玉米规模化转基因技术体系构建及其应用

玉米是世界种植范围最广、产量最高的粮食作物,为保证世界粮食安全做出了重要贡献。但是病虫害、杂草、干旱、盐碱等生物或非生物胁迫严重影响了玉米生产。培育具有抗虫、抗除草剂、抗病等性状的转基因玉米品种并应用到实际生产中,能够减少玉米产量损失,减少农药化肥使用量。玉米规模化转基因技术体系研究发展迅速,获得的抗虫、抗除草剂转基因玉米已在国外商业化种植18年,带来巨大的经济、社会和生态效益。全球转基因作物种植面积从1996年的170万公顷增加到2013年的1.75亿公顷。转基因玉米新品种培育需要较成熟的玉米规模化转基因技术体系。目前,商业化种植的转基因玉米都是从大量转基因玉米中选择的,具有外源基因单拷贝插入、遗传稳定、无载体骨架插入、目的基因表达合适、对玉米自身性状无影响等特点。国外大公司及部分公立研究机构建立了相对成熟的玉米转基因技术体系。中国玉米转基因技术体系研究起步较晚,目前初步建立了玉米规模化转基因技术体系,有必要进一步提高玉米遗传转化效率及规模化程度。玉米规模化转基因技术体系采用的主要方法是基因枪法和农杆菌介导法。文章详细介绍了2种方法的原理、发展过程及其应用。农杆菌介导法是目前最主流的植物遗传转化方法,具有成本低、外源基因拷贝数低、外源基因能稳定遗传表达等特点,更适用于规模化转基因技术体系。中国在玉米转基因技术体系研究及应用方面有很好的进展,在转基因受体材料选择、农杆菌侵染方法优化等方面对农杆菌介导的玉米遗传转化方法进行了系统优化,以国际上常用的玉米杂交种HiII及中国玉米优良自交系综31等为转化受体,建立了基于幼胚的玉米规模化转基因技术体系,并很好地应用于转基因玉米新品种的创制,获得大量具有生产应用价值的抗虫、抗除草剂转基因玉米。文章展望了玉米转基因技术体系的发展趋势,认为商业自交系作为外植体的筛选、转化事件单拷贝率的提高、无载体骨架序列转基因的提升、多基因转化技术、基因打靶技术、基因编辑技术及安全转化技术等方面是玉米转基因技术发展的趋势。中国应紧跟玉米转基因技术发展趋势,大力发展多基因转化技术、基因打靶技术及安全转化技术,使转基因玉米技术体系更好地服务于基因功能研究、转基因玉米产品研发等。中国通过玉米规模化转基因技术体系获得的转基因玉米将来进入产业化应用,将带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益,并将推动玉米转基因技术体系的进一步发展。文章为玉米转基因技术体系优化和转基因玉米新材料获得等方面的研究提供一定的参考。     

转基因玉米研究进展

植物转基因技术开辟了作物遗传改良的新途径。转基因玉米是植物基因工程领域研究的热点之一。近年来,应用转基因技术已经获得抗虫、抗除草剂和其他有用性状的转基因玉米。在此,就玉米转基因在受体系统、目的基因及转化方法方面的研究成果,尤其是近年来玉米转基因研究方面存在的问题、解决途径以及其他类型玉米的转基因研究进展做了综述。     

转基因技术在玉米育种中的应用

介绍了应用转基因技术在改善玉米抗性方面培育出了抗虫、抗除草剂及抗病毒的转基因玉米,并提出转基因技术还用于改良玉米的品质。在基因转化途径方面主要分析了农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道等技术。     

玉米转基因技术研究现状及发展趋势

自1990年可育的转基因玉米问世以来,玉米转基因技术一直是国内外作物转基因研究的热点之一,并在玉米育种中发挥了巨大作用.使用农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道法等转化技术,将不同来源的单个和多个功能基因转入玉米,对玉米重要农艺性状进行遗传改良,在培育抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆等转基因新品种方面取得了巨大进展.论述了玉米转基因技术的研究进展,并对育种中存在的问题提出了一些看法.     

抗除草剂转基因玉米研究

文中对抗除草剂转基因玉米的研究进行了综述。抗除草剂转基因玉米的转化方法主要有基因枪法和农杆菌介导法,其中基因枪法是转基因技术中经常使用的方法;也是在玉米中应用最成功的方法;农杆菌介导法因其具有费用低、拷贝数少、基因沉默现象少、能转化较大片段、遗传稳定性较高、再生植株可育性较好等优点也越来越受到重视。通常以Bar基因作为标记基因,采用喷施除草剂和PCR检测相结合的方法对抗除草剂转基因玉米进行检测和筛选。抗除草剂转基因玉米的安全性问题主要涉及演化为田间杂草的可能、基因漂移和田间杂草的抗药性3个方面。     

基因工程在玉米育种中的应用现状

玉米是一种重要的粮食作物,也是一种经过基因改造的作物。1983年,随着世界上第一批转基因烟草的成功种植,转基因玉米在世界范围内得到了研究。目前,已建立了比较完整的玉米转基因理论和技术体系,包括:农杆菌Ti质粒介导的载体转化技术,基因枪和PEG直接将DNA引入玉米,花粉管通路和卵巢转化技术。     

转基因玉米的研究与应用

转基因玉米是目前植物基因工程的研究热点之一，已有转基因抗虫玉米、抗除草剂玉米进入商品化生产。本文就转基因玉米的受体系统、转化方法、实际应用及其安全性问题进行了综述。     

Southern杂交技术在农作物遗传转化研究中的应用

Southern杂交技术作为分子生物学中的经典技术,为特定DNA片段的检测提供了快速、准确、灵敏的方法。在植物遗传转化研究中,Southern杂交技术广泛应用于外源基因的检测及拷贝数的鉴定工作,为植物转基因研究的准确性提供了充分的保障。综述了Southern杂交技术在水稻、玉米、小麦、大豆等主要农作物遗传转化研究中的应用,可为农作物转基因研究方法的明确及转基因食品安全检测方法的探索提供参考。     

玉米基因枪转化受体材料的选择

以4种玉米转化受体为材料,进行了基因枪转化玉米受体材料的研究。通过GUS基因的短暂表达和转Bar基因抗性绿苗分化率研究表明,预培养3～4d的玉米幼胚更适合作基因枪转化的受体材料。对转基因再生植株的PCR分析及除草剂抗性检验,证明Bar基因已整合到玉米基因组中。试验结果还表明,在转基因筛选过程中加入AgNO3,可提高抗性绿苗分化。     

转基因玉米发展现状与趋势

0 引言 1986年Fromm等用电击法把抗除草剂pat基因转入玉米原生质体中,开创了玉米遗传转化研究的先河.目前,被批准商品化的转基因玉米主要有2种:抗虫(Bc)转基因玉米和抗除草剂转基因玉米.     

农杆菌介导的玉米转基因研究进展

从转基因技术、农杆菌介导的受体以及影响农杆菌转化的因素和玉米转基因的现状等方面,综述了在玉米中农杆菌介导转基因的进展。     

梨遗传转化研究进展

用遗传转化的方法对梨进行遗传改良是当今梨科研的热点.基因型、抗菌肽的活性与稳定性、农杆菌的侵染力等是影响梨遗传转化的重要因素.综述了国内外梨遗传转化研究所取得的进展,并结合存在的问题对今后的工作重点提出了建议.     

玉米主要病害抗性遗传研究进展

玉米病原微生物来源广泛,包括真菌、细菌、病毒和卵菌纲等,常在叶片、雌雄穗和根茎等部位引起病症, 对玉米生产造成严重影响。玉米属异花授粉作物,地域分布广泛,遗传资源丰富,基因组多样性明显,蕴含着 大量质量和数量性状抗病位点。近年来,针对玉米主要病害开展了大量的抗病基因定位和发掘工作。到目 前为止,至少克隆了4个主效抗病基因,定位了大量的抗病基因/QTL位点,获得了一批抗病获选基因。在理论 研究的基础上,积极开展分子标记辅助的抗病基因/QTL的回交导入和聚合工作,取得了明显的改良效果。从 玉米真菌病害、病毒病、卵菌纲和细菌病害等方面,总结了近年来玉米抗病遗传研究的进展。     

玉米不同外植体愈伤组织的诱导研究进展

随着植物基因工程的发展,玉米的遗传转化已由理论研究转向应用研究,玉米组织培养是遗传转化中的一个基础而重要的环节。组织培养技术在玉米转基因育种中日益受到重视。本文从不同基因型玉米的幼胚、茎尖、成熟胚出发,综述了近年来玉米组织培养及植株再生的研究进展、影响因素以及存在的问题和解决办法。     

转基因玉米的生物安全性问题

玉米不仅是重要的粮食作物,而且是重要的饲料作物,在国民经济中占有非常重要的地位,因而其基因转化研究也是国内外的研究热点之一。1990年以来,转基因玉米研究取得了显著进展,目前已有转基因的抗虫玉米、抗除草剂玉米杂交种进入商品化生产。与此同时,转基因玉米安全性问题也成为人们关注的焦点。从环境安全和食品安全2个方面概述了转基因玉米可能存在的安全隐患。     

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1 《中国农学通报》是中国农学会主办,由两院院士、著名农业科学家石元春先生任主编,国内外公开发行的国家级农业学术期刊(每月5日发行)。也是国家科技部"中国科技核心期刊"、中国科协优秀学术期刊和全国优秀农业期刊。2 本刊特点:以中青年学科带头人和博士、硕士为主要作者群,以省部级以上科研课题或基金项目论文为刊文重点,出版周期短,载文容量大。     

小麦转基因技术研究及其应用

近年来植物转基因技术研究迅速发展,大豆、玉米、油菜和棉花等转基因品种已大面积推广应用,取得巨大的经济和社会效益。小麦是世界上主要的粮食作物,自1992年第一株转基因小麦诞生以来,小麦转基因技术发展较快,为开展小麦分子育种奠定了基础。目前,小麦遗传转化主要采用基因枪法和农杆菌介导法,分别占68.8%和15.9%。研究涉及抗病、抗虫、抗逆、品质改良、提高产量等方面,其中研究较多的为抗病(39.7%)和品质改良(25.6%),部分转基因小麦品系已进行环境释放及生产性试验。本文综述了小麦转基因技术的发展和应用现状,讨论了小麦转基因研究存在的主要问题和今后的发展方向。     

大豆遗传转化方法及再生体系研究进展

转基因技术作为现代生物技术之一,在基因功能研究和转基因育种方面取得重要进展。大豆基因组测序之后,大豆功能基因组学发展迅速,挖掘控制重要性状的基因用于转基因育种受到广泛关注。随着转基因大豆新品种培育重大专项的实施,我国建立了基因克隆、遗传转化、功能研究、转基因品系安全评价等转基因育种研究技术体系和监管体系。其中,转基因大豆遗传转化技术体系的研究取得了较快的进展,主要集中在高效、稳定遗传转化再生体系的建立和优化,大豆遗传转化方法的探索和优化等方面。对大豆遗传转化体系、转化方法和转化效率等因素进行阐述,可为大豆基因功能研究和转基因新品种培育相关研究提供参考。