收藏本站
《中国农业科学》 2014年21期
收藏 | 投稿 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水稻规模化转基因技术体系构建与应用

张欣  付亚萍  周君莉  郭秀平  刘文真  吴洁芳  吴传银  万建民  
【摘要】:水稻作为重要的粮食作物和遗传转化的模式植物,其遗传转化一直受到广泛重视。自世界首例转基因水稻于1988年获得成功以来,水稻遗传转化技术体系迅猛发展,尤其是1994年首次通过农杆菌介导实现对粳稻的高频转化,经过近20年的发展,水稻遗传转化技术体系已经比较完善。目前,应用于水稻中的转基因技术主要包括基因枪介导法和农杆菌介导法,一些实验室也采用花粉管通道法、电击法、PEG转化法等。其中,农杆菌介导的转基因方法以其低成本、易操作、转化效率高、单位点插入比例高、后代表达稳定等特点已经成为水稻转化的主流方法,约占水稻转基因报道总数的80%以上。虽然国内外刊物时有转基因方法改进的报道,但是由于种种原因,水稻的转化还受一些因素的限制,例如部分粳稻品种和籼稻受基因型的限制十分明显,转基因效率普遍较低,严重制约了转基因技术在水稻生产中的应用;某些转基因程序过于繁琐,耗时长,成本高,不但导致效率低,而且长时间的组织培养诱发逆转座子转座引起无性系变异干扰了功能研究和育种工作。因此,迫切需要建立高效、安全、规模化和标准化的水稻转基因技术体系。文章综述了国内外水稻转化技术的发展历程,重点回顾了近5年中国水稻规模化转基因技术研究进展,包括围绕不同水稻基因型高效转化体系优化及建立,对影响农杆菌转化效率及植株分化频率等诸多因素如水稻基因型、外植体类型、农杆菌菌株和质粒载体、培养基组分、共培养时间、侵染方式等方面的研究和探索。整合国内外已有研究结果进行技术集成创新,分别以粳稻和籼稻成熟胚、幼胚为外植体,采用农杆菌转化方法,通过优化受体材料和愈伤状态、农杆菌侵染浓度和分化温湿度、工艺流程标准化等多种组分,突破了成熟胚分化难的技术瓶颈,整合了无选择标记等安全转基因技术,实现了粳稻和部分籼稻转化技术的标准化和工厂化,初步建立了安全、高效、规模化水稻转基因技术体系。但与国际先进水平相比,尤其与一些跨国生物技术公司相比,在转化规模和转化效率方面仍然存在较大差距。认为安全、高效、规模化是转基因水稻新品种培育和产业化的重大技术瓶颈。建立水稻主栽品种快速、高效、稳定的转化系统,开发安全型转化技术,开展多基因、大片段基因转化,实现转基因的定点整合和时空控制表达等是水稻转基因技术的发展趋势,针对水稻规模化转基因技术体系存在的问题,提出了相应的对策,对于促进转基因水稻新品种培育和功能基因组学研究具有一定参考价值。

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘元风,刘彦卓,王金花,罗文永,毛兴学,李玲,李晓方;根癌农杆菌介导籼稻遗传转化影响因素研究[J];分子植物育种;2005年05期
2 黄赛麟;李东宣;甘树仙;朱建荣;李娟;梁晶;陈丽娟;;水稻成熟胚培养高效再生系统的创新[J];分子植物育种;2008年04期
3 钱雪艳;杨向东;郭东全;赵桂兰;王丕武;;植物叶绿体遗传转化及研究进展[J];分子植物育种;2008年05期
4 安韩冰,朱祯,李慧芬,吴茜,周兆澜,徐鸿林,徐军望,安利佳,李向辉;基因枪法转化水稻(Oryza sativaL.)获得可育的转抗虫基因水稻再生植株[J];高技术通讯;2001年02期
5 李黎红;叶卫军;郭龙彪;;我国转基因水稻研究进展和商业化前景分析[J];中国稻米;2012年06期
6 何迎春,高必达;含烟草几丁质酶基因的质粒pBG1121的构建及水稻转化[J];湖南农业大学学报(自然科学版);2002年02期
7 王慧中,黄大年,鲁瑞芳,刘俊君,钱前,彭学贤;转mtlD/gutD双价基因水稻的耐盐性[J];科学通报;2000年07期
8 陈浩;林拥军;张启发;;转基因水稻研究的回顾与展望[J];科学通报;2009年18期
9 朱祯;;转基因水稻研发进展[J];中国农业科技导报;2010年02期
10 贾丽娥;张欣;吴传银;万建民;;农杆菌介导籼稻遗传转化研究的进展及策略[J];中国农业科技导报;2011年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘香玲,王玉珍,罗景兰;水稻成熟胚愈伤组织的诱导和分化因素的研究[J];山东农业科学;2005年05期
2 桑茂鹏;姜明松;李广贤;姚方印;;利用分子标记辅助选择双基因Xa21和fgr水稻植株[J];山东农业科学;2009年01期
3 吴振映;柳絮;王文英;姚方印;刘开启;;利用农杆菌介导法获得转cry2A抗虫基因水稻的研究[J];山东农业科学;2011年05期
4 李海青;邹敏;姚方印;刘炜;;农杆菌介导的共转化法培育无选择标记转基因水稻的研究进展[J];山东农业科学;2011年07期
5 向太和,倪大虎,张盘娣,吴家道,杨剑波,贾士荣;抗菌肽Shiva A基因导入杂交水稻恢复系明恢63的初步研究[J];安徽农业科学;1999年06期
6 倪大虎,李莉,吴家道,向太和,汪秀峰,张毅,杨剑波,许传万,贾士荣,张世平,Claude M Fauquet;利用分子标记改良水稻白叶枯病抗性的研究[J];安徽农业科学;2001年06期
7 李江;黄东益;;水稻抗稻瘟病分子育种研究进展[J];安徽农业科学;2007年35期
8 周静;张晓丰;马吉春;赵小霞;台桂香;;农杆菌介导CBF1基因转化安祖花的研究[J];安徽农业科学;2008年08期
9 沈显华;黄仁良;朱珊;;杂交籼稻亲本成熟胚组培研究[J];安徽农业科学;2008年25期
10 张慧英;田夏红;冯锐;刘爱花;;大豆DNA导入玉米后代植株蛋白质和油分的分析[J];安徽农业科学;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 易成新;倪大虎;吴家道;杨剑波;;转Xa21基因大米对大、小鼠的毒性评价试验[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年
2 马慧;赵开军;徐正进;;含芥菜几丁质酶基因的双元表达载体的构建[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
3 赵琦;杨奇志;渠柏艳;潘宁;王振莲;潘光堂;;Thaumatin基因在玉米胚幼中的表达[A];2004全国玉米种质扩增、改良、创新与分子育种学术会议论文集[C];2004年
4 程林梅;孙毅;任永玲;;转基因耐盐植物研究进展[A];作物逆境生理研究进展——中国作物生理第十次学术研讨会文集[C];2007年
5 杨广东;李艳娥;上官晓霞;;大白菜遗传转化系统优化的研究[A];中国园艺学会第四届青年学术讨论会论文集[C];2000年
6 段艳欣;李鼎立;邓秀新;郭文武;;柑橘胚性愈伤组织的褐化与转化[A];2008园艺学进展(第八辑)——中国园艺学会第八届青年学术讨论会暨现代园艺论坛论文集[C];2008年
7 陈学敏;;转基因技术与生物多样性的冲突——从野生植物保护谈起[A];生态文明与林业法治--2010全国环境资源法学研讨会(年会)论文集(上册)[C];2010年
8 黄骏麒;林栖凤;李冠一;;第三章 植物分子育种的研究与应用[A];植物分子育种——第四届全国植物分子育种学术研讨会论文集[C];2004年
9 林栖凤;李冠一;周海龙;;第五章 若干问题的探讨[A];植物分子育种——第四届全国植物分子育种学术研讨会论文集[C];2004年
10 王才林;赵凌;朱镇;张亚东;林静;张所兵;陈涛;刘贤金;王冬兰;黄骏麒;龚蓁蓁;;用花粉管通道法将慈姑蛋白酶抑制剂(API)基因导入水稻获得转基因植株[A];植物分子育种——第四届全国植物分子育种学术研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑瑞丰;水稻广谱广亲恢种质R228的应用基础研究[D];湖南农业大学;2010年
2 刘福利;海带群体遗传分析及叶片长、宽性状QTL研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
3 管延安;甜高粱遗传图谱的构建及能源相关性状的QTL定位[D];山东农业大学;2011年
4 马进;水稻条纹病毒(RSV)RNA3、RNA4的克隆与抗RSV转基因水稻的培育[D];山东农业大学;2011年
5 孙全喜;超长链多不饱和脂肪酸合成相关酶基因的克隆与鉴定及其在作物中的异源合成[D];山东农业大学;2011年
6 杨万能;水稻产量相关性状参数自动提取的数字化技术研究[D];华中科技大学;2011年
7 郝金凤;无载体无选择标记转基因耐贮藏甜瓜的培育[D];内蒙古大学;2010年
8 苏长青;适合转基因抗虫水稻和棉花PCR检测标准质粒的构建及试用[D];中国农业科学院;2011年
9 许明;籽粒苋AmA1基因和人乳铁蛋白基因转化水稻的研究[D];福建农林大学;2011年
10 石凤敏;蒙古冰草MwLEA3基因功能研究及MwRRT基因的克隆[D];内蒙古农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘红梅;农杆菌介导百子莲抗寒基因CBF1高效转化体系的建立[D];华中农业大学;2010年
2 姚秋林;水稻根特异表达启动子的克隆及功能分析[D];华中农业大学;2010年
3 刘鑫;利用分子标记辅助选择培育和评价三种BT基因(CRY1AC、CRY1C~*和CRY2A~*)抗虫水稻[D];华中农业大学;2010年
4 卢增斌;防治水稻螟虫单项技术措施的评价及储备技术—转基因水稻对非靶标生物影响的研究[D];华中农业大学;2010年
5 邱咏;水稻开花基因RID1功能的初步研究[D];华中农业大学;2010年
6 朱冬梅;盐碱胁迫下星星草(Puccinellia tenuiflora)根部转录应答的初步分析[D];哈尔滨师范大学;2010年
7 朱莹;分析耐盐基因与启动子功能的CRE/loxP重组激活系统的构建与检验[D];哈尔滨师范大学;2010年
8 黄雅琴;双胚苗水稻的生物学特征研究[D];郑州大学;2010年
9 张宽亮;含有红色荧光报告基因玉米CobA的T载体和表达载体构建研究[D];安徽农业大学;2010年
10 胡一飞;里氏木霉纤维素酶基因的克隆及在水稻中的过表达研究[D];安徽农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚方印,朱常香,刘理梅,周占云,李广贤;提高水稻成熟种胚愈伤组织诱导率及再生率的研究[J];山东农业科学;2000年04期
2 王兰;田华;;根癌农杆菌介导的水稻遗传转化研究进展[J];安徽农业科学;2009年30期
3 王维旭;张骥诚;刘学群;王春台;刘新琼;;籼稻品种Kasalath遗传转化条件的研究[J];安徽农业科学;2010年04期
4 史俊;;水稻强分蘖基因MT1启动子的克隆及与GUS、GFP融合基因的构建[J];安徽农业科学;2010年21期
5 李卫东,葛会波,周春江,张洁;草莓花药愈伤组织类型与状态调控研究[J];河北农业大学学报;2004年02期
6 唐丁,郭龙彪,钱前;水稻转基因技术与转基因水稻[J];中国稻米;2005年05期
7 丁国华,徐仲,朱祥春,史芝文;花粉管通道法导入抗赤星病烤烟总DNA D_1代性状变异的研究[J];东北农业大学学报;2000年02期
8 李树华;杨庆文;何军;韩国敏;;野生稻DNA导入水稻后代的SSR检测分析[J];西北植物学报;2006年04期
9 唐克轩,孙小芬,Richard Twyman,Paul Christou,冯腾永;含编码类铁氧还双亲性蛋白ap1基因的转基因水稻植株的获得(英文)[J];复旦学报(自然科学版);2001年01期
10 陈璋;朱秀英;卢勤;;水稻种胚离体培养的基因型效应[J];福建农学院学报;1991年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李永春;利用Cry1Ac和CpTI双价基因及组织特异启动子增强转基因水稻对螟虫的抗性[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 柳红;籼稻高效遗传转化体系的建立[D];福建农林大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贺晶,谭晓风,杨伟;林木转基因工作研究进展[J];湖南林业科技;2001年04期
2 卢长明;;我国为什么要发展转基因技术[J];种业导刊;2011年03期
3 谭一泓;贾鹤鹏;;转基因的理性争议[J];科学新闻;2011年06期
4 吴大洋,冯丽春;家蚕转基因方法及研究进展[J];蚕学通讯;2001年02期
5 刘明;杜俊杰;;果树转基因应用研究[J];北方园艺;2010年12期
6 徐珏;董文;;转基因作物现状及其安全性研究进展[J];科技信息(学术研究);2007年16期
7 杨立国;农作物转基因途径和产业化发展策略[J];国外农学-杂粮作物;1999年02期
8 ;美培育出延缓成熟的番茄[J];世界热带农业信息;2002年03期
9 周启升;于奇;刘庆信;;转基因家蚕的研究进展及应用前景[J];昆虫学报;2011年02期
10 ;转基因方法让家蚕吃得少吐得丝多[J];农业技术与装备;2011年14期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 邓欣;高必达;赵廷昌;孙福在;;转基因作物的生物安全评价方法研究进展[A];农业生物灾害预防与控制研究[C];2005年
2 唐顺明;卢福浩;沈兴家;王娜;赵巧玲;张国政;郭锡杰;;转基因方法获得家蚕Z染色体突变新种质初报[A];中国生物化学与分子生物学会农业生物化学与分子生物学分会第八次学术研讨会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王青立 李宁 汪其怀 付仲文;韩国转基因作物安全管理现状[N];农民日报;2002年
2 萧岱;转基因不会改变人体基因![N];工人日报;2014年
3 本报记者 白舒婕;转基因之惑[N];新农村商报;2014年
4 本报记者 冯华;转基因安全管理:安全评价是核心[N];人民日报;2005年
5 冯华;农业部官员表示安全评价是转基因安全管理的核心[N];农资导报;2005年
6 陈莎莎;多方纠结链条复杂 需防转基因盲目商业化[N];粮油市场报;2013年
7 唐堂;并不比普通食品更危险[N];中国质量报;2006年
8 中国农业科学院生物技术研究所 林敏;大力发展转基因技术 培育生物育种战略性新兴产业[N];科技日报;2012年
9 本报记者 孙春芳;转基因技术在放宽,但关键是管理[N];21世纪经济报道;2011年
10 记者 陈琳;袁隆平:愿做转基因粮食“小白鼠”[N];第一财经日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 郭学兰;油菜雌蕊原位转基因方法[D];中国农业科学院;2009年
2 欧阳波;几种病程相关蛋白基因转化番茄的研究[D];华中农业大学;2003年
3 周莹;水稻中天冬氨酸转氨酶的分子生物学研究和转基因应用[D];华中农业大学;2009年
4 张美蓉;家蚕PcG家族分析及BmRYBP的功能研究[D];西南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 费纪涛;家蚕W染色体特异转基因品系的建立及ZFN打靶初探[D];西南大学;2012年
2 赵娜;利用转基因线虫对胞红蛋白的抗缺氧损伤功能初探[D];西北农林科技大学;2009年
3 张旋;小麦转基因体系建立及耐旱新品系培育[D];河南大学;2011年
4 李巍;转基因金针菇和番茄中碱性成纤维细胞生长因子的表达[D];吉林农业大学;2011年
5 卢龙涛;烟草核基质结合序列在转基因遗传稳定性中的功能及机理分析[D];山东农业大学;2009年
6 刘聃璐;利用转基因策略培育抗真菌病害水稻的研究[D];华中农业大学;2013年
7 李岩;异源表达两种抗逆相关基因改良光叶楮抗逆性的研究[D];新疆大学;2007年
8 汪巧;转cry1Ac基因抗虫棉鄂杂棉1号外源插入序列分析及特异性PCR检测方法[D];中国农业科学院;2011年
9 付苏雷;利用小鼠活体子宫内电转基因技术研究N-Cadherin对大脑皮层神经元迁移的影响[D];新乡医学院;2014年
10 黄昌蓉;甘蓝型油菜早熟基因遗传转化体系的建立及转基因植株初步鉴定[D];浙江大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026