小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究及應(yīng)用

張貴濤

（東明縣東明集鎮(zhèn)政府，山東 東明 274509）

小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究及應(yīng)用

張貴濤

（東明縣東明集鎮(zhèn)政府，山東 東明 274509）

小麥作為人們食用的重要糧食作物，其基因工程改良始終是人們關(guān)注的焦點。越來越多的研究者為提高小麥作物產(chǎn)量，改善小麥的品質(zhì)，在小麥育種中廣泛應(yīng)用小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)，并取得了可喜進展?；诖?，本文分析小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究現(xiàn)狀，從存在的問題出發(fā)，探討小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用。

小麥；轉(zhuǎn)基因技術(shù)；應(yīng)用

小麥在我國分布范圍最廣，是產(chǎn)量最多、人民最主要的一種糧食作物。長期以來，我國深入研究小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)，不僅提高了小麥的產(chǎn)量，而且充分發(fā)揮了小麥優(yōu)良品種的作用。植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)，具備主動導入外源基因，改造農(nóng)作物的優(yōu)點，這種全新的育種手段多用于大豆、棉花、馬鈴薯等作物領(lǐng)域，均取得了良好的經(jīng)濟效益，也帶來了不可估量的社會效益［1］。就小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)而言，雖然研究相對落后，但依然取得了可觀的成就。因此，對小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究有很大的現(xiàn)實意義。

1 小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究現(xiàn)狀

我國小麥轉(zhuǎn)基因首次研究于1992年，當時研究者為小麥導入多種基因，產(chǎn)生了轉(zhuǎn)基因植株，進而確定了2種不同的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，即裸露DNA的直接轉(zhuǎn)化與農(nóng)桿菌介導的轉(zhuǎn)化。農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化是從農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)走DNA，通過編碼才能得到轉(zhuǎn)移的蛋白毒性基因，一旦植物被農(nóng)桿菌侵染，可在植物中有效表達攜帶的基因。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化粳稻技術(shù)日益成熟，但小麥農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化技術(shù)成果依然不顯著，不僅受到宿主范圍的限制，也和基因型限制有關(guān)，尤其是組織培養(yǎng)技術(shù)依賴性不足，很難充分發(fā)揮小麥基因轉(zhuǎn)化中農(nóng)桿菌的主導作用［2］。就裸露DNA的轉(zhuǎn)化而言，主要有花粉管道法、基因槍法、顯微注射法等方法?；ǚ酃芡ǖ婪ǖ霓D(zhuǎn)化，我國研究者最先對抗白粉病二棱大麥總DNA進行花粉管通道法轉(zhuǎn)化，可得到極少數(shù)穩(wěn)定抗白粉病株系。基因槍法作為小麥轉(zhuǎn)化最常見的一種方法，DNA分子釋放后做好小麥原生質(zhì)的培養(yǎng)，廣泛的受體來源于未成熟的胚胎和花粉，也包括一些胚性愈傷組織，這種組織培養(yǎng)技術(shù)要求并不嚴格。雖然現(xiàn)如今的顯微注射法也有廣泛的應(yīng)用，并取得一定的成就，但在1988年小麥原生質(zhì)體培養(yǎng)才成功，原生質(zhì)獲取途徑困難。

影響小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究落后的原因多是因為不過關(guān)的小麥組織培養(yǎng)技術(shù)，花粉管通道法的研究需要組織培養(yǎng)，但在基因型影響下很難實現(xiàn)小麥愈傷組織的分化，育種時多引入外源目的基因。這些傳統(tǒng)的育種方法逐漸被淘汰，因為不僅耗費大量的人力，而且浪費了更多的物力。就農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法而言，可實現(xiàn)大片段外源DNA的轉(zhuǎn)化，并從組織培養(yǎng)立場增強了農(nóng)桿菌的技術(shù)依賴性。當前小麥組織培養(yǎng)中組織培養(yǎng)技術(shù)不過關(guān)，尤其是缺乏花粉管通道法和基因槍法的系統(tǒng)性研究，小麥基因轉(zhuǎn)化效率不顯著，優(yōu)良目的植株很難得到。

2 小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用

近些年來，小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得物種間的界限逐步被打破，而且增加了導入小麥外源基因的范圍。小麥基因遺傳重組僅靠傳統(tǒng)常規(guī)育種方法很難實現(xiàn)，極其不利于小麥育種的大規(guī)?；l(fā)展。當前小麥種耐除草劑基因的引入，是最早的轉(zhuǎn)基因研究，用于減少人工除雜草的時間。與此同時，耐除草劑外源基因轉(zhuǎn)化以后，可將基因逐步轉(zhuǎn)育到恢復系用于雜交，小麥田不僅殺死了雜草，假雜種也完全消滅，提高了雜交小麥的純度。此外，當前小麥生產(chǎn)面臨著產(chǎn)量降低與品質(zhì)下降等問題，原因主要在于小麥病蟲害，因此可選用耐/抗病蟲害能力高的小麥品種，比如將大麥BYDV-GPV株系導入小麥中，可有效提高小麥抗病毒能力；小麥基因組中導入哺乳動物的免防御素基因，可有效開展抗病基因工程；將雪花蓮凝集素基因?qū)胄←?，可有效防治麥蚜害蟲等。另外，現(xiàn)如今人們對小麥面粉的品質(zhì)有越來越高的要求，從小麥品種選育與品質(zhì)狀況改良角度出發(fā)，應(yīng)做好植物基因工程技術(shù)的改良工作。當前小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究方向是雄性不育的研究，以基因工程方法更好地搭建小麥雄性恢復基因，才能充分發(fā)揮小麥雜種優(yōu)勢，提高小麥的品質(zhì)與產(chǎn)量。

［1］蘇玲，楊蕾.小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其應(yīng)用研究［J］.中國科技縱橫，2016（23）：226.

［2］王俐梅，楊芳.以花藥為受體的小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系的構(gòu)建［J］.江西農(nóng)業(yè)，2016（18）：103.

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