介紹
據報導,1998年全球轉基因油菜種植面積為240x104 hm2占全球油菜種植面積的9%,1999年增至280x104hm2,占全球油菜總面積的11%,2000年全球轉基因作物面積為4 420x104 hm2,占全球作物種植面積的16%(官春雲,2002)。多年來,許多育種工作者試圖採用傳統的育種手段來獲得油菜良種,但進展十分緩慢。隨著基因工程技術的發展,人們愈來愈傾向於通過基因工程的手段改良油菜的產量、品質及抗逆性。因此,建立良好的油菜轉化體系至關重要。
方法
在植物基因工程研究中,關鍵步驟之一是通過特定的方法將外源基因導入受體植物細胞內,使之發生定向的、永久性的遺傳變異,即所謂的植物遺傳轉化。為了方便有效地將外源基因導入植物體內,人們不斷地探索、發展新的植物遺傳轉化方法。目前套用到油菜轉基因中的遺傳轉化方法主要有農桿菌介導轉化法和外源基因直接導入法。
2.1農桿菌介導轉化法
2.2外源基因直接導入法
2.2.1電激法
2.2.2顯微注射法
2.2.3基因槍法
2.2.4真空滲入遺傳轉化法
2.2.5雷射微束穿刺法
2.2.6PEG法
2.2.7花粉介導法
問題與展望
自1985年Ooms等利用農桿菌介導法獲得第一株轉基因油菜以來,轉基因油菜的研製在近十多年來發展迅速,一系列抗病、蟲、除草劑及高產優質的轉基因油菜相繼問世,抗蟲和抗除草劑轉基因品種已進入商業化生產。因此,對現有的外源基因轉化方法作一些改進或建立新的基因轉化方法,提高轉化率,建立高效的基因轉化系統仍然是有待解決的問題。
目前雖然已獲得了許多轉基因油菜植株,但大部分都是經過了大量的重複實驗後僅得到的幾個轉化體克隆。一些轉化受體如小孢子、葉綠體等的轉化率一般在1%以下。另外一些轉化方法如基因槍法、雷射微束穿刺法、真空滲入法等,其轉化率也很低,均達不到直接為生產服務的要求。因此,對現有的外源基因轉化方法作一些改進或建立新的基因轉化方法,提高轉化率,建立高效的基因轉化系統仍然是有待解決的問題。
在油菜的遺傳轉化中,外源基因的插入整合基本上是隨機的,其表達水平、表達的部位及時問也大多不受控制,因此對外源基因的表達調控基本上處於失控狀態。另外,還有由於外源基因的隨機插入及拷貝數高而引起轉基因沉默現象。解決這些問題就需要深入研究植物的生長發育機理、採用特定的啟動子、使用植物偏好密碼子、研究及套用定點插入技術等方法。
利用基因工程方法獲得的油菜轉基因植株只是一種人工種質新材料,要使其成為生產上可以套用的新品種就必須經過常規育種程式的考驗。轉基因植株須經大田試驗將外源基因持續遺傳給後代,建立遺傳穩定的品系,才可能最終取得經濟效益和社會效益。而在現在的油菜轉基因研究中,許多轉基因植株未能保存,或不能通過種子將外源基因的性狀遺傳給子代,而且採用的大部分基因為報告基因,沒有生產套用價值。
安全性問題
隨著基因工程研究的進展,許多轉基因農作物也進入了實用化、商品化階段,而其安全性問題,也引起了廣泛的爭論,並且受到了各國政府的高度重視,轉基因油菜也不例外地存在安全性問題。轉基因油菜中的外源基因可來自植物、動物或微生物,一些基因雖已經過嚴格的安全性試驗後才被允許進入商業化生產,但人們對轉基因油菜仍然心存疑慮。但勿容質疑轉基因油菜是油菜科學研究和生產的一場革命。現存的問題將是推動轉基因油菜研究走向更加成熟、完善的動力,而不是阻力。