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。     

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。     

玉米转基因技术研究进展

转基因技术一直是植物分子生物学研究的重要领域之一。自 1986年至今 ,玉米的基因转化技术研究取得了很大的进展。笔者从玉米的转化技术、转化受体、标记基因的选择及外源基因在后代的遗传规律等方面 ,概述了玉米转基因技术研究的最新进展。     

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.     

玉米抗虫转基因技术研究进展

多类表达毒素基因可转入玉米植株中,用以增强玉米的抗虫性,另外,不少玉米本身也携有抗虫基因,转基因技术可以通过对这些基因的重组,从而研发新的抗虫性强的玉米品种。本文从基因种类、转基因技术等方面收集整理了相关研究进展信息,并对新品种的安全性研究等加以综述。     

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。     

全球转基因玉米商业化应用现状及产品线研发进展

本文在概述全球转基因作物商业化发展态势的基础上,介绍了转基因玉米的商业化应用情况,并重点从转基因技术,性状与基因等方面综述转基因玉米产品线的商业化推进情况,以期为农业主管部门,生物技术研发单位和种子企业提供参考。     

利用RNAi技术抗玉米矮花叶病效果研究

以采用RNAi技术获得的HiⅡ、HiⅡA、HiⅡB和H99抗玉米矮花叶病转基因T1和T2代为材料,通过病毒接种、草丁膦涂抹、目的基因和标记基因PCR扩增,研究了利用RNAi原理构建的目的基因对玉米矮花叶病的抗性效果以及玉米转基因后代群体鉴定筛选技术。结果表明,90.00%的转基因株系抗病性超过非转基因株系,30.00%的转基因株系抗病株率超过了抗病对照黄早4,转基因株系的抗病性明显提高,说明利用RNAi技术选育抗矮花叶病转基因玉米株系是可行的。4种筛选鉴定方法比较结果表明,目的基因PCR和病毒接种鉴定方法最可靠,在转基因后代群体鉴定过程中,可在苗期用200mg/L的草丁膦筛选阳性植株基础上,再采用目的基因PCR鉴定,筛选出抗性转基因植株或株系,不仅可以减少鉴定的工作量,而且可以提高鉴定的准确性。     

生物技术在玉米育种中的应用

近年来生物技术在玉米育种中的应用取得了一定成果。通过转基因技术和SSR、AFLP分子标记的应用,加快了玉米研究进程,育成了抗虫、抗病、抗除草剂的玉米,有利于研究玉米群体遗传多样性,建立玉米杂种优势群,提高玉米QPM育种效率,缩短育种进程。但由于研究费用过高,基因技术与SSR标记缺乏有用的玉米基因,基因沉默现象也成为开展玉米生物技术育种的限制因素。随着生物技术的飞速发展及其研究的日趋成熟,在拓宽玉米自交系种质材料,提高杂交种抗逆、抗病性和产量,完善玉米转基因技术体系,发掘玉米高产、优质、高抗、高油、高直链淀粉基因并进行相关标记的定位等方面将发挥更大的作用,应用前景广阔。     

基于生物工程的转基因玉米胚芽抗病技术分析

玉米是我国重要的粮食作物。目前玉米胚芽的虫害问题严重地影响着玉米的产量。为此就基于生物工程的转基因玉米胚芽抗病技术进行分析,通过玉米抗病基因定位与克隆、玉米胚芽抗性基因稳定表达的方法,完成转基因玉米胚芽的抗病技术,为提高玉米的总产量提供了理论支持。