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RESEARCH PROGRESS ON GENETIC ENGINEERING OF STRESS TOLERANCE IN SUGARCANE

甘蔗抗逆基因工程育种研究进展



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文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员圆冤园猿鄄园源苑员鄄园源
甘蔗抗逆基因工程育种研究进展
张志勇摇 雷朝云摇 蒙秋伊摇 卢加举
渊贵州省亚热带作物研究所袁贵州 兴义摇 缘远圆源园园冤
摘摇 要院病虫害尧干旱尧低温是甘蔗生产中主要的生物和非生物胁迫因素袁给甘蔗生产造成巨大损失遥 提
高甘蔗抗逆性是甘蔗育种的重要目标遥 基因工程技术在作物遗传改良中应用广泛袁为甘蔗抗逆育种提
供了有效途径遥 本文概述了转基因技术在甘蔗抗病虫害尧抗旱尧抗寒方面的研究进展袁并提出了该领域
尚存在的一些问题及其应用前景展望遥
关键词院甘蔗曰 抗逆性曰 基因工程曰 转基因曰 研究进展
砸耘杂耘粤砸悦匀 孕砸韵郧砸耘杂杂 韵晕 郧耘晕耘栽陨悦 耘晕郧陨晕耘耘砸陨晕郧 韵云 杂栽砸耘杂杂 栽韵蕴耘砸粤晕悦耘 陨晕 杂哉郧粤砸悦粤晕耘
在匀粤晕郧 在澡蚤鄄赠燥灶早摇 蕴耘陨 悦澡葬燥鄄赠怎灶摇 酝耘晕郧 匝蚤怎鄄赠蚤摇 蕴哉 允蚤葬鄄躁怎
渊郧怎蚤扎澡燥怎 杂怎遭贼则燥责蚤糟葬造 悦则燥责泽 砸藻泽藻葬则糟澡 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻袁 载蚤灶早赠蚤袁 郧怎蚤扎澡燥怎摇 缘远圆源园园冤
粤遭泽贼则葬糟贼院阅蚤泽藻葬泽藻 葬灶凿 蚤灶泽藻糟贼 责藻泽贼袁 凿则燥怎早澡贼 葬灶凿 造燥憎 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 憎藻则藻 贼澡藻 皂葬蚤灶 遭蚤燥贼蚤糟 葬灶凿 葬遭蚤燥贼蚤糟 泽贼则藻泽泽藻泽 糟葬怎泽蚤灶早
泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶贼 造燥泽泽 蚤灶 泽怎早葬则糟葬灶藻 责则燥凿怎糟贼蚤燥灶援 陨皂责则燥增藻皂藻灶贼 燥枣 泽贼则藻泽泽 贼燥造藻则葬灶糟藻 蚤泽 贼澡藻 皂葬蚤灶 燥遭躁藻糟贼蚤增藻 蚤灶 泽怎早葬则糟葬灶藻 遭则藻藻凿蚤灶早援
郧藻灶藻贼蚤糟 藻灶早蚤灶藻藻则蚤灶早 澡葬泽 遭藻藻灶 憎蚤凿藻造赠 怎泽藻凿 蚤灶 糟则燥责泽 早藻灶藻贼蚤糟 蚤皂责则燥增藻皂藻灶贼 葬灶凿 责则燥增蚤凿藻凿 葬灶 藻枣枣藻糟贼蚤增藻 贼燥燥造 藻灶澡葬灶糟蚤灶早 贼澡藻
则藻泽蚤泽贼葬灶糟藻 贼燥 泽贼则藻泽泽藻泽 蚤灶 泽怎早葬则糟葬灶藻援 陨灶 贼澡蚤泽 责葬责藻则袁 贼澡藻 则藻泽藻葬则糟澡 责则燥早则藻泽泽 燥灶 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 葬责责则燥葬糟澡藻泽 枣燥则 凿蚤泽藻葬泽藻 葬灶凿 责藻泽贼
则藻泽蚤泽贼葬灶糟藻袁 凿则燥怎早澡贼 葬灶凿 糟燥造凿 贼燥造藻则葬灶糟藻 蚤灶 泽怎早葬则糟葬灶藻 憎藻则藻 泽怎皂皂葬则蚤扎藻凿援 陨灶 葬凿凿蚤贼蚤燥灶袁 泽燥皂藻 责则燥遭造藻皂泽 蚤灶 贼澡蚤泽 枣蚤藻造凿 葬灶凿 贼澡藻
责则燥泽责藻糟贼泽 燥枣 蚤贼泽 怎贼蚤造蚤扎葬贼蚤燥灶 憎藻则藻 凿蚤泽糟怎泽泽藻凿援
运藻赠 憎燥则凿泽院泽怎早葬则糟葬灶藻曰 泽贼则藻泽泽 贼燥造藻则葬灶糟藻曰 早藻灶藻贼蚤糟 藻灶早蚤灶藻藻则蚤灶早曰 贼则葬灶泽早藻灶藻曰 则藻泽藻葬则糟澡 责则燥早则藻泽泽
收稿日期院圆园员员鄄园愿鄄圆源摇 接受日期院圆园员圆鄄园圆鄄园愿
基金项目院黔科合 允字咱圆园员圆暂圆圆缘猿 号 尧圆圆缘缘 号袁黔科合院所创能咱圆园员园暂源园园苑 号袁黔农科院专项咱圆园园怨暂园员园 号
作者简介院张志勇渊员怨愿圆鄄冤袁男袁四川简阳人袁博士袁助理研究员袁研究方向为植物基因工程遥 耘鄄皂葬蚤造院 扎澡葬灶早扎赠燥灶早圆员怨岳 员圆远援 糟燥皂
通讯作者院雷朝云渊员怨远猿鄄冤袁男袁贵州兴义人袁硕士袁高级农艺师袁研究方向为甘蔗育种及栽培遥 耘鄄皂葬蚤造院 造藻蚤糟澡葬燥赠怎灶岳 员远猿援 糟燥皂
摇 摇 甘蔗渊杂葬糟糟澡葬则怎皂 燥枣枣蚤糟蚤灶葬则怎皂 蕴援 冤是主要的糖料作
物袁又是一种理想的能源作物遥 病虫害尧干旱尧低温等
逆境条件对甘蔗生产危害严重袁造成甘蔗的产量与经
济损失遥 特别是近年来气候变化异常袁极端天气时常
出现袁病虫害活动频繁袁旱涝灾害交替袁低温寒害加重袁
甘蔗生产受到严重阻碍遥 因此袁选育抗逆性强袁适应性
好的甘蔗新品种成为甘蔗育种的重要课题遥 甘蔗作为
多倍体植物袁基因组庞大袁遗传基础复杂袁大多数品种
都具有几种血缘袁对利用表现型进行传统抗性遗传研
究造成诸多困难咱员暂 遥 通过辐射诱变能提高甘蔗的抗
逆性咱圆袁猿暂 袁但辐射诱变具有随机性大尧诱变能力低袁嵌
合体多等缺点袁限制了在甘蔗育种中的广泛应用遥 近
年来袁随着生物技术的快速发展袁利用基因工程技术对
甘蔗品种进行遗传改良成为甘蔗育种的有效途径袁在
抗病虫害尧抗旱和抗寒方面取得了显著的进展遥
员摇 抗病虫害转基因甘蔗
员郾 员摇 抗病毒转基因甘蔗
病毒病害是甘蔗生产中主要的生物胁迫因素袁给
甘蔗产业造成严重的经济损失遥 甘蔗经长期无性繁殖
留种袁多种病毒包括甘蔗花叶病毒渊杂怎早葬则糟葬灶藻 皂燥泽葬蚤糟
增蚤则怎泽袁 杂悦酝灾冤尧高粱花叶病毒 渊 杂燥则早澡怎皂 皂燥泽葬蚤糟 增蚤则怎泽袁
杂则酝灾冤尧甘蔗黄叶病毒 渊 杂怎早葬则糟葬灶藻 赠藻造造燥憎 造藻葬枣 增蚤则怎泽袁
杂悦再蕴灾冤尧甘蔗杆状病毒 渊 杂怎早葬则糟葬灶藻 遭葬糟蚤造造蚤枣燥则皂 增蚤则怎泽袁
员苑源
核摇 农摇 学摇 报 圆远 卷
杂悦月灾冤等可在甘蔗种质材料中积累袁导致品种退化尧长
势变差尧产量减少尧糖分降低咱源暂 遥 甘蔗是多倍体尧高度
杂合性的作物袁主要栽培品种在正常栽培条件下难于
开花袁用常规方法培育抗病毒新品种十分困难袁并且整
个过程工作量大尧耗费时间长咱缘暂 遥 植物基因工程技术
为甘蔗抗病毒育种开辟了一条经济有效的途径咱远袁 苑暂 遥
外壳蛋白渊糟燥葬贼 责则燥贼藻蚤灶袁 悦孕冤是形成病毒颗粒的结
构蛋白袁其功能是包被和保护病毒基因组核酸袁参与同
宿主的相互识别过程以及病毒的长距离运输等遥 悦孕
基因介导获得病毒抗性是抗病毒基因工程中应用最
多尧最成功的策略遥 将病毒 悦孕 基因导入水稻咱愿暂 尧玉
米咱怨暂 尧烟草咱员园暂和番茄咱员员暂等植物表达外壳蛋白袁转基因
植株病毒抗性明显增强遥 与其他植物相似袁杂悦酝灾 的
悦孕基因转入甘蔗也能提高甘蔗对病毒的抗性咱员圆暂 遥 研
究中还发现 悦孕基因对本身所来源的病毒或是与原病
毒亲缘关系较近的病毒可能具有较强的抗性袁而对同
属于 杂悦酝灾的其他病毒虽有抗性袁但抗性较弱袁且随着
繁殖代数的增加而降低咱员猿暂 遥 砸葬灶早藻造 等咱员源暂报道利用转
基因技术表达病毒蛋白袁哥伦比亚甘蔗栽培种 悦悦愿源鄄
苑缘 能成功抵抗 杂悦再蕴灾 的侵染遥 通过转基因获得对
杂悦再蕴灾的抗性可以稳定遗传到有性杂交后代中袁为持
续稳定地鉴选抗病毒转基因甘蔗奠定了基础咱苑暂 遥 然
而袁通过转基因表达病毒蛋白获得的转基因植株抗性
差异大袁对病毒抗性不彻底咱员缘暂 遥
近年来袁砸晕粤 干扰渊砸晕粤蚤冤技术在作物抗病毒研
究中发展迅速袁拓宽了抗病毒基因工程的研究策略遥
克隆病毒基因构建反向重复序列载体袁转化到植物中
后经转录形成发夹结构 砸晕粤渊匀葬蚤责蚤灶 砸晕粤袁 澡责砸晕粤冤袁
澡责砸晕粤依赖序列同源性针对性地降解病毒基因使其
沉默袁达到抗病毒的目的遥 砸晕粤蚤模拟植物天然的抗病
毒机制袁比一般转录病毒外壳蛋白和复制酶基因等正
义和反义序列更加高效咱员远袁员苑暂 遥 砸晕粤蚤 技术在水稻咱员愿暂 尧
玉米咱员怨袁 圆园暂 尧烟草咱圆员暂和拟南芥咱圆圆暂等单尧双子叶植物中
都能实现对病毒的高效抗性遥
在甘蔗抗病毒研究中袁杂则酝灾 杂悦匀 株系的非翻译
悦孕基因用基因枪法转化甘蔗袁人工接种病毒后转基因
植株表现出高感到高抗的不同类型袁大部分抗病植株
悦孕基因的 皂砸晕粤表达水平极低袁同时 悦孕 基因转录区
域 阅晕粤甲基化作用增强袁表明病毒抗性是由 砸晕粤 介
导的同源依赖性基因沉默咱圆猿暂 遥 酝糟匝怎葬造贼藻则等咱圆源暂将斐济
病病毒渊云蚤躁蚤 凿蚤泽藻葬泽藻 增蚤则怎泽袁 云阅灾冤基因组片段 怨 的 韵砸云员
转入甘蔗 匝员圆源袁获得了对斐济病抗性显著增强的转基
因植株遥 砸晕粤干扰获得的病毒抗性具有的特异性强尧
安全性好尧效率高以及能稳定遗传等特点袁使其在植物
抗病毒研究中得到广泛应用咱员苑袁 圆缘暂 遥 导入病毒基因获
得的抗病转基因甘蔗可作为抗源材料用于甘蔗的常规
杂交育种咱圆远暂 遥
员郾 圆摇 抗虫转基因甘蔗
侵染甘蔗的害虫种类繁多袁甘蔗大田的整个生长
发育期均会受到虫害威胁遥 遗传效应复杂尧抗虫种质
资源有限是甘蔗有性杂交抗虫育种研究的主要障碍袁
将抗虫育种与亲本的优良性状相结合则更加困难咱圆苑暂 遥
通过转基因技术提高抗虫性是甘蔗抗虫育种的重要途
径咱圆愿暂 遥 月贼基因在植物转基因抗虫研究中应用最成熟袁
烟草咱圆怨暂 尧水稻咱猿园暂和玉米咱猿员暂等植物均有报道遥 抗虫转
基因甘蔗在近年来发展迅速遥 转化苏云金芽孢杆菌
渊月贼冤 糟则赠员粤遭的活性区域序列能使转基因甘蔗表现出
抗虫性咱猿圆暂 遥 构建 糟则赠员粤糟基因表达载体转化甘蔗袁抗性
鉴定表明表达 糟则赠员粤糟 蛋白的转基因株系对甘蔗螟虫
有高度抗性袁而非转基因对照的叶片和蔗茎虫害严
重咱猿猿暂 遥 月贼杀虫蛋白基因在抗虫转基因植物中应用广
泛袁转 月贼基因棉花尧大豆尧马铃薯和玉米等已用于商品
化生产遥
此外袁外源凝集素基因尧蛋白酶抑制剂基因尧淀粉
酶抑制剂基因等以及从动物中分离出的蜘蛛毒素基
因尧蝎毒素基因尧昆虫神经毒素基因等也具有良好的抗
虫效果咱圆苑暂 遥 雪花莲外源凝结素渊郧晕粤冤基因研究较为
深入袁其转基因甘蔗对螟虫尧蚜虫等具有良好毒杀效
果咱猿源暂 遥 杂藻贼葬皂燥怎等咱猿缘暂发现转 郧晕粤 基因甘蔗对鳞翅目
墨西哥稻螟和甘蔗螟虫生活史有影响袁食用转基因甘
蔗的雌成虫寿命显著缩短遥 在甘蔗品种福农 怨源 原
园源园猿 愈伤组织中导入 郧晕粤基因袁再生植株有 源 株 孕悦砸
检测为阳性咱猿远暂 遥 螟虫抑肽酶基因在 悦燥悦 怨圆园远员 和 悦燥
愿远园猿圆 两个甘蔗品种中表达袁部分株系对螟虫具有高
度抗性咱圆愿暂 遥
近年来袁构建融合抗虫基因以获得广谱抗虫性的
研究发展迅速遥 例如袁表达多个 悦则赠 基因抵抗单种害
虫的入侵咱猿苑暂 遥 悦则赠 基因与 郧晕粤 基因融合表达对多种
鳞翅目昆虫具有毒害作用袁而蜘蛛的神经毒素基因与
大蒜外源凝结素基因融合表达能高效杀灭桃蚜咱猿愿暂 遥
阅藻灶早等咱猿怨暂构建凝结素基因和大豆 运怎灶蚤贼扎 型胰蛋白酶
抑制剂基因的融合抗虫基因表达载体转化甘蔗袁能够
显著提高转基因甘蔗 砸韵悦圆缘 对螟虫和蚜虫的抗性遥
融合抗虫基因尧修饰的 月贼基因尧营养杀虫蛋白尧凝结素
和内源抗虫基因等的综合利用是今后抗虫植物基因工
程的发展趋势咱源园暂 遥
员郾 猿摇 抗真菌病害转基因甘蔗
甘蔗真菌病害流行严重影响甘蔗产量和质量遥 甘
圆苑源
摇 猿 期 甘蔗抗逆基因工程育种研究进展
蔗黑穗病是甘蔗生产上主要的真菌病害袁有甘蔗癌症
之称遥 由于病原真菌生理小种多袁易产生新的变异袁常
规选育的新品种因而容易被新的生理小种淘汰遥 将抗
病基因导入优良甘蔗品种中表达相关蛋白以获得抗病
性是培育甘蔗抗病品种的有效途径咱源员暂 遥
病程相关蛋白 渊 责葬贼澡燥早藻灶藻泽蚤泽 则藻造葬贼藻凿 责则燥贼藻蚤灶袁 孕砸鄄
责则燥贼藻蚤灶冤是植物受生物或非生物胁迫后诱导产生并积
累的一类蛋白质总称袁是植物防卫体系的重要组成部
分袁阻止病原菌和昆虫对植物的入侵咱源圆暂 遥 病程相关蛋
白有多个亚类袁包括几丁质酶尧葡聚糖酶和蛋白酶抑制
剂等遥 绝大多数真菌细胞壁的主要成分是几丁质
渊糟澡蚤贼蚤灶冤和 茁鄄造袁 猿鄄葡聚糖渊茁鄄造袁 猿鄄早造怎糟葬灶冤袁几丁质酶和
茁鄄造袁 猿鄄葡聚糖酶可以分别对其催化水解袁因此能够通
过降解病原真菌的细胞壁有效抑制真菌的繁殖生
长咱源猿暂 遥 李娇等咱源源暂对转几丁质酶和 茁鄄造袁 猿鄄葡聚糖酶基
因的甘蔗转基因株系进行抗黑穗病的鉴定结果表明袁缘
个转基因株系对甘蔗黑穗病均有不同程度的抗性表
现袁目的基因能够遗传至 栽圆 代植株并赋予其抗病性遥
抗病基因的应用能有效促进植物抗病育种遥 多数
植物抗病基因具有编码蛋白质的核酸结合区
渊 灶怎糟造藻燥贼蚤凿藻 遭蚤灶凿蚤灶早 泽蚤贼藻袁 晕月杂冤 和富含亮氨酸重复
渊造藻怎糟蚤灶藻鄄则蚤糟澡 则藻责藻葬贼袁 蕴砸砸冤保守区的特点袁能够识别病
源相关蛋白袁激活下游信号袁启动相关分子机制赋予植
物的抗病性咱源缘暂 遥 在水稻咱源远暂 尧普通小麦咱源苑暂和向日葵咱源愿暂
等植物中 晕月杂鄄蕴砸砸类蛋白的正常表达能成功抵抗病
菌入侵袁而利用 砸晕粤 干扰技术将 晕月杂鄄蕴砸砸 类蛋白的
一类主要编码基因 砸郧悦圆 沉默袁导致生菜失去对多种
病虫害的特异抗性咱源怨暂 遥 甘蔗高抗黑穗病品种 晕悦燥猿苑远
中已克隆出 员 个 晕月杂鄄蕴砸砸 类基因的 糟阅晕粤全长序列袁
可以作为潜在的抗病基因咱缘园暂 遥
核糖体失活蛋白基因尧溶菌酶基因以及抗菌肽基
因等都有较好的抗病源菌效果袁可以用于基因工程抗
病育种研究遥
圆摇 抗旱转基因甘蔗
甘蔗是需水量较大的植物袁干旱是影响甘蔗产量
最主要的非生物胁迫因素遥 干旱胁迫导致植物体内产
生一系列生理生化反应袁如活性氧增加尧渗透调节物质
变化尧光合作用受到抑制尧水分利用效率受到影响等袁
引起形态变化袁影响植株正常生长发育袁造成生物量或
产量减少遥
选育抗旱甘蔗品种对甘蔗产业的可持续发展尤其
重要袁通过转基因方法提高甘蔗抗旱性是一条有效途
径遥 干旱应答相关基因的表达是转基因植物抗旱的基
础咱缘员暂 遥 海藻糖合成酶基因是催化合成海藻糖的关键
基因袁而海藻糖是一种广泛分布于细菌尧真菌和动植物
体内的双糖袁能够稳定细胞磷脂双分子膜袁阻止细胞磷
脂双分子膜在干燥环境中由液晶态向固态转变袁稳定
蛋白质等高分子物质袁从而增加细胞对干旱的抵抗力遥
许多生物体在逆境条件下都能通过体内调节合成海藻
糖来抵御外界不良环境的伤害咱缘圆暂 遥 海藻糖合成酶基
因转化的甘蔗袁部分转基因甘蔗的抗旱能力增强咱缘猿暂 遥
在澡葬灶早等咱缘源暂将海藻糖合酶基因转入甘蔗栽培品种
砸韵悦员园 中袁获得了海藻糖合酶基因正常表达的转基因
植株袁转基因植株能够合成和积累海藻糖并提高抗旱
性袁在自然干旱条件下转基因植株产量比对照提高
员猿郾 远豫 耀圆源郾 圆豫 袁含糖量比对照提高 员郾 源豫以上遥
随着研究深入袁更多与干旱应答相关的基因被克
隆和转化袁以增强甘蔗抗旱性遥 酝燥造蚤灶葬则蚤 等咱缘缘暂把 孕缘悦杂
基因导入甘蔗植株中袁通过扣水试验诱导脯氨酸积累袁
在干旱 员圆凿后转基因植株的生物量明显提高袁分析认
为转基因甘蔗植株在供水不足条件下袁由干旱胁迫诱
导的脯氨酸积累作为一种抗活性氧防卫系统成分的作
用大过作为一种渗透调节物遥 甘蔗乙烯应答因子
杂燥凿耘砸云猿 转化烟草能提高转基因烟草植株的抗旱性袁
并且转基因植株的形态特征没有明显变化咱缘远暂 遥 在转
基因甘蔗中袁阅砸耘月圆月 基因的抗旱性也比较理想咱缘苑暂 遥
实时荧光定量 孕悦砸 分析表明琥珀酸半醛脱氢酶
渊杂杂粤阅匀冤基因参与干旱胁迫下的全程响应袁可以作为
甘蔗抗逆育种的候选基因咱缘愿暂 遥 而对克隆的甘蔗 杂鄄腺
苷蛋氨酸脱羧酶渊杂糟鄄杂粤酝阅悦冤 基因表达分析发现袁杂糟鄄
杂粤酝阅悦可能在甘蔗抗旱尧抗盐胁迫或者抗渗透胁迫的
分子机制中发挥某种作用咱缘怨暂 遥 对干旱应答相关基因
的鉴定袁有利于阐明甘蔗抗旱的分子机制袁为抗旱转基
因甘蔗提供候选基因咱远园暂 遥 砸燥凿则蚤早怎藻泽 等咱远员暂鉴定出在不
同水分胁迫条件下近 员远苑园 个基因出现差异表达袁其中
远圆豫的基因均为上调表达遥 干旱胁迫诱导表达的多数
基因都与细胞调控尧蛋白质代谢尧信号传导及转录等密
切相关咱远圆袁 远猿暂 遥 充分挖掘其中重要的抗旱基因转化优
良品种袁可以实现高产尧高糖尧高抗的育种目标遥
猿摇 抗寒转基因甘蔗
甘蔗是喜温作物袁种植于热带亚热带地区袁需要适
宜的温度湿度才能正常生长咱远源暂 遥 通过有性杂交导入
割手密等材料的抗逆基因使甘蔗种植范围有所扩大袁
但低温寒害仍然限制了甘蔗的栽种范围遥 最近几年袁
猿苑源
核摇 农摇 学摇 报 圆远 卷
气候变化异常袁常出现极端低温天气袁寒冷灾害更加严
重袁阻碍了甘蔗生产和制糖工业的发展袁每年都会造成
不同程度的经济损失遥
为揭示甘蔗抗寒机理袁提高甘蔗抗寒性袁不少研究
人员针对低温胁迫下甘蔗形态特征和生理生化指标等
方面的变化进行了研究咱远源袁 远缘暂 遥 在遭受低温胁迫时袁植
物感受低温信号并发生一系列生理生化反应和调节基
因表达袁进而产生抗寒能力遥 在拟南芥中的研究表明袁
低温胁迫使基因表达出现多种变化袁包含数百个基因
在转录水平的变化袁涉及到众多信号分子和调控途径袁
构成一个复杂的网络调控体系咱远远暂 遥 甘蔗响应低温胁
迫存在依赖 粤月粤 和不依赖 粤月粤 的信号传导途径袁两
种调控途径相互影响咱远苑暂 遥 转录因子 阅砸耘月员 辕 悦月云泽 调
控的信号传导途径不依赖 粤月粤袁阅砸耘月员 辕 悦月云泽 与冷诱
导基因渊悦韵砸冤的表达密切相关袁转录活性因子 悦月云结
合到 悦砸栽 辕 阅砸耘 基序上袁诱导 悦韵砸 基因表达袁从而提
高植物的抗寒性咱远愿暂 遥 过量表达 阅砸耘月员粤 能提高拟南
芥咱远怨暂 尧烟草咱苑园暂和马铃薯咱苑员暂等植物的抗寒和抗旱性遥
此外袁在转基因水稻中表达转录因子 酝再月杂猿 能显著增
强水稻的抗寒能力咱苑圆暂 遥
研究表明袁低温胁迫会打破植物体内活性氧产生
与清除之间的平衡袁引发活性氧累积产生氧化伤害袁使
生物膜受损咱苑猿暂 遥 在长期进化过程中袁植物自身也形成
了一套抗氧化防御系统袁包括超氧化物歧化酶渊杂韵阅冤尧
过氧化氢酶渊悦粤栽冤尧过氧化物酶渊孕韵阅冤尧抗坏血酸过
氧化物酶渊粤孕载冤和谷胱甘肽还原酶渊郧砸冤等咱苑源暂 遥 利用
基因工程技术通过转入抗氧化酶基因进行表达能提高
植物抗寒性遥 杂韵阅基因转化的烟草咱苑缘暂和紫花苜蓿咱苑远暂
等抗寒性均得到提高遥 蕴造燥则藻灶贼藻 等咱苑苑暂从水稻基因组中
克隆了编码 孕韵阅 的冷诱导基因 砸悦陨猿袁转化拟南芥研
究发现袁该基因不仅对低温有很高的耐受性袁而且对水
分和盐胁迫也有很好的耐受性袁其原因可能是植物在
响应干旱尧高盐尧低温胁迫时共享相同的信号传导途
径咱远圆暂 遥
晕燥早怎藻蚤则葬等咱远苑暂用 糟阅晕粤阵列法分析了低温胁迫下
甘蔗的应答调控基因袁这些基因涉及抗氧化尧糖转运尧
无机磷转运尧悦韵圆 固定等过程袁与多种胁迫应答密切相
关遥 低温尧干旱胁迫等逆境应答的多种基因可作为甘
蔗杂交育种的标记或通过基因工程手段导入甘蔗以降
低逆境条件对甘蔗生长发育的影响袁促进甘蔗产业的
发展咱员暂 遥
源摇 展望
虽然甘蔗在逆境条件下生理生化变化及抗逆反应
的研究较多袁但甘蔗的抗逆性是多基因控制的数量性
状袁遗传背景比较复杂袁基因工程育种研究还相对滞
后袁存在的主要问题包括缺乏稳定高效的受体系统袁转
化率比较低等遥 因此袁需要针对不同遗传背景的甘蔗
建立稳定的受体系统袁进一步优化遗传转化体系袁建立
高效的转化系统袁以提高转化效率遥 目前甘蔗遗传转
化多使用单一抗逆基因或相关转录因子袁难以达到多
抗的育种效果遥 应构建多个抗逆基因的表达载体进行
转化袁结合组织特异性的高效表达袁以使转基因甘蔗的
多种性状得到改良遥 随着研究的不断深入袁甘蔗转基
因的研究将显示出广阔的应用前景遥
参考文献院
咱 员 暂 摇 酝藻灶燥泽泽蚤 酝袁 杂蚤造增葬鄄云蚤造澡燥 酝 悦袁 灾蚤灶糟藻灶贼扎 酝袁 灾葬灶鄄杂造怎赠泽 酝 粤袁 杂燥怎扎葬 郧
酝援 杂怎早葬则糟葬灶藻 枣怎灶糟贼蚤燥灶葬造 早藻灶燥皂蚤糟泽院 早藻灶藻 凿蚤泽糟燥增藻则赠 枣燥则 葬早则燥灶燥皂蚤糟
贼则葬蚤贼 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 咱允暂 援 陨灶贼 允 孕造葬灶贼 郧藻灶燥皂蚤糟泽袁 圆园园愿院 员 原 员员
咱 圆 暂摇 游建华袁 李摇 松袁 何为中袁 莫磊兴袁 曾摇 慧袁 刘红坚援 远园 悦燥 酌 辐
射诱变育成甘蔗新品种桂糖 圆圆 号 咱 允暂 援 核农学报袁 圆园园远袁 圆园
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咱 猿 暂摇 李摇 松袁 游建华袁 余坤兴袁 刘红坚袁 韦摇 坚袁 刘丽敏袁 淡摇 明袁
谭摇 芳袁卢曼曼援 甘蔗新品种桂辐 怨愿 原 圆怨远 的选育 咱允暂 援 核农学
报袁 圆园员园袁 圆源渊远冤院 员员苑苑 原 员员愿员
咱 源 暂摇 王明强袁 李文凤袁 黄应昆袁 王晓燕袁 卢文洁袁 罗志明援 我国大陆
蔗区发生的甘蔗病毒病及防控对策 咱 允暂 援 中国糖料袁 圆园员园袁 源院
缘缘 原 缘愿
咱 缘 暂摇 匀燥贼贼葬 悦 栽袁 蕴藻皂遭噪藻 悦 郧袁 阅燥皂蚤灶早怎藻泽 阅 杂袁 韵糟澡燥葬 耘 粤袁 藻贼 葬造援 栽澡藻
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孕造葬灶贼 月蚤燥造袁 圆园员园袁 猿院 苑缘 原 愿苑
咱 远 暂摇 郧蚤造遭藻则贼 砸 粤袁 郧葬造造燥鄄酝藻葬早澡藻则 酝袁 悦燥皂泽贼燥糟噪 允 悦袁 酝蚤造造藻则 允 阅袁 允葬蚤灶 酝袁
粤遭燥怎扎蚤凿 粤援 粤早则燥灶燥皂蚤糟 藻增葬造怎葬贼蚤燥灶 燥枣 泽怎早葬则糟葬灶藻 造蚤灶藻泽 贼则葬灶泽枣燥则皂藻凿 枣燥则
则藻泽蚤泽贼葬灶糟藻 贼燥 泽怎早葬则糟葬灶藻 皂燥泽葬蚤糟 增蚤则怎泽 杂贼则葬蚤灶 耘 咱允暂 援 悦则燥责 杂糟蚤袁 圆园园缘袁
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咱 苑 暂摇 郧蚤造遭藻则贼 砸 粤袁 郧造赠灶灶 晕 悦袁 悦燥皂泽贼燥糟噪 允 悦袁 阅葬增蚤泽 酝 允援 粤早则燥灶燥皂蚤糟
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