大豆组织培养的研究进展文献综述
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摘要:近年来,转基因大豆技术主要研究的方面是建立高效再生体系和稳定转化体系,随着转基因技术的发展,我国通过研究已获得抗病、抗虫等转基因大豆植株。本文根据转基因的大豆在转化方法和受体系统等方面的实验研究进展进行了简单综述,并对今后转基因大豆研究方向进行了分析。
关键词:大豆;遗传转化;转基因;农杆菌;基因枪
1 前言
在20世纪60年代,有部分科学家对大豆组织培养进行研究,但大豆各个部位的取材用于再生植株以及组织培养都十分困难。直到80年代中后期,对于大豆的遗传转化研究才取得突破性的进展。
长期以来,大豆在生长期间内容易遭受病虫害及除草剂的困扰,使产量和品质下降,传统的防治方法存在一定的局限性,通过转基因技术将抗虫、抗菌、抗除草剂的基因转入大豆,可能成为提高大豆产量和改善品质的有效途径之一。大豆的遗传转化研究一直受到世界各国的高度重视,任何成功的转化都依赖于高效的受体系统和转化方法的有效结合,即大量获得有再生潜能的细胞,并对这些细胞进行有效的转化和筛选,获得转基因植株或种子。因此,转化是建立良好受体系统的先决条件,关系到基因转化的成败。随着生物学逐步进入分子生物学时代,应用转基因的新型技术已经在改善不同种类种子的性状上实现了预期的效果,并应用了以转基因技术为总体核心的新型技术,实现了遗传物质在不同物种之间的转变,这种巨大的改变使大豆在育种工作研究上迈上了一个新台阶。以下概述了近几年来大豆再生体系和遗传转化方面的研究进展,并对目前转化中遇到的植株再生频率低、转化率低与得不到转化体的原因及解决方法提出了一些看法。
2 大豆再生体系研究进展
大豆的再生开始于20世纪60年代,而80年代后才逐渐建立了组织、细胞、原生质体等方面再生技术,为将外源DNA整合到大豆基因组提供了实验思路。
2.1 大豆体细胞胚胎发生再生系统
大豆体细胞胚胎发生具有单细胞起源、繁殖快、两极性等优点,基本不会有嵌合体问题;而且体细胞胚团再生能力也比较强;就遗传稳定方面上,高密度高质量的体细胞胚团,一次便可获得大量植株,最适合用基因枪法和农杆菌转化法。
此系统采用大豆胚轴、子叶、幼胚作为外植体。以MS为基础大量实验改良培养基后,初步定下诱导培养基的配方,以NAA和2,4-D为主要的生长调节物质。80年代初期,Christianson等首先获得再生植株,用幼胚轴作为外植体,诱导体细胞胚胎发生。随后,Lazzeri等通过实验,大豆幼胚子叶的体细胞胚胎发生最适宜的浓度是10 mg/L的2,4-D。Ranch等对2,4-D与未成熟胚的大豆体细胞胚胎是否能发生进行了详细的研究。他们认为2,4-D能高效诱导大豆体细胞胚胎发生,但后期形态不正常,难以培养成完整植株。NAA在诱导大豆体细胞胚胎发生的过程中频率虽然低,但形态正常,可直接生成子叶,体细胞胚获得可育再生植株且不经过愈伤培养[1]。
周思军等对影响大豆体细胞胚胎发生的各个原因进行了系统研究,通过培养大豆幼胚,再利用组织培养技术获得再生植株[2]。Finer等报道了悬浮培养体细胞是大豆转化的最适宜的受体系统。王萍一、周思军、王罡等认为基因型、低温预处理、激素、取材时间等都是大豆通过固体再生培养的的影响原因;王晓春等通过大豆再生的实验,提出影响再生率的主要原因是体细胞胚形态表达正常以及本身的基因型。
原生质体培养、无性繁殖以及植物转基因工程是......
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