迎接21世紀現(xiàn)代林木生物技術(shù)育種的挑戰(zhàn)-文庫吧資料
2025-04-13 04:04本頁面
【正文】 基因位點。（四）分子遺傳標記圖譜構(gòu)建和數(shù)量性狀基因定位林木分子遺傳標記技術(shù)和分子育種技術(shù)是20世紀90年代發(fā)展起來的新興生物技術(shù)和世界林木育種的發(fā)展前沿。中國林科院、南京林業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院、美國北卡州立大學(xué)、密西根技術(shù)大學(xué)、日本制紙育種研究所等合作，也正在開展控制木素基因及其遺傳轉(zhuǎn)化的研究。其中密西根大學(xué)姜立泉教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功地克隆控制楊樹木素合成酶的幾種關(guān)鍵基因，經(jīng)轉(zhuǎn)移到其它楊樹品種證實，轉(zhuǎn)基因楊樹木素的含量可降低50%，生長量可提高30%。（5）木材品質(zhì)改良基因工程 研究主要集中于與品質(zhì)有關(guān)的控制木材紋理、木材力學(xué)性質(zhì)、木材比重基因，與木材造紙和造紙廢水污染有關(guān)的控制木質(zhì)素合成的基因的分離和克隆。通過轉(zhuǎn)化山菠菜堿脫氫酶（BADH）、磷酸山梨醇脫氫酶(gutD)基因，獲得耐鹽楊樹的研究正在進行之中；南京林業(yè)大學(xué)還與日本制紙合作開展了抗二氧化硫、臭氧污染的轉(zhuǎn)基因楊樹研究。15年來，我國的抗鹽基因工程進展較為明顯。例如，干旱、鹽堿和低溫等不同的逆境都引起滲透脅迫。目前，轉(zhuǎn)基因的美州黑楊已在密西西比河流域的一些企業(yè)應(yīng)用。初步結(jié)果表明，楊樹轉(zhuǎn)基因無性系的抗蟲效果顯著，為解決楊樹人工林的大面積蟲害創(chuàng)造了條件。1991年Mcoown BH等人利用電激法將抗蟲Bt基因?qū)脬y白楊與大齒楊、歐洲黑楊與毛果楊的雜種，并獲得抗蟲轉(zhuǎn)基因植株；美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校成功地將抗蟲Bt基因、蛋白酶抑制劑基因（CPTI）導(dǎo)入白云杉中，有效地防止了卷葉蛾的危害；1993～1997年間，中國林科院與中國科學(xué)院合作將Bt基因?qū)霘W洲黑楊、歐美楊和美州黑楊，獲得對舞毒蛾有毒殺作用的楊樹轉(zhuǎn)化再生植株，并進入田間測定。目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)基因的抗楊樹葉銹病、抗楊樹葉枯病、抗日本山楊腫瘤病、抗栗疫病、南方松梭形銹病、抗桉樹青枯病等轉(zhuǎn)基因的轉(zhuǎn)基因樹木正在試驗中?？沽帜静《拘圆『Φ幕蛏形春芎醚芯亢涂寺?，抗真菌性和細菌性的基因研究有一定的進展?？共《静『蚬こ趟x用的目的基因，主要有衛(wèi)星RNA，外殼蛋白基因、反義RNA、PR蛋白基因、中和抗體基因、弱毒株系、干擾素基因等；抗真菌性病害的目的基因來自植物內(nèi)、外源的病原菌的頡抗蛋白和毒蛋白基因，病原菌特異激發(fā)子的編碼基因，病菌蛋白酶抑制劑基因以及病原和寄主中過敏反應(yīng)的控制基因等。（1）抗病基因工程 迄今為止，植物抗病基因工程大多也是依據(jù)農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒為載體的隨機整合策略?？梢娹D(zhuǎn)基因工程是目前國際競爭最激烈的生命科學(xué)領(lǐng)域之一。1997年底，全球已有12種作物的48種轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品獲準進入商品化生產(chǎn)，轉(zhuǎn)基因植物種植面積達1 280萬hm2，僅美國就占60%。2．林木基因工程林木基因工程是通過適合的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)，導(dǎo)入有用的外源基因，獲得轉(zhuǎn)基因植株，進行林木遺傳改良或有關(guān)的研究。而農(nóng)桿菌介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移通常只能插入核基因組之中，因此目前報道成功的轉(zhuǎn)基因植物近80%是采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化。成功進行遺傳轉(zhuǎn)化的樹種分別有楊屬、落葉松屬、云杉屬、松屬、栗屬、胡桃、刺槐、榿木、桉樹、蘋果、李和葡萄等20多個樹種。以農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒和Ri質(zhì)粒經(jīng)改建后作為載體的遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，成功地轉(zhuǎn)化了大多數(shù)試驗過的雙子葉植物和裸子植物。（三）林木基因工程育種是林業(yè)面向21世紀的新型產(chǎn)業(yè)在林業(yè)生物技術(shù)中，上述的組織培養(yǎng)、體細胞胚胎發(fā)生和單純的原生質(zhì)體培養(yǎng)植株再生技術(shù)基本上是屬于利用現(xiàn)有的遺傳資源，加以快速繁殖利用，而在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的各種將外源基因?qū)肓帜炯毎倪z傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，為林木育種工作者創(chuàng)造了新的遺傳變異和育種資源，使林木育種真正深入到生物技術(shù)育種的水平，為發(fā)展面向21世紀的林業(yè)產(chǎn)業(yè)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。先后篩選出了楊樹抗病、抗除草劑新無性系，抗北美五針松皰銹病新無性系。組織培養(yǎng)過程中，離體組織和細胞在一定的誘導(dǎo)條件下，可產(chǎn)生遠高于自然突變的體細胞突變頻率，為林木的遺傳改良提供了重要的選擇來源。到目前為止，世界上木本植物僅見五種橙子、三種柑子、蘋果、枇杷、桑樹、歐洲山楊及其它楊屬樹種、榆樹、懸鈴木、泡桐和獼猴桃等樹種報道，其中用材樹種僅有六種。自1960年英國的Cocking首次用纖維素酶從番茄根分離得到原生質(zhì)體后，開創(chuàng)了林木原生質(zhì)體分離、培養(yǎng)和細胞雜交的新時期。1個10～15 cm直徑的培養(yǎng)皿內(nèi)可誘導(dǎo)出上千個胚和近千株苗木，完全可以滿足1 hm2造林用苗，可見成熟的體細胞胚胎發(fā)生和誘導(dǎo)成苗技術(shù)的種苗繁殖效率是相當(dāng)高的。國內(nèi)木本植物目前僅見貢柑和赤桉的報道，轉(zhuǎn)株率分別達到30%～70%和80%～90%。人工種子的研究進展相
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