农杆菌介导的草莓遗传转化研究进展
更新日期:2018-01-24     来源:华北农学报   浏览次数:232
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草莓属于蔷薇科草莓属,是一种营养和经济价值都较高的草本果树植物,由于其果实出色的味道、香气和颜色等它备受广大消费者的欢迎(康厚祥等,2006)。
全世界范围内草莓属植物分布较为广泛,约50 个种,20 个常见种,包括不同倍性的草莓属植物主要分布在大洋洲南部、南美太平洋沿岸、亚洲、欧洲和非洲等。我国的地域辽阔,气候类型多样,有着丰富野生草莓资源,我国产约7~9个种(雷家军等,2006),在世界上属于野生草莓种质资源最丰富的国家(雷家军等,1997;雷家军等,2003)。
由于草莓的高杂合性和多倍性等特点,给其新品种培育工作带来了一系列难以解决的为题,诸如培育周期长、效率低下、工作量加大等(Lewis, 1991),但是随着近年来生产技术持续不断的发展,在提高品种品质、产量方面,传统的草莓培育新品种的方法还是取得了一定的进步,但还是受到了诸多因素的困扰,生产上还是缺乏抗病虫、抗逆境等的优良品种。所以当前我们可以利用植物分子生物工程技术创造新的种质资源。自国内外针对草莓相继开展的转基因研究的时间是在20 世纪80 年代末(Papvizas, 1982; Papvizas, 1983; Harman et al., 1987; Baker, 1991;徐同, 1993; 陈建爱等, 2002; 杨合同等, 2004)。草莓基因工程的真正开始是1990年以 James等(1990)获得的第一株草莓转基因植株为标志的,之后,多种有价值的外源目的基因相继被转入草莓中。因此,基因型是影响草莓遗传转化是否成功的关键,广泛收集草莓品种的不同基因型,探索更有利于草莓遗传转化的再生条件仍是目前研究的重要课题(李小红等,2006)。
1影响草莓离体再生的各种不同因素
近些年来对草莓外植体离体再生和遗传转化的研究越来越多。许多研究人员从多方面入手进行了大量的研究,努力探寻再生频率高的基因型、外植体类型及培养条件等。
1.1基因型
因为基因型的影响,即使是同一品种组织的再生频率也不甚相同,所以说基因型对建立再生体系影响很大。许多大量研究表明染色体上的基因可调控外植体的再生能力,在研究草莓的再生体系时,许多研究人员都报道过植物外植体基因型不同,其产生不定芽的能力亦不甚相同。因此对比多种基因型,挑选出再生能力强作为外植体以便建立高效的草莓遗传转化体系(牛建新等,1999)。
1.2 外植体的生理状态

在草莓组织培养技术研究中,从器官、组织、原生质体、胚、花药中都已成功获得再生植株,截止到目前为止研究最多、分子生物学工程应用也最多的其中一条途径是以叶片作为的外植体不定芽,该途径不定芽再生可分为两种方式:一种途径是经愈伤组织再生不定芽,另一种途径是直接再生不定芽。经愈伤组织再生不定芽途径更易于接受外源基因。直接再生不定芽途径获得的再生植株周期短、操作简单,但比经愈伤组织再生不定芽途径获得再生植株要困难得多。此外,叶片的离体再生能力与其再生不定芽能力受叶片的生理状态影响,而叶片的生理状态也受植物叶龄、叶片部位、接种时外植体放置方式等因素影响。通常生长旺盛的幼年型的植株外植体较成年型的植株外植体具有更强的再生能力。温室生长14~30 d的植株叶片的再生效率比叶龄在30 d以上至一年生植株叶片的再生率高(Nehra et al., 1989;于冬梅等,1998)。因此我们可以通过离体继代繁殖草莓试管苗即可获得大量幼嫩且生长健壮的外植体。
1.3 生长调节剂种类和浓度
植物激素是培养基中的关键物质不同激素的种类、浓度对植物离体再生效率具有很大影响,这在草莓中也充分体现出来。在建立草莓叶片离体再生体系中,培养基中主要添加的有两类激素,第一类是细胞分裂素,第二类是生长素,激素使用的关键是调节第一类激素与第二类激素的种类与比例。第一类激素一般多选用6-BA,第二类激素一般多选用IBA、IAA、2,4-D、 NAA等 (尹淑萍,2005)。在草莓离体再生体系的许多研究中发现,以TDZ与6-BA相比较,TDZ具有更高的活性,可诱导不同基因型的叶片再生不定芽(于冬梅等,1993;张志宏等,1998),TDZ也可促进原生质体的再生 (Nyman et al., 1992),所以是TDZ较6-BA更能够明显提高草莓的离体再生效率。TDZ随后被广泛应用于植物组培中是自80年代初Mok等(1980)发现其具有细胞分裂素活性。也发现,作为细胞分裂素, TDZ的特点是具有较宽的有效浓度范围,而且6-BA与TDZ配合使用的效果显著优于NAA和2,4-D与TDZ配合使用的效果(张志宏等,1998)。
1.4 温度和光照
草莓的再生体系要求的温度一般是25士2℃,恒温培养(尹淑萍,2005)。Nehra的研究发现最适光强为12.5 umol/(m2·Sl)。在低光照或无光照条件下也会产生不定芽,但生长的不定芽是白化且纤细,在光强为25 umol/(m2·Sl)及以上时,每个外植体的再生效率以及平均再生芽数均会随之下降。当光强达到62.5 umol/(m2·Sl)时,叶片外植体最终褐化 (Nehra et al., 1989 )。前期暗培养对草莓影响较复杂,(于冬梅等,1998)。所以今后需要对暗培养作用机制作进一步研究。

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