外源基因在转基因植物中的遗传特性 Genetic Character of Foreign Genes in Transgene Plants.pdf

遗传 HEREDITAS(Beijing)18(6):37--411996 外源基因在转基因植物中的遗传特性 王关林 方宏药 那 杰 辽（宁师范大学生物工程研究所，大连 ．16029) GeneticCharacterofForeignGenesinTransgenePlants WangGuanlin FangHongJun NaJie (BiotechnologyInstituteofLiaoningNormalUniversity,Dalian116029) 1外源基因在转化植株中的遗传传递规律 关于外源基因在转化植株世代过程中的遗传传递规律已有较多的研究，一般从表型传递、标记基因的表达及 分子杂交分析等方面进行研究．Braun等 ”〔早在1959年已证明．nopalinc型Ti质粒农杆菌侵染植物细胞后产 生的冠岌瘤细胞中带有T-DNA，并保留一些形态发生潜力、但只能形成异常芽，亦称畸形瘤．、通过嫁接到正常 烟草植株上可使这些异常芽开花结果．自交的F．后代仍然带有胭脂碱nopalinc基因，说明T-DNA是可遗传 的．后来的许多研究结果表明，转化的外源基因同样表现为典型的孟德尔式遗传．DavidTepfer等 〔}(1984)报 道用Agrobaeteriemrhizogene，介导的胡萝 卜、烟草、牵牛花的基因转化中得到的转化根易于再生形成完整植 株，并能将RiT-DNA传递给后代．转化植株表型的分析及T-DNA的Southern分子杂交证明后代中显性位 点的遗传是真实的孟德尔式遗传 O（ttcn等，1981;Block等，1984;Hain等，1985(is)）．但是，外源 DNA插人植物基因组有几种情况，(1）单位点插人；(2)同一染色体或不同染色休的多位点插人．每一位点插入 的拷贝数不尽相同，有单拷贝和多拷贝，而且该整合是随机的过程．因此．外源基因在转化植株中的遗传传递同 样是复杂的，不能一概而论． 1.1单位点插入外源墓因的遗传传递规律 Otten等c2（”早在1981年通过根癌农杆菌的Ti质粒转化获得冠澳瘤，并从冠痪瘤获得植株称之为rGV-1, 并能正常开花结实．他们利用这些植株研究T-DNA在转化植株中的遗传规律．这些转化T-DNA中有一个特 殊的酶，即赖氨碱脱氢酶 (Lysopinedchydrogcnase，缩写为LpDH)．用rGV-1植株的花药培养获得单倍体再 生植株中有41％呈LpDH阳性，并且在rGV-1自交和rGV-1与正常单株杂交结果表明，LpDH基因均通过花 粉和雌配子作为一个单一显性因子传递，单基因杂交呈孟德尔式分离．在自交获得的303个萌发种子中214个Sl 植株呈LpDH阳性反应，占70%，有89个S,杭株呈LpDH阴性反应，占30 ．在其中的137个阳性植株中 有42个 （31％）植株呈较高的LpDH活性．LpDH括性高低被判断为 假“设纯合’和 假‘设半纯合”的LpDH. 这些植株发育开花．自交后得到的后代检测LpDH活性时表明．5个假定纯合植株中有3个产生100%LpDH阳 性后代，即真性纯合．其余的2个假定纯合的后代大约以3:1的比例分离．表明它们是真性半纯合子． 在原始获得的rGV-1植株与正常烟草植株杂交中，一种组合是用正常花粉授粉到去雄的rGV-1植株，在 获得的181个F：植株中81株 4（3%)LpDH呈阳性反应，即3:1分离．另一种组合是rGV-1花粉授到去雄 的正常烟草植株上，在获得的248个植株中有 124株 (50%)呈阳性反应，则符合1:1的分离比．Southern分 子杂交进一步证明了T-DNA的遗传传递规律：(1)T-DNA上的基因能够被作为一个单一因子以孟德尔方式传 递，并能通过减数分裂配子体形成 1:1分离．因此，在花粉离休培养中约一半的花粉呈LpDH阳性反应．正交 38 遗 传HEREDITAS(Bcijing)1996 18卷 实验中50％的F,植株呈LpDH阳性．(2)rGV-1转基因植株的正交反交中F,植株均表现为1:1分离． (3)rGV-1转基因植株自交中F,杭株呈3:1分离．(4)采用LpDH的定量分析可以辨别植株对LpDH基因的 纯合 3（1％）和半纯合 6（9%)． H