现代科技综述知识文库：植物抗病基因工程的研究进展（15页）
现代科技综述系列—— 植植物物抗抗病病基基因因工工程程的的 研研究究进进展展 科技是人类区别于动物的重要文明之一， 是人类对自然规律研究 利用的学科。 本文提供对科技基本概念 “植物抗病基因工程的研究进展” 的解读，以供大家了解。 植植物物抗抗病病基基因因工工程程的的 研研究究进进展展 植物病害数目多达数百种，几乎所有作物在生长期内 都会遭受到不同程度的危害。 就主要作物之一的水稻而言，每年遭受病害的损失就 达数十亿美元。 怎样有效地防治植物病害，减少巨大损失，满足日益 增长的世界人口需求，是农业生产上的当务之急，而 防治植物病害的根本途径归根到底依赖于培育抗病品 种。 采用常规方法进行抗病育种，不仅受到物种间的限 制，而且要固定一个抗病性状进入栽培品种费时巨 大，常常需要10年之久，何况要寻找一个具有独立抗 病性状的物种也是非常困难的。 现代生物技术的发展，使得将外源抗性基因导入栽培 品种，赋予其特定抗病性成为可能，从而大大加速了 抗病育种的进程，开辟了抗病育种的新时代。 目前针对单链RNA病毒，采用的外壳蛋白基因途径比 较成熟，一些重组植株已进入大田试验，可望在20世 纪末应用于农业生产；而针对不同病菌(细菌、真菌) 的 固有特性，采用不同策略的抗病基因工程正在发展 中，可望近期内有所突破。 抗病毒基因工程 1．外壳蛋白途径。 1986年Beachy研究小组首次将烟草花叶病毒(TMV)外 壳蛋白基因(CP基因)导入烟草，培育出抗TMV 的烟草 植株。 开创了抗病育种的新纪元。 至今采用这一途径，针对黄瓜花叶病毒(CMV)，苜蓿 花叶病毒(ALMV)，马铃薯X病毒(PVX)，马铃薯Y病毒 (PVY)，烟草线条病毒(TSV)，烟草脆裂病毒(TRV)， 水稻条纹叶枯病毒(RSV)等主要病毒，成功地构建出各 种抗病毒工程植株。 这些表达病毒外壳蛋白基因的植株其抗病程度与细胞 中该基因的表达水平一般成正比，即外壳蛋白基因的 表达水平越高，其抗病力越强。 进一步试验发现转基因植物还能交叉保护其它株系或 相关病毒的侵染；田间试验表明这些工程植株的抗病 性与室内相当，农艺性状与对照无明显差异。 Nel on等对转TMV CP基因的重组番茄进行田间试验， 结果对照几乎100%都发生症状，果实减产26%～ 35% ，而转基因番茄(VF36)发病率仅为5% ，产量几乎 不受影响；同时他们还发现，表达TMV 的UICP基因的 重组番茄能交叉保护TMVmPV230 的3个强株系的感 染。 这些结果都显示出外壳蛋白途径在农业生产中防治病 毒病的潜在威力。 第一批转基因烟草经历了室内、温室、田间试验后， 在1995年前后将应用于大田生产。 2 ．其它途径。 除了外壳蛋白这一有效途径外，近来还开创出多种抗 病毒基因工程的新方法。 1986年Baulcome等成功地将CMV卫星RNA导入烟草， 获得的表达全长序列卫星RNA的工程烟草植株，对该 病毒或相关病毒的复制 症状表现有抑制效果。 1988年，Yamaya等获得了表达TMV弱毒株完整基因组 的工程植株，这种植株生长正常，不表现明显症状， 而对TMV有交叉保护作用，且其保护作用比表达外壳 蛋白植株的强。 但是上述这2种重组植物都成了病毒“贮存库”，弱毒 株、卫星RNA都有突变成强致病力株系的危险，因此 有必要构建缺失突变株才能很好地克服这些潜在缺 陷。 1990年，Golemobo ki等将TMV ul株系的非结构基因 (54KD基因)导入烟草，获得了对TMV免疫性抗性的工 程植株，引起了人们对病毒非结构基因的极大兴趣。 但54KD基因重组植物的比较专一的获得抗性若变得广 谱一些，在农业生产的应用价值会更大。 以上是利用病毒基因组的有用基因的研究，抗病毒基 因工程的有用基因的另一部分是来自植物等生物体的 基因，例如病毒复制抑制因子、
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