紫花苜蓿基因工程研究进展.PDFVIP

维普资讯 第 l5卷 第6期 草 业 学 报 9——18 Vo1．15．No．6 ACTA PRATACULTURAE SINICA l2／2006 紫花苜蓿基因工程研究进展 赵桂琴 ，慕平 ，张勃 (1．甘肃农业大学草业学院。甘肃 兰州 730070l2．甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州 730070) 摘要：牧草基因工程是近年来国内国际研究的热点之一．紫花苜蓿是世界范围内栽培历史最悠久、面积最大、研究最 深入的优良豆科牧草，以其品质好、产量高而被誉为 “牧草之王” 本研究结合国内外苜蓿基因工程研究动态，从生物 胁迫、非生物胁迫、品质改良等方面系统介绍了苜蓿转基因研究的主要内容，在对已有成果进行综合分析的基础上， 就 目前苜蓿基因工程研究中亟待解决的一些问题进行了探讨。 关键词：紫花苜蓿；基因工程；研究进展 中图分类号：$551．703．53；Q943．2 文献标识码 ：A 文章编号：1004．．5759(2006)06—0009．10 紫花苜蓿(Medicagosatlva)又称 “牧草之王”，是全世界栽培历史最悠久、面积最大、利用最广泛的一种豆科 牧草，也是研究最多的牧草之一。几个世纪以来，研究苜蓿的文章数不胜数，内容几乎涵盖了苜蓿的所有方面，但 是，至今仍有一些问题尚待解决，比如青饲易造成家畜臌胀病，耐酸性差、不耐积水、耐牧性差、抗虫性较差，易感 霜霉病(Peronosporaaestivalis)、白粉病等 (Erysiphepolygoni)，这是当前国内外苜蓿育种和改 良的主要 目标。 生物技术的发展给育种事业带来了曙光，随着组培技术的发展和新功能基因的发现，转基因成为植物育种的一个 重要手段。自1986年第一例苜蓿转基因植株问世以来，苜蓿的转基因研究得到了迅速的发展，是迄今为止转入 基 因最多的牧草种类之一。 1 苜蓿的遗传转化 1．1 再生体 系的建立 苜蓿的组织培养最早见于Saunders等n的报道，通过器官形成和体胚愈伤组织发育2条途径，最终分化成 完整的植株 。1981年，杨燮荣 ]在国内首次利用苜蓿叶片、叶柄、茎段为外植体诱导出愈伤组织，并成功分化出 苗。紫花苜蓿可利用的外植体部位很多，包括叶片、叶柄 、子叶、胚轴、根 、花药等 。杨燮荣 认为，叶片的分化 效果好于叶柄和茎段，但后来的研究者多采用子叶和下胚轴，最高的出愈率可达 100 ，分化率80 。关于国内 外苜蓿离体再生体系方面的研究进展，葛军等c7 作了较为详细的报道。苜蓿离体再生体系的研究尽管已经比 较深入，但是再生频率不稳定、受基因型影响大、再生周期长等问题 目前仍有待于进一步研究解决。 1．2 目的基 因转化 苜蓿遗传转化方面的研究总结于表 1。苜蓿的基因型对未分化的愈伤组织、原生质体和悬浮培养的再生性 能影响非常大，克服这一困难的方法之一是选择再生频率高的基因型。绝大多数苜蓿转化都是农杆菌介导的， 电击转化和基因枪转化法也有报道，但 比较少_】。一般是根癌农杆菌(Agr(J c￡r “turner ． cience)介导的遗 传转化，也有发根农杆菌(A_rhizogenes)介导的，前者的转化频率为 0～5l ，后者为 4 ～97 (表 1)。尽管 发根农杆菌的转化效率非常高，但 由于它会诱导植物产生大量毛根，因此，其应用受到较大的限制。转化的目的 基因种类较多，根据其功能分述如下。 1．2．1 生物胁迫抗性 不同地区苜蓿病害种类及发病程度各不相同，苜蓿病毒性病害 以澳大利亚 、新西兰、欧洲 等地比较普遍，其中苜蓿花叶病 (alfalfaMosaicVirus，AMV)、白三叶花叶病 (whiteclovermosaicvirus，WC- MV)和三叶草黄脉病 (cloveryellowveinvirus，CYVV)比较猖獗。澳大利亚 1991一l993年的调查表明，苜蓿花 叶病是苜蓿最严重的病害之一，可使苜蓿产量降低