生物技术在牧草育种上的应用
戴军;郑家明;张鹏
【摘 要】目前,国外在利用基因工程高新技术进行牧草育种方面取得了重大进展,而我国牧草育种工作落后,特别是生物技术利用于牧草育种几乎为空白.在参阅大量国内外牧草育种中转基因技术研究文献的基础上,介绍了牧草转基因技术的技术要点和常用方法、存在的问题及应用前景. 【期刊名称】《辽宁农业科学》 【年(卷),期】2004(000)003 【总页数】2页(P32-33) 【关键词】牧草;转基因;生物技术 【作 者】戴军;郑家明;张鹏
【作者单位】辽宁省蒙古族示范学校,辽宁,阜新,123000;辽宁省农业科学院草牧业研究所,辽宁,沈阳,110161;辽宁省农业科学院草牧业研究所,辽宁,沈阳,110161 【正文语种】中 文 【中图分类】农业科学
辽 宁农业科学 2004(3) ：32 — 33LiaoningAgricultural Sciences文章编号 ：1002-1728(2004)03-0032-02生 物 技 术 在 牧 草 育 种 上 的 应 用戴 军 1 ， 郑家 明 2 ， 张 鹏 2（
1 ． 辽宁省蒙古族示范学校 ，辽 宁 阜新 123000;2．辽 宁省农业科学院草牧业研究所 ，辽 宁 沈 阳 110161 ）摘要 ：目前 ，国外在利用基因工程高新技术进行牧草育种方面取得 了重大进展 ，而我 国牧草育种工作落后 ，特 别是生物技术利用于牧草育种几乎为空 白。 在参阅大量 国 内外牧草育种中转基因技术研究文献的基础 上 ，介 绍了牧草转基因技术 的技术要点和常用方法 、存在 的问题及应用前景 。关键词 ：牧草 ； 转基因 ；生物技术中图分类号 ：S540.3文献标识码 ： B草业是我 国 的一个新 兴产业 ，在 目前 我 国农业 产业 结构调整 中占有重要地位 。 国家 已将 加强生 态环境保护 和建设列为重要 而 紧迫 的任务 ，这 是 牧草 业 发展千 载难 逢的机遇 ，同时也为我 国的牧草育种提 出了挑战。 现代生物技术在近 30 年取得 了飞 速发展 ， 已 广泛应 用于包括牧草在 内的农作 物 品种改 良。 与传统 育种 方法 相 比 ，植物基因 工程在基 因 水 平 上 改造 植物 的遗传物 质 更具科学性和精确性 ，可定 向改造植物遗传性状 ，提高育 种的 目的性和可操作性 ，打破 了物种 之 间生殖隔离障碍 。 生物技术发展 形成 的新 工 艺 、新 产 品 已 经 给农业 和 社会 带来好处 。 通过基因工程手段 ，培育 出高抗 、优质牧草新 品种 ，这对于我 国的草业和畜牧业发展有着重大意义 。1生物技术应 用 于牧草 育种概况 20世纪 70 年代初 ，一些先进的国 家先后 开始 了生物 技术应用于牧草 的研究 ， 1972 年美 国研究 苜蓿 花 药应 用 于牧草组织培养技术。 其他 国家也相继 开展 了 不 同种 类 牧草的组织培养 、细胞培养 、原生质体培养等项 技术 的研 究 ，20世纪 70年代末到 80 年代初 美 国等开始 了牧草基因的研究 ， 并取得突破 ， 1991 年转基 因 苜蓿植株 已 移 到田间。 我 国生物技术应用 于牧草 的研究是在 20 世纪 70年代末开始起步 ， 1979 — 1980 年黑龙 江省畜牧研究所 和 中国农业科学院草原研究所分别培养 出紫花苜 蓿花 药植 株是一 个 重要标 志 。 在 牧 草 基 因 工 程 研 究方 面 刚 刚 起 步， 20 世纪 80 年代后期 ， 江苏省农业科学院土壤肥料研究所把外源基 因导入 了多年生黑麦草 和 狼尾草 等
获得转 基因植株。 此外 ， 中国农业大学 、 中国科学院遗传研究所 等获得 了苜蓿转基因植株 。 2外源基 因 的转导方法将外源基 因导人 目标生 物并表达 是转基 因技术 的关·收稿 日期 ： 2004-05 -02键所在 ，和 其 他生 物 同样 ，在 牧 草 上 也 可 以 通 过 直接 导人、农杆菌 介 导 转化 和 基 因 枪 法 等 途 径 进 入 目的 细 胞 。 而受体细胞则 可 能 由于方 法 不 同而有 区 别 ，多 为 原 生 质 体和胚性愈伤组织 。将外源基因 直接发送 到 原生 质体是 主要方 法 之 一，当除去细 胞 壁 后 ，物 理 障碍 消 除 了 ， 通 过 在 培 养 物 中加 PEG （ 聚乙烯乙 二 醇 ）或采用 电穿孔 技 术 促进 原 生 质体吸收外源 DNA。但通过原生质体再生植株仍然很 困难 ，并且不育 的问题 、多拷 贝基 因 的整合 以及转基 因 的重 排 、 原生质体培养过程 中严重 的细胞遗 传方面 的干扰导致 的 体细胞无性系变异 ， 仍然限制这一方法的应用 。 基因枪法有广泛 的适应 性 ， 如胚性 愈伤 、悬 浮 系 、成 熟胚和未 成 熟 胚 皆 可 同时 也 无需 通 过 原 生 质体 途 径 再 生，虽然认为微粒子轰炸适合于每一个物种 ， 但其也有 类 似于原生质体 DNA 吸收法 的缺点 ， 由于外源基 因整合 的 复杂性 ， 获得稳定遗传的转基因植株也有较大 的 困难 。 农杆菌介导 是一 种 常用 的转化方 法 ，具有 明显 的优 点：首先是费用相对低廉 ， 操作程序也不复杂 ， 更主要 的 是通过此法获得 的转基 因植株通 常仅含 1 ～ 3 个 拷 贝 的 完整 的外源基 因 ， 因 而 可 较 稳 定 地 表 达 和 遗 传 到子 代 。Guelph大学研究人员就 曾利用农杆菌转化导入蓝雪状烟草的 Mn-SOD基因来 提 高苜 蓿 的产 量 稳 定 性 和 持 久 性（Mckersie 等 ，1993 ）， 目的是提高 苜蓿 耐 冷冻 、 耐 涝 的 能力。 据 1992 年的 田 间实验表明 ，转 SOD 基 因 的 RA3-64和 RA3-38 苜蓿的确具有高产 ，抗逆性强 ，持续 时 间 长等特点 。3 牧草的转基 因 育种 方 向 3.1 抗病育种 各种病毒危害是牧草生 产 的一大威胁。 根据病毒 以裸露的形式在植 物 细 胞 中繁 殖 和 扩增 ，其 外壳 蛋 白可 以辽 宁农业科学 2004(3) ：32 — 33 LiaoningAgricultural Sciences文章编
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