抗病/抗虫转基因植物的研究与应用

　　2抗病、抗虫转基因技术与方法
　　2.1载体介导法
　　农杆菌介导法是目前双子叶植物基因转移的常用方法[4]。它是利用根癌农杆菌的质粒和发根农杆菌的质粒上的1段T-DNA区在农杆菌浸染植物形成肿瘤的过程中,T-DNA可以被转移到植物细胞并插入到染色体基因中,利用Ti质粒的这一天然的遗传转化特性,可将外源基因置换T-DNA中的非必需序列即可使外源基因整合到受体染色体而获得稳定的表达。农杆菌Ti质粒转化系统是目前研究最多、技法相对成熟的转化途径。但长期以来,用农杆菌导入的基因转移大多局限在双子叶植物范围内。近年来,用农杆菌转化单子叶植物才取得了突破,自1993年以来,农杆菌介导的基因转化在重要的禾谷类作物上相继获得成功。农杆菌法有着明显的优势,表现为:转入的外源基因单拷贝或低拷贝数插入,并且先插入转系活性;转化效率高;转入的外源基因通常呈预期的孟德尔遗传,转化再生的植株通常是可育的,而且简单、有效。
　　2.2病毒介导法
　　病毒载体是最近新的一种用于植物转化的载体。植物病毒转基因是将外源基因插入到病毒基因组中,通过病植物细胞的感染而将外源基因导入植物细胞中。正在研究发展的植物病毒载体系统有3种:①RNA植物病毒载体系统,是以单链RNA为经反转录酶作用合成双链的CDNA,将其克隆粒或粘粒载体上,把外源基因插入到病毒的A部分,通过体外转录,将带有外源基因的DNA感染并进入植物寄主细胞。②单链DNA病毒载体系统,是由单链环状DNA分子组上面存在成对的2个病毒颗粒,这种二连基因以把外源基因插入其中一种DNA上面而不影响另一种DNA基因组的复制。③双链DNA植物载体系统,是将其病毒基因组中对病毒繁殖的一段核苷酸序列去掉,换上一小段外源。用这样重组病毒载体感染植物细胞以获得外源基因转移,研究和应用主要集中在花椰菜花叶病毒,把二氢叶酸还原酶基因插入CAMV构建重组病毒载体浸染芜菁后,使芜菁产生氨甲喋抗性。但由于病毒载体的容量有限,不能包装段的外源DNA基因组,寄主范围差,复制性差,转录和复制机理复杂,至今仍没有证据表明病毒是否可整合进植物细胞基因组中,目前病毒载体系统还未得到广泛使用。DNA直接导入法一般使用大肠杆菌的质粒作体,也可以直接用外源DNA导入植物细胞。直接导入法用的最多的植物材料是原生质体,另外还有植物器官分生组织、未成熟的胚、愈伤组织、细胞、花粉等。DNA直接导入法可分为:化学物质诱导法、电激穿孔法、脂质体法、显微注射法、基因枪法、花粉管通道法等。
　　3展望
　　转基因抗虫、抗病植物的种植面积正在不断扩大,抗虫、抗病转基因产品已大量进入人们的日常生活,经济效益、社会效益、环境效益非常可观。抗病虫植物研究总体上处于外源抗虫基因转化和转基因植株培育阶段,关于如何合理持续利用方面的研究甚少,国内外关于转抗病虫基因植物对生态环境安全性研究和了解已经取得了一些经验,但存在许多不足,不能确切预测转基因植物生态风险,在对大面积种植转基因植物的生态风险进行长期跟踪监测研究同时还需要加强安全性评价,试验研究能够检测转基因植物生态风险新方法和新技术,建立与抗虫转基因品种相配套病虫害可持续治理策略。抗病虫转基因植物研究具有广阔前景,人类为寻找新抗病虫基因正在不懈努力,抗病虫谱宽、抗病虫性强、昆虫难以产生耐受性的转基因植物即将成为现实。
　　4参考文献
　　[1] 张青文,刘小侠.转基因抗虫植物研究进展[A]当代昆虫学研究——中国昆虫学会成立60周年纪念大会暨学术讨论会论文集[C].北京:中国农业大学出版社,2004.
　　[2] 孙长贵,蒋勤军,黎藜,等.转基因抗虫植物对天敌影响[A]农药与环境安全国际会议论文集[C].北京:中国农业大学出版社,2003.
　　[3] 孙长贵,张青文.转基因棉对棉田主要害虫及天敌种群数量影响研究[A]第十九届全国植保信息交流暨农药械交易会论文集[C],2003.
　　[4] 刘辰,谢柳,张文飞.新型Bt杀虫蛋白:VIP杀虫的机理与植物转基因应用[J].分子植物育种,2008(6):1031-1037.