观赏兰科植物组培快繁及遗传转化的研究进展
兰花作为一种高档花卉 ,近年来其组培快繁和基因工程研究取得了比较大的进展。综述的观赏兰科植物组织培养内容包括外植体、 培养基及培养方式等 ,遗传转化内容包括靶材料、 选择标记基因、 报告基因、 启动子和转化方法等并总结了兰科植物基因工程研究的成果、 最新进展及存在的问题。
第10期
吕永杰等:观赏兰科植物组培快繁及遗传转化的研究进展
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资源,但面临世界兰花已进入商品化生产的趋势,使用传统的育种技术已遇到了越来越多的问题,如难于打破生物物种的限制;周期长;某些优良性状难以保持。而不断成熟的生物技术,尤其是基因工程技术可有目的地改良某些性状,具有相当大的发展潜力。另外,兰花作为一种观赏植物,就其安全性而言,更容易被批准投放市场而实现商业化,一些国外生物工程公司已成为这方面的主导力量。兰花中的很多品种,如大花蕙兰、石斛兰、蝴蝶兰、文心兰等已经发展了较为成熟的组织培养技术,这为其基因工程的研究奠定了基础。
利用基因工程途径有目的地将外源基因导入兰花可以改良兰花的某些性状,如生育期长,开花晚,病虫害抗性等。LFY和AP1是从拟南芥中分离
[38]
出来的花分生组织启动相关基因,2000年邵寒
[35]
霜等应用基因枪法将花发育调控基因LFYcDNA转入文心兰圆球茎中获得了一些卡那霉素抗性克隆;2002a)
AP1转入大花蕙兰,,在CycD2,[39]
物量积累速度加快,9～14天,该基因有望在提前兰花开花期方面得到应用。通过拟南芥光受体突变体研究证明蓝光受体隐花色素(cryptochromes)也可以调控植物开花时间,其相关基因CRY1和CRY2等已从拟南芥中分离出来。这些研究表明兰花的花期问题将很快得到解决。兰花生产中常受到病毒和细菌的困扰,侵染兰科植物的病毒主要是建兰花叶病毒(Cymbidiummosaicvirus,CyMV)和齿兰环斑病毒(Odontoglossumringspot
[41][42]
virus,ORSV)。潘俊松等已经对建兰花叶病毒外壳蛋白基因进行了序列分析及病毒检测,利用基因工程将其导入兰花不仅可以获得抗病毒的兰花也可间接地延长花期。2003年台湾生物农业科学院利用农杆菌介导法转化文心兰,成功将抗病毒基
b)
因和抗细菌性软腐病基因导入兰花。许多中国兰花大都具有浓郁的花香,而附生兰类(如蝴蝶兰等热带兰)花虽大,色泽鲜艳,但大多没有花香,利用基因工程可望解决这一问题,但由于对芳香物质
a)http:ΠΠhttp://www.wendangxiazai.comΠpageΠtomato.htmb)http:ΠΠwww.sinica.edu.twΠ～npagrbtΠsumΠ870105.htmc)http:ΠΠhttp://www.wendangxiazai.comΠbtΠ201Π201201Π012005.htm
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的生物合成及代谢途径研究甚少,研究进展缓慢,目前日本正在从事此方面的研究。花色基因工程为观赏植物基因工程研究最多的方面,可以利用
现有的花色相关基因创造奇异花色的兰花。总而言之,兰花的基因工程显示着巨大的发展潜力。当然,兰花的基因工程也存在很多问题:兰花对农杆菌敏感性差,转化率低;生长十分缓慢,从开始筛选到得到转化小植株过程长;基因枪转化嵌合体较多等等。相信随着生物技术的不断成熟,这些问题将逐步得到解决,基因工程将在兰花品种改良和商业化方面广泛应用。
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