基因工程改良花色研究的可行性與必要性

耿曉娜　王天珊

摘 要：該文通過對花色的影響因素的簡要分析，提出了利用基因工程改良或是改變花色的可行性；并通過對基因工程改良花色背景的研究，指出了其必要性。

關(guān)鍵詞：基因工程 花色 改良

中圖分類號：Q789 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0020-01

觀賞植物的重要性狀之一是花色， 其優(yōu)劣直接影響植物的觀賞價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，特別是近期隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，那些有著新奇花色的植物有著很廣闊的市場前景。

改良、改變花色或是創(chuàng)造新花色的方法很多，但相比較來說利用基因工程技術(shù)來改良觀賞植物花色的前景更為廣泛，主要是因?yàn)槔弥参锘蚬こ谈牧蓟ㄉ梢詮浹a(bǔ)傳統(tǒng)的育種技術(shù)缺陷，培育出具有新奇花色的植物，為各生物工程公司創(chuàng)造出不菲的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又可以點(diǎn)綴人類的生活，是近期基因表達(dá)、調(diào)控和互作方面研究的熱點(diǎn)課題。決定花色的物質(zhì)主要包括三大類：類胡蘿卜素、生物堿、類黃酮類色素，其中，類胡蘿卜素可產(chǎn)生黃色；生物堿可產(chǎn)生紅色、紫色、黃色[1]；而類黃酮類色素所產(chǎn)生的顏色范圍最廣，可產(chǎn)生淺黃至深黃、深紅到紅紫的全部顏色，因此對其所包含的花色素的研究也較多，花色苷則是其中研究較為深入的一種。目前，植物花色苷代謝途徑方面的研究已比較成熟，影響其代謝的基因主要分為兩類：結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，前者直接編碼參與花色苷代謝的酶類，而后者控制前者的表達(dá)強(qiáng)度和程式。

利用控制花色苷代謝的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因改良花色具有廣闊的發(fā)展前景，自然界花卉的顏色種類繁多，但是一些重要的花卉缺乏新奇的顏色，如仙客來、非洲紫羅蘭等缺乏黃色；菊花、郁金香等缺乏藍(lán)色或紫色，而利用基因工程改良花色克服了傳統(tǒng)育種技術(shù)時(shí)間長、性狀不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，為植物花色的研究帶來新的方法和途徑，它可以通過導(dǎo)入控制某些性狀的基因而擴(kuò)大其基因庫，從而定向修飾觀賞植物的某個(gè)性狀而不改變其原有的性狀。因此可在維持植物原有的性狀的基礎(chǔ)上，改變其花色，甚至培育該品種所沒有的新奇花色，在短時(shí)期內(nèi)培育出穩(wěn)定遺傳的新品種。絕大多數(shù)雙子葉觀賞植物的組織培養(yǎng)體系已很成熟，且遺傳轉(zhuǎn)化也相對的較容易。較其他作物的基因工程來說觀賞植物的花色基因工程效果明顯可見，遺傳操作簡易、檢測方便，且在安全方面的考慮也比可食性作物要少，因此觀賞植物的花色基因工程有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)達(dá)國家已在觀賞植物的花色基因工程上開展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，并取得了有效的成績，具備明顯的競爭優(yōu)勢，見表1。

此外，1992年， Sandory公司分別與Calgenene Pacific公司和Calgenene Pacific公司合作，采用基因工程的方法成功培育出紫、藍(lán)色矮牽牛，2004年Sandory公司成功培育出藍(lán)色玫瑰。

我國在觀賞植物基因工程上也開展了一定工作，先后從擬南芥、矮牽牛、玉米和金魚草等多種植物中克隆出了部分和花色有關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、R、Sn、Lc、Del、B、C1、Pl、P等[3]，并在花色基因工程的研究上也取得了一定的進(jìn)展（表2）。

雖然我國在花色基因工程研究方面雖已取得很大的進(jìn)步，但仍與發(fā)達(dá)國家在相關(guān)方面的研究相差較遠(yuǎn)，因此我們必須從諸如建立轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)、分離結(jié)構(gòu)基因、摸索轉(zhuǎn)化方法、研究基因?qū)π誀畹目刂频然A(chǔ)工作做起，逐漸深入開展我國的觀賞植物的花色及其它各種性狀的基因工程研究。一旦研究成果成功應(yīng)用于實(shí)踐，對發(fā)展和振興我國花卉業(yè)無疑具有重大意義，將大大豐富人們的生活并具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 廉利，車代弟，李靜，等.花色基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，2004（4）：8-9.

[2] 蘇煥然，張丹，汪清胤，等.花卉基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，1996（4）：26-28.

[3] 趙云鵬，陳發(fā)棣，郭維明.觀賞植物花色基因工程研究進(jìn)展[J].植物學(xué)通報(bào)，2003，20（1）：51-58.endprint

摘 要：該文通過對花色的影響因素的簡要分析，提出了利用基因工程改良或是改變花色的可行性；并通過對基因工程改良花色背景的研究，指出了其必要性。

關(guān)鍵詞：基因工程 花色 改良

中圖分類號：Q789 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0020-01

觀賞植物的重要性狀之一是花色， 其優(yōu)劣直接影響植物的觀賞價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，特別是近期隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，那些有著新奇花色的植物有著很廣闊的市場前景。

改良、改變花色或是創(chuàng)造新花色的方法很多，但相比較來說利用基因工程技術(shù)來改良觀賞植物花色的前景更為廣泛，主要是因?yàn)槔弥参锘蚬こ谈牧蓟ㄉ梢詮浹a(bǔ)傳統(tǒng)的育種技術(shù)缺陷，培育出具有新奇花色的植物，為各生物工程公司創(chuàng)造出不菲的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又可以點(diǎn)綴人類的生活，是近期基因表達(dá)、調(diào)控和互作方面研究的熱點(diǎn)課題。決定花色的物質(zhì)主要包括三大類：類胡蘿卜素、生物堿、類黃酮類色素，其中，類胡蘿卜素可產(chǎn)生黃色；生物堿可產(chǎn)生紅色、紫色、黃色[1]；而類黃酮類色素所產(chǎn)生的顏色范圍最廣，可產(chǎn)生淺黃至深黃、深紅到紅紫的全部顏色，因此對其所包含的花色素的研究也較多，花色苷則是其中研究較為深入的一種。目前，植物花色苷代謝途徑方面的研究已比較成熟，影響其代謝的基因主要分為兩類：結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，前者直接編碼參與花色苷代謝的酶類，而后者控制前者的表達(dá)強(qiáng)度和程式。

利用控制花色苷代謝的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因改良花色具有廣闊的發(fā)展前景，自然界花卉的顏色種類繁多，但是一些重要的花卉缺乏新奇的顏色，如仙客來、非洲紫羅蘭等缺乏黃色；菊花、郁金香等缺乏藍(lán)色或紫色，而利用基因工程改良花色克服了傳統(tǒng)育種技術(shù)時(shí)間長、性狀不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，為植物花色的研究帶來新的方法和途徑，它可以通過導(dǎo)入控制某些性狀的基因而擴(kuò)大其基因庫，從而定向修飾觀賞植物的某個(gè)性狀而不改變其原有的性狀。因此可在維持植物原有的性狀的基礎(chǔ)上，改變其花色，甚至培育該品種所沒有的新奇花色，在短時(shí)期內(nèi)培育出穩(wěn)定遺傳的新品種。絕大多數(shù)雙子葉觀賞植物的組織培養(yǎng)體系已很成熟，且遺傳轉(zhuǎn)化也相對的較容易。較其他作物的基因工程來說觀賞植物的花色基因工程效果明顯可見，遺傳操作簡易、檢測方便，且在安全方面的考慮也比可食性作物要少，因此觀賞植物的花色基因工程有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)達(dá)國家已在觀賞植物的花色基因工程上開展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，并取得了有效的成績，具備明顯的競爭優(yōu)勢，見表1。

此外，1992年， Sandory公司分別與Calgenene Pacific公司和Calgenene Pacific公司合作，采用基因工程的方法成功培育出紫、藍(lán)色矮牽牛，2004年Sandory公司成功培育出藍(lán)色玫瑰。

我國在觀賞植物基因工程上也開展了一定工作，先后從擬南芥、矮牽牛、玉米和金魚草等多種植物中克隆出了部分和花色有關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、R、Sn、Lc、Del、B、C1、Pl、P等[3]，并在花色基因工程的研究上也取得了一定的進(jìn)展（表2）。

雖然我國在花色基因工程研究方面雖已取得很大的進(jìn)步，但仍與發(fā)達(dá)國家在相關(guān)方面的研究相差較遠(yuǎn)，因此我們必須從諸如建立轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)、分離結(jié)構(gòu)基因、摸索轉(zhuǎn)化方法、研究基因?qū)π誀畹目刂频然A(chǔ)工作做起，逐漸深入開展我國的觀賞植物的花色及其它各種性狀的基因工程研究。一旦研究成果成功應(yīng)用于實(shí)踐，對發(fā)展和振興我國花卉業(yè)無疑具有重大意義，將大大豐富人們的生活并具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 廉利，車代弟，李靜，等.花色基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，2004（4）：8-9.

[2] 蘇煥然，張丹，汪清胤，等.花卉基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，1996（4）：26-28.

[3] 趙云鵬，陳發(fā)棣，郭維明.觀賞植物花色基因工程研究進(jìn)展[J].植物學(xué)通報(bào)，2003，20（1）：51-58.endprint

摘 要：該文通過對花色的影響因素的簡要分析，提出了利用基因工程改良或是改變花色的可行性；并通過對基因工程改良花色背景的研究，指出了其必要性。

關(guān)鍵詞：基因工程 花色 改良

中圖分類號：Q789 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0020-01

觀賞植物的重要性狀之一是花色， 其優(yōu)劣直接影響植物的觀賞價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，特別是近期隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，那些有著新奇花色的植物有著很廣闊的市場前景。

改良、改變花色或是創(chuàng)造新花色的方法很多，但相比較來說利用基因工程技術(shù)來改良觀賞植物花色的前景更為廣泛，主要是因?yàn)槔弥参锘蚬こ谈牧蓟ㄉ梢詮浹a(bǔ)傳統(tǒng)的育種技術(shù)缺陷，培育出具有新奇花色的植物，為各生物工程公司創(chuàng)造出不菲的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又可以點(diǎn)綴人類的生活，是近期基因表達(dá)、調(diào)控和互作方面研究的熱點(diǎn)課題。決定花色的物質(zhì)主要包括三大類：類胡蘿卜素、生物堿、類黃酮類色素，其中，類胡蘿卜素可產(chǎn)生黃色；生物堿可產(chǎn)生紅色、紫色、黃色[1]；而類黃酮類色素所產(chǎn)生的顏色范圍最廣，可產(chǎn)生淺黃至深黃、深紅到紅紫的全部顏色，因此對其所包含的花色素的研究也較多，花色苷則是其中研究較為深入的一種。目前，植物花色苷代謝途徑方面的研究已比較成熟，影響其代謝的基因主要分為兩類：結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，前者直接編碼參與花色苷代謝的酶類，而后者控制前者的表達(dá)強(qiáng)度和程式。

利用控制花色苷代謝的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因改良花色具有廣闊的發(fā)展前景，自然界花卉的顏色種類繁多，但是一些重要的花卉缺乏新奇的顏色，如仙客來、非洲紫羅蘭等缺乏黃色；菊花、郁金香等缺乏藍(lán)色或紫色，而利用基因工程改良花色克服了傳統(tǒng)育種技術(shù)時(shí)間長、性狀不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，為植物花色的研究帶來新的方法和途徑，它可以通過導(dǎo)入控制某些性狀的基因而擴(kuò)大其基因庫，從而定向修飾觀賞植物的某個(gè)性狀而不改變其原有的性狀。因此可在維持植物原有的性狀的基礎(chǔ)上，改變其花色，甚至培育該品種所沒有的新奇花色，在短時(shí)期內(nèi)培育出穩(wěn)定遺傳的新品種。絕大多數(shù)雙子葉觀賞植物的組織培養(yǎng)體系已很成熟，且遺傳轉(zhuǎn)化也相對的較容易。較其他作物的基因工程來說觀賞植物的花色基因工程效果明顯可見，遺傳操作簡易、檢測方便，且在安全方面的考慮也比可食性作物要少，因此觀賞植物的花色基因工程有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)達(dá)國家已在觀賞植物的花色基因工程上開展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，并取得了有效的成績，具備明顯的競爭優(yōu)勢，見表1。

此外，1992年， Sandory公司分別與Calgenene Pacific公司和Calgenene Pacific公司合作，采用基因工程的方法成功培育出紫、藍(lán)色矮牽牛，2004年Sandory公司成功培育出藍(lán)色玫瑰。

我國在觀賞植物基因工程上也開展了一定工作，先后從擬南芥、矮牽牛、玉米和金魚草等多種植物中克隆出了部分和花色有關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、R、Sn、Lc、Del、B、C1、Pl、P等[3]，并在花色基因工程的研究上也取得了一定的進(jìn)展（表2）。

雖然我國在花色基因工程研究方面雖已取得很大的進(jìn)步，但仍與發(fā)達(dá)國家在相關(guān)方面的研究相差較遠(yuǎn)，因此我們必須從諸如建立轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)、分離結(jié)構(gòu)基因、摸索轉(zhuǎn)化方法、研究基因?qū)π誀畹目刂频然A(chǔ)工作做起，逐漸深入開展我國的觀賞植物的花色及其它各種性狀的基因工程研究。一旦研究成果成功應(yīng)用于實(shí)踐，對發(fā)展和振興我國花卉業(yè)無疑具有重大意義，將大大豐富人們的生活并具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 廉利，車代弟，李靜，等.花色基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，2004（4）：8-9.

[2] 蘇煥然，張丹，汪清胤，等.花卉基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，1996（4）：26-28.

[3] 趙云鵬，陳發(fā)棣，郭維明.觀賞植物花色基因工程研究進(jìn)展[J].植物學(xué)通報(bào)，2003，20（1）：51-58.endprint