡便，而且轉化時間短；適用該方法的材料廣泛，無苛刻的宿主限制，基因型的特異性小，也發展成為當今水稻基因轉化的重要途徑。但該方法缺點也比較多，一是由于基因槍的價格普遍昂貴，因此單個基因轉化成本較高；二是導入的外源基因具有較強的隨機性、且只能進行較小片段的DNA轉移，因此該方法基因轉化的效率和適用性都一般；三是導入的外源基因復制量多，在后代復制過程中易發生丟失現象，還很容易導致基因沉默。

2.3 PEG法

PEG法是指利用有機物聚乙二醇及強堿性環境對細胞的原生質體體外攝取外源DNA過程進行誘導的一種轉化途徑。PEG法也具有較多的優點，一是所需的實驗設備和環境簡單，便于操作，因此成本較低；二是原生質體總量多，便于DNA分子進入，能夠得到純合的轉化基因。而且PEG法直接采用原生質體為受體，基因轉化效率較高和頻率都比較高。但由于原生質體需要經過原生質體分離和組織培養過程獲取，該過程較為困難而且時間較長，加上無性細胞系具有較強的變異性和較差遺傳穩定性，所以該方法的應用也逐漸變少。

2.4 花粉管通道法

在植物在開花授粉后的一段時期，珠孔與珠心之間會形成花粉管通道，此時外源基因能夠通過這條通道進入胚囊中，然后轉化成為不完全具備正常壁的早期胚胎細胞，接著依托于自然的種胚系統成為轉基因的種胚。花粉管通道法以植物幼嫩的組織和器官為受體，不需要細胞及組織培養等復雜過程。從優點上來講，這種方法簡單便捷，避開了植物組織培養和個體再生過程，可以直接在試驗田進行植株個體操作，且價格較為便宜，便于推廣和廣泛運用。

結束語

轉基因水稻新品種的應用和普及，有利于我國現代農業的可持續發展與延續。隨著科技生產力的發展，以及轉基因育種技術的不斷完善，轉基因技術在水稻育種領域的研究將會更加的深入和廣泛。未來人類將有能力對水稻基因組進行目的基因相關操作[3]，能夠加速轉基因水稻育種技術在農業生產領域的推廣和發展。

[1]孫國慶,金蕪軍,宛煜嵩，等.中國轉基因水稻的研究進展及產業化問題分析[J].生物技術通報,2010(12):1-6.

[2]陳衛國.水稻轉基因育種研究進展及展望[J].山西農業科學,2007(10).

1004-7026（2017）08-0046-01

S511.035

A

平小科（1995-），男，河南省延津縣人，本科，農學學士，作物遺傳育種、生物化學與分子生物學。

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.08.037