转基因技术在改良大白菜性能方面的应用

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【摘 要】大白菜营养丰富，是我国北方冬季的主要供应蔬菜，也是我国居民消耗量较大的蔬菜。但大白菜的生长易受外界环境影响，导致产量下降，进而造成价格波动。通过转基因技术改良大白菜性能，对于稳定产量，确保物价正常有着卓越贡献。

【关键词】大白菜；转基因技术；稳定产量

一、转基因技术简介

转基因技术的理论基础来源于进化论衍生来的分子生物学。基因片段的来源可以是提取特定生物体基因组中所需要的目的基因，也可以是人工合成指定序列的DN段。DN段被转入特定生物中，与其本身的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。该技术可以使重组生物增加人们所期望的新性状，培育出新品种。

二、白菜类蔬菜离体培养的影响因素

植物组织培养是一种进行遗传改良的有效手段，利用农杆菌介导的遗传转化将目的基因转入蔬菜当中，可以改良其品质、抗病性与抗逆性等性状。而构建高效的再生培养体系是对蔬菜进行遗传转化的必要前提。大白菜是芸薹属蔬菜中离体再生比较困难的物种之一，影响其离体再生的因素主要有：植物的基因型、外植体类型、外植体的生理状态、接种方式、分化培养基的配方、生根培养基的配方等。

（一）基因型

早在1982年，Dietert就提出基因型在蔬菜再生培养中起决定性作用。Murata进一步指出，C基因组可能负责调控芽的生成，芸薹属中的花椰菜和甘蓝等由于具有C基因组而使较容易再生培养，而缺少C基因组的白菜类蔬菜（AA基因组）却很难再生。

（二）外植体

1.外植体的苗龄也是一个影响不定芽形成的重要因素。

2.外植体接种方式

朱丽华等对大白菜下胚轴的3种接种方式进行了对比，研究发现，下胚轴形态学下端竖直正反插和平放的外植体更利于不定芽形成，而且发现，再生芽总是出现在下胚轴形态学下端。这可能是由于接种方式影响了外植体与生长环境的接触形态，正插的叶柄切口位于形态学下端，可以充分接触与吸收培养基中的激素等利于再生芽形成的养分。

（三）AgNO3

目前，AgNO3在组织培养中已得到了广泛运用。Akasaka等许多研究者认为，乙烯会抑制不定芽的再生和形态建成，AgN03可以通过竞争性结合位于细胞间膜的乙烯受体，干扰乙烯信号传递途径，降低乙烯的活性，从而促进白菜等A基因组蔬菜的器官发生和体细胞胚胎发生。杜虹等在再生培养基中添加2mg/L的AgNO3，不定芽的再生频率会从无添加AgNO3的28.26%提高到71.7%。

（四）植物激素组成

在白菜类蔬菜再生培养的研究中，6-BA和NAA组合最为常用。张鹏等发现，6-BA和NAA结合使用的效果优于单独使用，组合使用二者会提高3―4倍的不定芽再生率，也会加倍提升丛生芽数。此外，徐华松认为TDZ对不定芽的再生、体细胞的胚胎发生具有重要作用，樊明琴等认为TDZ比6-BA有更佳的不定芽诱导效果，但是过高浓度的TDZ会使再生芽畸形，呈丛生状，不易分离，导致芽成苗困难。

三、白菜类蔬菜转基因研究现状

大白菜是我国最主要的蔬菜作物之一，其营养丰富，富含各种维生素、胡萝卜素、植物纤维以及蛋白质等，还具有很高的药用价值，如具有清热解毒等功效。近年来人们对大白菜的需求量越来越大，尤其是品质优良的大白菜己供不应求，这就促使我们需要通过各种手段来获得优良的大白菜。其中利用基因工程手段来获得育种材料是蔬菜育种的新趋势。目前成功转入大白菜的外源基因主要有：雄性不育基因、抗虫基因、抗病基因等。

（一）抗虫基因

白菜类蔬菜的害虫是鳞翅目的小菜蛾和菜青虫。常用的化学药剂喷施法很容易使害虫获得农药耐受性，为抗虫工作带来不便，近年来对抗虫基因的克隆与转化使抗虫育种有了很大进展。目前报道的抗虫基因主要有两种：源于植物中的蛋白酶抑制因子（PI）基因以及源于苏云金芽孢杆菌的毒素（Bt）基因。其中，外源毒素基因Bt的编码产物对鳞翅目有较强的毒杀能力，PI基因编码产物的抗性范围广，对鞘翅目、鳞翅目与直翅目等昆虫都有毒杀作用，但杀伤力相对较弱。目前对Bt基因的研究最广泛。

（二）抗病基因

白菜生长过程中极易受到病毒的侵害，由于病毒的组成与胞内许多生物大分子的结构相似，因此很难运用化学方法进行防治。杨瑞环等将病毒外壳蛋白（CP）编码基因转入受体细胞中表达，通过该蛋白在植物细胞中的积累，可以抑制侵染病毒的复制，从而减轻感染症状或延缓病毒发生时间。现己证明芜菁花叶病毒（TuMV）是白菜病毒病的主要病原，该病毒可造成大白菜无法结球，导致大白菜的产量和品质严重受损。

（三）抗除草剂基因

改变植物对除草剂的耐受方式主要有两种：一是钝化植物对除草剂的敏感性， 二是转入外源基因发挥其对除草剂的解毒作用。目前最常用的是源自潮湿链霉菌的 bar基因，该基因的编码蛋白会使除草剂PPT乙酰化，使其丧失毒力。刘凡等通过小孢子胚状体成功获得了抗除草剂转基因大白菜。张军杰等将bar 基因成功导入菜薹49菜心，获得9株抗除草剂转化苗。

（四）雄性不育基因

目前在大白菜杂交育种中，建立雄性不育系是培育白菜新种质快速有效的方法。余沛涛等于2000年通过农杆菌介导法成功将雄性不育基因TA29-Barnase导入到大白菜中，获得了雄性不育大白菜新种质。范爱丽等将萝卜线粒体基因组中的orf224和orf138两个雄性不育基因转化大白菜，获得了转基因植株。

四、小结

转基因技术的应用使得大白菜性能有了很大改观，对于稳定产量起到非常重要的作用。虽然目前转基因技术的应用存在巨大争议，但科技的进步一定会得到人们的认可。

参考文献：

[1]刘凡.白菜抗虫基因工程及bar基因的遗传飘移研究[D].中国农业大学，2004.

[2]张革平.不结球白菜CpTI基因遗传转化的研究[D].南京农业大学，2000.

[3]张军杰.白菜抗虫转基因研究[D].四川农业大学，2002.