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。     

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。     

美国棉花基因工程育种

基因工程棉花育种,美国开展的较早,成效明显。美国棉花基因转育工作起始于86年代中后期,其主要研究单位有Agracetus公司、Monsanto公司和Calgene公司。1987年Agracetus公司首次将外源基因导入棉花,并获得转基因植株,开创了棉花基因工程工作。经过6年来的努力,现已培育出抗虫、抗除草剂、抗旱、抗病等基因工程棉花。     

抗虫棉的生理生育特点及高产栽培技术

抗虫棉,是通过现代生物技术与常规育种相结合,将外源抗虫基因导入棉花植株而培育出的棉花新品种。抗虫棉有形态抗虫棉、生理生化抗虫棉和转基因抗虫棉之分。目前生产中推广的抗虫棉大都是转Bt基因,转基因抗虫棉品种类型较多,在适应性、长势和抗逆性等方面各具特色,可以满足不同     

情系齐鲁大地棉花育种创新——记山东棉花育种专家李汝忠研究员

山东著名棉花育种专家、山东棉花研究中心李汝忠研究员，被棉花界的同行称为“育种实干家”。他自1982年莱阳农学院毕业后，被分配到山东棉花研究所（山东棉花研究中心前身）从事棉花育种工作至今。几十年来，他凭借一种执着的追求和踏实的作风，带领科研团队在棉花转基因抗虫研究方面取得了突破性进展，     

转HaNAC基因棉花的分子鉴定及遗传稳定性分析

棉花是世界上重要的经济作物之一。为创制和改良棉花抗旱新品种提供种质资源及遗传育种研究提供理论依据，通过染色体步移技术明确外源基因在棉花染色体上的插入位点、序列及染色体信息，研究了转梭梭HaNAC基因的棉花材料对干旱胁迫的响应能力，确定了HaNAC基因的物理位置，鉴定了其遗传稳定性。研究结果如下：(1)本研究对转HaNAC38转录因子基因棉花材料进行了分子鉴定，通过PCR扩增、电泳检测及测序证实了转基因植株中分别存在标记基因和目的基因序列。应用半定量PCR,证明了HaNAC38基因在棉花受干旱胁迫后表达量上调。这些结果说明转HaNAC38基因T6代棉花植株的遗传稳定性。(2)通过标记基因的初步筛选获得阳性植株后，对转基因棉花进行外源基因的检测鉴定，利用获得的序列设计染色体步移引物，通过巢式PCR方法获得转HaNAC38基因棉花的T-DNA序列在基因组中的插入位置，结果定位到棉花基因组A11染色体第26 202 323 bp处。根据已知的棉花基因组信息，通过鉴定，共筛选转HaNAC38基因的棉花材料5个株系，为创制和改良棉花抗旱新品种提供了亲本材料。     

农业转基因品种利用现状及展望

随着中国转基因核心技术取得突破,已初步建立起水稻、棉花、油菜、玉米、大豆、花生、杨树等主要农作物和林草、花卉、果树等高效、安全转基因技术体系。中国转基因品种得到大面积推广应用的作物首推棉花。目前转基因育种的主要手段有农杆菌介导转化法和外源基因直接导入法。外源基因直接导入法主要有电激法、PEG法和显微注射法。近年来发展起来的还有基因枪法、激光徽束穿刺法、真空渗入遗传转化法和花粉介导法等。随着转基因安全性评估的逐步完善,转基因育种将在农业生产中发挥越来越重要的作用。     

耐低钾棉花品种的研究进展

我国钾资源缺乏,棉区普遍缺钾。钾是棉花必需的大量元素之一,缺钾会引起早产减产,甚至红叶茎枯病,耐低钾棉花的研究迫在眉睫。可以通过常规育种方法选育耐低钾品种。同时已经分离克隆到的吸钾相关基因为基因工程育种提供了平台,转基因技术越来越受到棉花科研工作者的重视。本文针对钾素对棉花的重要性、耐低钾棉花的常规育种及应用基因工程技术改良作物钾营养性状、培育钾高效品种等方面的研究进展作了较为系统的讨论。     

转基因技术辅助育种

中国转基因农作物研究始于20世纪80年代初期，经过多年的努力，逐步形成了水稻、小麦、玉米、大豆、棉花等作物的转基因技术创新、规模化转化和生物技术育种体系。通过转基因抗虫棉的选育，可以了解中国生物技术育种的整体科技水平。中国科学家成功地完成了杀虫成蛋白基因CrylA的人工合成。在1994年获得了高抗棉铃虫的转基因棉植株，使中国成为继美国之后拥有自主知识产权、独立研制成功转基因抗虫棉的第二个国家。     

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。     

农业分子育种—从花粉管通道向棉花导入外源基因

农业分子育种──从花粉管通道向棉花导入外源基因倪万潮，黄驻麒，张震林，陈松，周宝良，徐英俊，顾立美，沈新莲，钱思颖（江苏省农科院经作所南京２１００１４）广义地说，遗传工程是一项综合性的高技术系统工程，包括基因的分离与改造、基因转移，以及转基因产物（品...     

我校“棉花转基因抗黄萎病研究”取得突破性进展

我校植物病理系齐俊生博士在导师李怀方、马存教授的指导下，经过10年艰苦努力，从海岛棉中分离获得了具有自主知识产权的抗黄萎病基因At7。通过转基因研究，培育出了高抗黄萎病的丰产新品系。2006年8月26日，“棉花转基因抗黄萎病研究成果现场观摩会”在山东省惠民县举行。与会专家、领导对这一成果给予了高度评价，认为利用生物技术从海岛棉中克隆抗病基因导入陆地棉选育高抗黄萎病的棉花株系，是棉花抗黄萎病育种的重大突破，这一国际领先水平的研究成果预示着“棉花癌症”——黄萎病——有望被控制。     

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。     

农业转基因品种利用现状及展望

随着中国转基园核心技术取得突破,已初步建立起水稻、棉花、油菜、玉米、大豆、花生、杨树等主要农作物和林草、花卉、果树等高效、安全转基因技术体系.中国转基因品种得到大面积推广应用的作物首推棉花.目前转基因育种的主要手段有农杆菌介导转化法和外源基因直接导入法.外源基因直接导入法主要有电激法、PEG法和显微注射法.近年来发展起来的还有基因枪法、激光微柬穿刺法、真空渗入遗传转化法和花粉介导法等.随着转基因安全性评估的逐步完善,转基因育种将在农业生产中发挥越来越重要的作用.     

棉花分子育种研究进展

棉花分子育种是目前棉花育种研究的重要手段。本文从分子标记辅助育种和转基因育种两个方面,概述近几年国内外棉花分子育种的研究进展,总结棉花分子育种目前遇到的问题,以期为今后棉花分子育种提供参考。     

转化棉花胚性愈伤可以有效缩短转基因周期

棉花的生长季节长 ,生长期温度较高 ,生长季节遭受的病虫害也较多。采用杂交育种方法可以培育抗性品种 ,但受抗性资源本身的抗性强弱限制。分子生物学的发展促进了各种生物之间的基因交流 ,可以将动物、微生物中分离出的有用基因转入植物中 ,获得全新的性状。转基因抗虫棉的大面积推广是生物技术育种的典型例证。尽管可以使用花粉管通道法将外源基因导入棉花[1 ] ,但农杆菌介导仍然是最有效的一种转基因方法 ,而且转入的基因多是单拷贝插入 ,便于育种利用。可是目前采用的农杆菌介导转化棉花的方法多是以下胚轴为起始材料[2 ] ,需要周期长 ,…     

离子束介导转基因彩棉纤维色泽改良初探

本文从技术原理和方法着手介绍了棉花育种中转基因的不同方法,系统分析了离子束介导外源基因改良彩棉纤维色泽的方法,并对转基因中遇到的问题进行了讨论。     

棉花耐盐性遗传育种研究进展

综述了国内外棉花耐盐性遗传与育种研究进展,指出耐盐性状由于受主基因控制,通过遗传改良在实践上是完全可行的,并分析了转基因技术在棉花耐盐性改良方面的潜力,列举了目前耐盐性的多种鉴定方法,并提出了选育耐盐棉花新品种的若干途径。     

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。     

不同类型抗虫棉花种质资源培育与利用分析

为有效控制棉花害虫对棉花的为害,石家庄市农林科学研究院从20世纪80年代开始利用远缘杂交、转基因技术和形态育种的方法开展了抗虫棉花种质资源的培育,先后育成了远缘杂交抗虫棉花种质石远321、转Bt基因抗虫棉花种质GK12、转Bt+Cp Ti基因抗虫棉花种质SGK321和具有形态抗盲蝽象特性的抗虫棉花种质晋棉-26。这些抗虫棉花种质被众多育种单位广泛应用,2004~2014年共育成通过审定的棉花品种152个,为我国棉花生产做出了重大贡献。