转基因水稻的进展..docx

转基因水稻的进展水稻是最重要的粮食作物之一, 世界上约有一半以上的人口以稻米为主食。据专家预测,到 2025 年在现有稻谷产量的基础上再增加 60% 才能满足需要。随着人口的增长和耕地面积的减少, 世界尤其是我国将面临粮食问题的严峻挑战, 培育优良品种成为提高稻谷产量的主要途径。传统的育种技术已为培育水稻新品种做出了巨大贡献, 并将继续发挥主导作用, 但由于品种资源的贫乏, 单靠传统育种已很难有太大的突破。 20 世纪下半叶以来, 随着分子生物学研究的不断发展, 基因工程技术特别是转基因技术在植物遗传育种上得到了广泛的应用, 并取得了显著的成就。转基因技术就是将外源基因通过生物、物理或化学手段导入其它生物基因组, 以获得外源基因稳定遗传和表达的遗传改良体。自 1983 年世界上首例转基因植物———一种含有抗生素药类的烟草在美国成功培植以来, 全球范围转基因作物的种植面积和销售收入均以倍数增长。 2004 年, 转基因作物面积( 主要是大豆、玉米、油菜和棉花) 已达 11250 万 hm2, 已被批准可使用的产品有 1000 多种。水稻作为世界上最重要的粮食作物之一,自 1988 年首次获得可育的转基因水稻以来, 转基因技术在水稻品种改良上得到了广泛的应用, 已选育了一系列转基因水稻品系( 组合)。本文简要介绍了近年来水稻转基因研究方面所取得的成就, 并就存在的问题提出了一些看法。 1 水稻转基因研究进展在植物分子生物学研究的众多材料中, 水稻由于其基因组较小、重复序列较少等优点而成为一种重要的模式植物。自 1988 年首次获得转基因水稻以来, 水稻转基因技术已获得突飞猛进的发展, 目前已成功获得籼稻、粳稻、爪哇稻的转基因水稻。 抗虫转基因水稻研究虫害是水稻生产中的一大害, 化学药剂杀虫不仅成本较高, 而且严重污染环境, 抗虫转基因水稻的应用前景是不言而喻的。目前应用于水稻抗虫性改良的外源基因主要有苏云金杆杀虫结晶蛋白基因(Bt基因)、昆虫蛋白酶抑制剂(PI 基因) 和植物凝集素基因 3种, 其中 Bt基因是当前应用最为广泛的杀虫基因。 1989 年中国农业科学院生物技术中心杨虹等将 Bt 基因导入水稻品种台北 309 、中花 8 号的原生质体并获得再生植株;Maqboo l 等通过基因枪法将人工合成的 CryII A基因转入水稻, 毒蛋白的表达量可高达 1%, 某些植株的杀虫率可达到 100% 。浙江大学舒庆尧等采用农杆菌介导法将密码子经优化 Bt基因 cryIA(b) 导入到“秀水 11”, 获得抗性株系的 Bt 毒蛋白表达量占可溶性蛋白的 %~3%, 对二化螟、稻纵卷叶螟和稻螟蛉 1-5 龄幼虫的毒杀作用达到 100%, 对8 种鳞翅目害虫均表现高抗。中国科学院遗传与发育所朱祯等将豌豆胰蛋白酶抑制剂基因与信号肽和内质网定位信号 KDEL 的编码序列融合, 得到融合基因, 其编码的融合蛋白具有富积于内质网的特性, 从而大大提高了转化植株的杀虫效果。转化该基因的水稻比转化未修饰的 cpti 基因的植株蛋白酶活性平均高出 2 倍。目前利用该基因已获得了包括明恢 81 和明恢 86 等高抗二化螟鳞翅目害虫的转基因水稻植株, 用其配制的杂交组合已批准进入中试。复旦大学遗传所与中国水稻所、湖北农科学院等单位合作利用基因枪法将雪花莲凝集素基因导入