| 经济林木基因转化技术的应用 |
应用基因转化技术进行植物遗传改良是现代生物技术研究的一项重要内容和方向。目前，主要通过基因转化，使经济林木获得外源抗病、抗虫、抗除草剂、抗旱等基因来达到改善其遗传性状的目的。转基因作物，如转基因棉花、转基因马铃薯、转基因小麦等已进入商业化阶段。多年生经济林木的转基因技术体系亦已建立，特别是最近发展起来的种质系统的基因转移新技术，在林木育种中可望突破基因型的限制。尽管如此，利用基因转化技术在直接获得经济林木的优良品种和创造新种质方面还有待进一步深入探索。 1、抗虫基因转化 抗虫基因在经济林木上转化研究进展迅速。目前主要是将编码蛋白酶抑制剂（Proteinase Inhibitor，PI）和杀虫晶体蛋白（Insecticidal Crystalline Proteins，ICPs）的基因分离并导入经济林木细胞中，获得转基因抗虫植株。 PI基因编码蛋白酶抑制剂能导致昆虫消化系统失调，从而阻止其危害。目前已从多种植物上分离出了PI基因。Jame等将CpTI基因成功地导入苹果品种Greensleeves和草莓品种Rapella中，获得了一定数量的抗虫转基因植株。Klopfenstein等、Wang-Gelia等，从Bt毒素中分离出ICPS基因分别转入到山杨（P．Tremula X、P）和黑杨（P.nigra L.）中，均获得了十分理想的抗虫效果。Maheswaran从Nicotiana alata中分离的NaPI抗虫基因也转入到苹果和梨中。从Bt中分离出的ICPs基因在杨柳科（特别是杂交杨）和苹果树木上得到成功地转化，目前已进入田间试验阶段。 2、抗病毒基因转化 植物病毒是为害经济林木的重要病害。病毒的种类很多，可分为DNA病毒和RNA病毒。由于没有化学药剂可以喷洒，控制病毒病害主要采用抗病品种和无病毒材料以及控制其传播载体等方式。目前人们随着对病毒核酸结构和功能的深入研究和其寄主关系的不断了解，主要通过：①利用反意RNA；②病毒外衣蛋白基因的交叉保护；③卫星RNA的表达技术等几种途径来增强植物抗病毒能力。李痘疫病毒（Plum pox Potyvirus）是核果类经济林木的主要病毒病，该病毒外衣蛋白基因已被克隆并引入双元载体，在杏、李上实现了转化，获得转基因抗病毒植株，发现延缓了该病毒症状的出现频率。Scorza-R等将番木瓜环斑病毒（PRV）的外衣蛋白基因也被成功地导入欧洲李中。 3、控制果树类经济林水果实成熟的基因转化 控制果实成熟基因转化首先是在番茄上研究，但植物果实成熟和衰老的机理具有明显的相似性。果实的成熟和衰老与多聚半乳糖醛酸酶（Polyglactaronase，PG酶）和乙烯合成有关。将控制PG酶合成的反mRNA基因导入植物细胞，通过与mRNA的互补结合可抑制PG酶的合成。而乙烯合成首先是将S-腺苷基蛋氨酸转化成ACC，在ACC（1-氨基环丙烷-1-羧酸）合成酶催化作用下，ACC再合成乙烯。因此，通过分离果实成熟时ACC合成酶的反mR－NA基因，同样可以用来控制经济林木果实的成熟。Callaha等在桃上分离出其反mRNA调节果实成熟的cDNA片段，并发现了其主要调节的ACC氧化酶。Dong等分离出苹果编码ACC氧化酶基因，Atkinson等进一步探明了编码苹果内源PG酶的cDNA序列。 4、其它有应用价值的基因转化 除上述几种重要基因外，Monticelli-s等将发根农杆菌（A．rhizogenes）的rol基因导入苹果、梨、扁桃、猕猴桃、李等经济林木中，提高了新梢生根能力，这对于提高经济林木繁殖系数和砧本利用价值有实际意义。Ekramoddoullah—AKM等应用单克隆抗体（monoclonal antibodies，Mabs）方式，在山白松（Pinus monticola）和兰柏氏松（Pinus lambertiana）中获得抗真菌和抗细菌性病害的转基因表达。同时，在林木中抗旱、抗冻、抗除草剂转基因技术方面的研究也较为活跃。 [资料来源：基因转化技术在经济林木遗传改良上的应用/刘占德（陕西省农科院信息所）//西北林学院学报. |