棉花转基因育种技术的探索

植物转基因育种可以克服远缘杂交不育，实现不同物种间的基因交流，这为育种工作创造多种优良性状组合的新品种提供了技术上的支持。转基因育种的上游工作是目的基因的构建，下游工作是目的基因的转导。我们根据新疆棉花育种目标，采用花粉管通道法对棉花进行转导，成功获得多株棉花转基因植株。     

棉花规模化转基因技术体系构建及其应用

文中综述了国内外转基因技术在棉花中的应用概况,主要介绍了近年来中国棉花规模化转基因技术体系的建立及应用研究进展,并对棉花转基因技术中存在的主要问题和未来发展趋势做了相关陈述。对棉花科研工作者了解棉花转基因研究进展并有效利用转基因技术开展工作具有重要意义。转基因技术在克服棉铃虫危害上取得了巨大成功,并将逐步在棉花抗病、抗逆等方面取得重要进展。世界上,棉花转基因初期主要建立了以珂字棉为受体的转基因体系,随着雷蒙德氏棉、亚洲棉、海岛棉、陆地棉等其他棉种组织培养体系的建立,农杆菌介导法、基因枪轰击法、花粉管通道法及其他转基因方法的应用,使得棉花转基因技术研究取得长足的进步。中国棉花规模化转基因技术体系主要是依托中国农业科学院棉花研究所及其他科研单位建立起来的,通过高效转化载体的筛选、主要棉花品种（系）的转基因技术体系的建立、组织培养条件的优化等措施,重点对农杆菌介导法转化棉花技术进行了改良,同时优化了基因枪轰击法及花粉管通道法转化技术,形成了三位一体的棉花规模化转基因技术体系。该体系建立了以中棉所24等材料为转基因受体的农杆菌介导体系,并利用叶柄组织培养筛选获得了组织培养分化率达100%的新材料W12等,使转化率提高到原有效率的2.88倍,同时建立了基因枪胚性愈伤组织轰击转化体系,并提高了花粉管通道的转化效率。该体系为棉花育种提供了大量材料,中国农业科学院棉花研究所已培育多个棉花抗虫新品种,并为国内41家科研单位转化基因200多个,验证了多个功能基因作用获得大量育种价值新材料。笔者认为基因型依赖性仍然是限制棉花规模化转基因技术发展的瓶颈,扩大棉花转基因受体材料基因型范围、提高转化效率、扩大转化规模是棉花转基因技术体系的长久主题。同时,为提高效率和降低安全性的公众焦虑,探索和发现新的更为安全和有效的转化体系,如多基因共转化、质体遗传转化、定点转化或基因叠加、开发安全型转化技术等研究引起人们的普遍关注,是未来棉花转基因技术的发展趋势。大量新基因处于材料阶段,同时安全性评价要求提高也需要转基因材料深入的研究。随着棉花基因组序列的公布,棉花自身基因的克隆将会成为棉花基础研究和应用研究的新方向,对于促进转基因棉花新品种培育和功能基因转化研究具有重要参考价值。     

棉花遗传转化研究进展及其应用

外源基因遗传转化技术已成为棉花突变体创造、新资源创制以及新品种选育的重要手段。目前,常用的遗传转化方法主要有花粉管通道法、基因枪轰击法、农杆菌介导法和PEG介导法等。用于棉花遗传转化的外源基因有抗虫基因、抗病基因、抗逆基因、抗除草剂基因以及棉纤维品质基因等,当前主要是抗虫基因。遗传转化的主要体系有:以体细胞胚为受体的转化体系;以下胚轴为受体的转化体系以及最新发展的叶绿体转化体系。转基因抗虫棉的培育成功是棉花分子育种的重大突破。2005年,全世界转基因抗虫棉种植面积近1000万hm2,占全世界棉花总种植面积的近30%;我国为420万hm2,占我国当年棉花总面积的73%,转基因抗虫棉的推广应用有力地促进了棉花生产的发展。     

棉花抗虫基因工程研究进展

抗虫转基因棉花的培育是近年来棉花生物技术研究的热点，它为棉杜虫害的防治展示了希望。用于棉花抗虫基因转化的方法有根癌农杆菌Ｔｉ质粒介导法、聚乙二醇法、基因枪法和花粉管通道法。用于棉花抗虫植株培育的主要基因有ＢＴ基因和ＣｐＴＩ基因，其中ＢＴ基因应用较多，用其培育出的转基因棉花，在田间用药量减少５０％的情况下而不影响产量，这些转基因棉花在美国已大面积示范推广。本文从抗虫基因的导入和抗虫基因的田间表现三个方面，综述了棉花抗虫基因工程的研究进展。并指出了该领域目前存在的主要问题和将来的发展前景。     

黄瓜农杆菌介导法与花粉管通道法转基因技术

采用农杆菌介导法和花粉管通道法进行抗虫基因EQKAM转入黄瓜的研究.优化了以子叶节为外植体的农杆菌介导转化技术;比较了切割柱头、子房注射和子房涂抹3种花粉管通道法处理授粉后黄瓜子房的转化效果,切割柱头和子房注射均可成功获得黄瓜抗虫转基因植株.PCR及斑点杂交证明EQKAM基因已整合到黄瓜基因组中.     

棉花花粉管通道法转基因的分子细胞学机理研究

利用花粉管通道法转基因,由于具备不受基因型限制、操作简单、易于育种工作者掌握等显著特点,自我国科学家周光宇先生提出后,引起科学工作者的关注.目前,多数利用花粉管通道法获得转化后代的研究报告,提供了分子生物学证据.中国棉花抗虫转基因工程实践为花粉管通道法作了有力的实践证明.然而,国内外有些学者提出了种种看法,或者试图否认该方法的科学性(Potrykus,1990;Moore等,1997),或者对这一方法持观望态度.     

我国转基因棉花育种概况与展望

阐述了我国转基因棉花育种技术 ,包括农杆菌介导法和花粉管通道法 ;概述了选育的转Bt基因抗虫棉、转基因抗虫杂交棉、双价转基因抗虫棉及转基因抗病虫棉的优系材料 ;对转基因抗虫棉的特征特性及存在问题进行了分析 ,展望了转基因棉花育种的发展趋势。     

转几丁质酶和 β-1,3-葡聚糖酶基因提高棉花对枯萎病和黄萎病的抗性

 枯、黄萎病是世界棉花生产中的两大重要病害。传统育种缺乏抗源，几丁质酶和 -1,3-葡聚糖酶是植物防御体系中的两种防卫因子，两者之间存在协同增效作用。据此构建了4个单价和2个双价基因(分别定位于细胞内或细胞外)的植物表达载体，通过花粉管通道法转化棉花，经PCR和Southern杂交检测以及1996 2000年温室及病圃多代筛选鉴定，已培育出对枯、黄萎病抗性提高的转基因棉花株系。将抗病基因导入国产抗虫棉品种GK19中，还获得了兼抗病、虫的转基因优系。     

花粉管通道转基因技术及在水稻分子育种中的应用

中国学者创立花粉管通道法转基因技术以来,在多种农作物分子育种中得到应用。广泛的研究表明,花粉管通道法转基因技术与其他转基因方法相比,具有能直接得到转化种子,转化频率高,操作简便经济,大量快捷,性状稳定快和导入材料多样性等优点。同时重点介绍了花粉管通道法转基因技术在水稻分子育种中的研究和应用,采用该方法将多种植物外源DNA导入水稻,获得了包括植株形态,产量性状,抗病虫性,稻米品质和生理生化等方面的变异,是一种简便有效的水稻分子育种方法。     

转几丁质酶和(-1,3-葡聚糖酶基因提高棉花对枯萎病和黄萎病的抗性

枯、黄萎病是世界棉花生产中的两大重要病害.传统育种缺乏抗源,几丁质酶和(-1,3-葡聚糖酶是植物防御体系中的两种防卫因子,两者之间存在协同增效作用.据此构建了4个单价和2个双价基因(分别定位于细胞内或细胞外)的植物表达载体,通过花粉管通道法转化棉花,经PCR和Southern杂交检测以及1996(2000年温室及病圃多代筛选鉴定,已培育出对枯、黄萎病抗性提高的转基因棉花株系.将抗病基因导入国产抗虫棉品种GK19中,还获得了兼抗病、虫的转基因优系.