綜述了轉基因玉米的研究進展及應用現狀,介紹了轉基因玉米受體材料的選擇、轉基因技術及應用領域,對轉基因玉米在遺傳育種中的安全問題進行了分析,對其研究及應用前景進行了展望.下面是小編蒐集整理的相關內容的論文，歡迎大家閱讀參考。
摘要：玉米胚性愈傷組織的誘導率直接影響玉米遺傳轉化效率。本研究利用N6培養基誘導玉米幼胚產生胚性愈傷組織，以篩選玉米轉基因受體材料。從215個玉米基因型中篩選出28個胚性愈傷組織誘導率較高的材料，其中，6個基因型的誘導率高於對照A188和Hi-II。基因型“吉V130”胚性愈傷組織誘導率最高，作爲受體材料進行轉基因研究中，獲得了較高的轉化效率。該基因型在今後玉米基因功能研究和基因工程育種中可作爲重要的受體材料。
關鍵詞：玉米基因型;胚性愈傷組織;轉基因
引言：
1.我國是世界上第二大玉米生產國，玉米在我國經濟生產中佔有非常重要的地位。長期以來，科研工作者利用常規育種技術，即透過有性雜交實現基因重組，育成了大量優良品種。但是，利用常規雜交育種技術進行玉米改良中受到很多因素的影響，如優良親本自交系當選率低，自交系的培育和改造困難，育種週期長，特別是由於栽培品種中某些特定種質資源的缺乏，以及遠緣雜交不親和性等障礙，限制了物種間優良性狀的轉移。
2.隨着生物技術的迅速發展，利用基因工程技術改良玉米常規育種難以改良的性狀(如品質改良、抗蟲、抗病、抗旱等)變得現實可行，並取得了傳統育種技術難以達到的效果[1],目前，基因工程技術已經應用於玉米優良品種選育和遺傳改良中，在某些研究方面獲得了很大的進展，並進入產業化階段[2]。建立穩定、簡便和高效的遺傳轉化系統是玉米基因工程育種應用的`前提條件，良好的受體材料是遺傳轉化成功的關鍵因素。科研工作者雖然透過優化各種影響因子建立了玉米遺傳轉化技術體系，但其轉化效率仍然受玉米基因型的限制。
3.目前爲止，玉米轉基因研究大都仍侷限於A188和Hi-II等少數幾個基因型作爲受體材料[3-15]，雖然也有一些利用玉米主要自交系遺傳轉化研究報道[16-25]，但轉基因成功的事例較少，主要原因是大多數生產上常用的自交系很難形成Ⅱ型愈傷組織，遺傳轉化技術體系尚未成熟，基因型依賴性強是影響轉化的主要限制因素。隨着玉米基因組學的迅速發展，高效遺傳轉化技術體系將成爲玉米基礎研究和品種改良的關鍵技術之一。本研究將依據不同玉米基因型胚性愈傷組織的誘導率，篩選農藝性狀較好且適宜於遺傳轉化的轉基因受體材料，爲今後玉米轉基因研究和基因工程育種提供更好的受體材料。
一、材料與方法
1.1玉米材料
本研究共用“吉V130”等215個玉米基因型，均由吉林省農業科學院生物技術研究所儲存，以A188和Hi-II爲對照材料(表1列出的材料爲部分胚性愈傷組織誘導率較好的自交系)。玉米自交系於2009年5月初種植于吉林省農業科學院(公主嶺)試驗地。
1.2誘導培養基
胚性愈傷組織誘導培養基爲N6培養基[26]，附加100mg/L肌醇、2.76g/L脯氨酸、100mg/L水解酪蛋白、2mg/L2，4-D、30g/L蔗糖、3g/L植物凝膠，pH5.8，高壓滅菌後加入硝酸銀(4.3mg/L)。再生培養基：植株再生培養基爲190-2培養基[27]，附加30g/L蔗糖、3mg/L6-BA、3g/L植物凝膠，pH5.8，高壓滅菌。
1.3幼胚培養
於7月底取授粉後10～11d玉米幼穗(幼胚大小約爲1～2mm)，去除苞葉後，在超淨工作臺上用1%的氯化汞消毒15min，再用滅菌水洗滌3次。用解剖刀剝取幼胚，幼胚盾片朝上接種於誘導培養基上，每皿培養基接種20個幼胚(培養皿大小爲直徑100mm×高25mm)，於27℃暗培養。
1.4繼代與再生培養
胚性愈傷組織每隔2周進行繼代培養(繼代培養基同誘導培養基)，每隔4周取部分胚性愈傷組織於再生培養基上進行植株再生，測試胚性愈傷組織的再生能力。
1.5數據統計
本試驗採用完全隨機試驗設計，每皿培養基接種20個幼胚，約100個幼胚爲一個重複，每個基因型共接種約500個幼胚。對不同基因型間胚性愈傷組織誘導率進行方差分析，並比較基因型間胚性愈傷組織誘導率差異顯著性，利用DPS進行數據統計分析。
二、結果與討論
2.1本研究共用了215個玉米基因型進行了試驗，大部分基因型胚性愈傷組織誘導率較差或難以誘導胚性愈傷組織。有28個基因型胚性愈傷組織誘導率較高(>20%，表1)且愈傷組織爲Ⅱ型胚性愈傷組織(鬆脆、生長快且再生能力強)，基因型間胚性愈傷組織誘導率差異極顯著(P<0.01)，其中6個基因型的誘導率高於A188(72%)和Hi-II(73%)。“吉V130”的誘導率最高，爲77.94%(表1，圖1a、b)，且愈傷組織爲Ⅱ型愈傷組織。胚性愈傷組織經過14個月的繼代培養仍保持較強的再生能力(圖1c、d)，綠苗再生率爲93%。在農桿菌介導的玉米遺傳轉化中，良好的受體系統是轉化成功的關鍵因素。
2.2用於玉米轉基因受體材料有多種，包括：原生質體、胚性愈傷組織、幼胚以及直接分生組織等。玉米幼胚是進行遺傳轉化常用的受體材料，已被廣泛用於轉基因研究中[3，5，9-10，12-13]。玉米受體材料必須具有較高的胚性愈傷組織誘導率和再生能力，纔有可能獲得較高的轉化效率。而玉米基因型對胚性愈傷組織的誘導和植株再生起決定作用，是玉米轉化效率的主要限制因素。本研究篩選出28個胚性愈傷組織誘導率較高的基因型，其中6個基因型的誘導率高於A188和Hi-II。這些材料不僅具有很好的胚性愈傷組織誘導率，而且具有較高的再生能力。本研究基因型“吉V130”胚性愈傷組織誘導率最高，經過長期繼代培養的胚性愈傷組織仍保持很強的再生能力。
2.3本實驗室後期選用“吉V130”幼胚作爲受體材料進行遺傳轉化，獲得了較高的轉化效率。由於該基因型具有相對較好的農藝性狀且轉化效率高於A188和Hi-II，在今後的玉米轉基因研究中，可作爲重要的受體材料。玉米幼胚胚性愈傷組織的誘導主要受基因型、幼胚大小、植株的發育狀態及培養條件等因素影響，其中基因型影響最大。玉米幼胚誘導的愈傷組織主要有3種類型，Ⅰ型爲結構緻密的塊狀組織;Ⅱ型爲愈傷組織爲結構鬆脆、生長快、顏色鮮亮的胚性愈傷組織，再生能力強;Ⅲ型爲愈傷組織呈鬆軟、水浸狀，不具有再生能力。本研究不同基因型間胚性愈傷組織誘導率差異較大，變幅爲0～78%，這表明了玉米基因型對胚性愈傷組織誘導率的顯著影響，這與前人的研究結果相一致[28-30]。本試驗中部分基因型胚性愈傷組織誘導率(如：農系531、7922、340、8902、Mo17等)與已報道的誘導率有一定的差異[29,31-34]，這可能是因爲玉米材料的來源不同，遺傳背景有一定的變異以及培養條件的差異造成的。
三、結論
本研究利用玉米幼胚誘導胚性愈傷組織，根據胚性愈傷組織誘導率篩選出6個誘導率高於A188和Hi-II的玉米材料;基因型“吉V130”胚性愈傷組織誘導率最高，胚性愈傷組織經過長期繼代培養後仍保持很強的再生能力。在後期作爲受體材料進行轉基因研究中，獲得了較高的轉化效率;“吉V130”具有相對較好的農藝性狀且轉化效率高於A188和Hi-II，在今後玉米轉基因研究工作中將發揮重要的作用。
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