全 文 :广 西 植 物 Guihaia 25(2):134— 141 2005年 3月
生物技术在花卉植物遗传育种上的应用
李辛雷,陈发棣
(南京农业大学园艺学院,江苏南京 210095)
摘 要:生物技术的发展为花卉植物种质资源的研究、创新及新品种培育提供了更多的途径。该文对花卉植
物的离体保存、分子标记及细胞工程、基因工程在花卉植物种质创新方面的研究进展及取得的成果进行了综
述,并对存在的问题及今后的发展方向进行了探讨,以期为相关研究提供参考。
关键词:花卉植物;生物技术;遗传育种
中图分类号:Q941 文献标识码:A 文章编号:1000—3142(2005)02—0134—08
Application 0f bi0techn0l0gy in genetics
and breedin~ ’flower plants 0t tOW
I I Xin—lei.CHEN Fa—di
(College of Horticulture,Nanjing,Agricultural University,Nanjing 210095,China)
Abstract:The development of biotechnology opened more ways for the i mprovement and breeding of flower
plants germplasm resources.This paper reviews advances and application of preservation,molecular markers
and the innovation of germplasm resources by cellular engineering and genetic transformation for flower
plants.Present problems and some suggestion about the prospects of development are put forward.
Key words:flower plants;biotechnology;genetics and breeding
近年来,随着经济发展和生活水平提高,人们对
花卉质量的要求越来越高。传统的育种方法逐渐表
现出育种周期长、遗传变异有限、引入某一优良性状
的同时可能会伴随一些不良性状等局限性。生物技
术作为一门新兴学科,为传统育种注入了新的活力,
提供了全新的思路。在花卉植物种质资源的保存与
研究上,离体保存越来越体现其优越性,而分子标记
已成为花卉植物生物技术方面最活跃、应用最多的
一 项技术。利用生物技术进行种质创新可以从细
胞、基因水平定向改造生物,扩大了育种范围,提高
了育种效率。
1 种质资源保存
种质保存(germplasm conservation)使个体中
收稿 日期
基金项 目
作者简介
所含有的遗传物质保持其遗传完整性,且有高活力
的通过繁殖将其遗传性传递下来。离体种质保存是
将植物外植体在无菌环境下进行组织培养,将这些
外植体贮存在各类生长抑制条件下,使其缓慢生长
或停止生长,以达到长期保存的目的,而后如果需要
时可迅速恢复正常生长。相对传统方法而言,离体
保存所占空间小,基因型稳定,受外界影响小,恢复
快,易于控制。离体保存包括限制生长保存及低温
保存、超低温保存。
1.1限制生长保存及低温保存
限制生长保存通常在培养基中加人生长抑制剂
如脱落酸(ABA)、矮壮素(CCC)、B 、PP 、6-BA
等,或通过提高蔗糖浓度、加入甘露醇、山梨醇调节
培养基的渗透压,也有降低培养基中某些营养物质
2004一l0一l2 修订 日期:2004一l 2-26
江苏省基础计划青年创新人才基金项目(BK2002417);江苏省教育厅高技术产业化项 目(JH02 086);江苏省科技攻
关项目(BE200l354);江苏省高技术研究(BG2003305)。
李辛雷(1978一),男,硕士生,观赏园艺专业,从事菊花生物技术育种研究。
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2期 李辛雷等:生物技术在花卉植物遗传育种上的应用 1 35
的浓度来保存种质,另外控制光照和降低培养环境
的氧气含量亦有利于限制生长保存。目前通过微繁
及控制生长技术保存种质的常用温度范围有 3种:
常温(15~25℃)、常低温(15~0℃)和低温(0~一80
℃)。陈菁瑛等(1998)在切花菊的试管苗保存时发
现培养基中添加 10 mg/L B。有利于种质离体保存,
延缓 生长 作用 较 明显,18个 月 时 存 活 率仍 达
66,4 ;2 甘露醇有利于离体保存,浓度升高时成
活率下降;较弱的光照,菊花的光合作用减弱,有利
于缓慢生长;常温(25℃)处理全部死亡,4℃、6℃
处理存活率仅 10 ,10℃、15℃ 的存活率分别达
63.0 、58.7 ,说明适当降低温度有利于提高菊花
的存活率,且性状正常。菊花植株在25~27℃培养
环境中,当氧的分压(PO:)低于 50 mmHg时(正常
大气中氧分压为 152.0 mm Hg),随着 PO。降低,植
株生长量降低,而且对植株的进一步生长没有影响
(Bridgen等,1981)。史永忠等(2000)研究发现铁
皮石斛试管苗在 4℃黑暗条件下可连续保存 12个
月,并能恢复生长,l/2 MS和 1/4 MS培养基上的
存活率高于MS。辛淑英和谢欣(199j)将由不定芽
再生的组培苗转入1 6~l8℃、光照 l 000 lx和每天
光照8 h的低温种质库中保存,结果表明附加甘露
醇的MS培养基具有增加百合离体种质存活率的作
用 ,其中 MS+甘露醇 2 处理的效果最好,保存一
年后的存活率高达 92.9%。CPRO—DLO公司将百
合活体在一2℃条件下贮存了 3 a,仍未丧失活力
(Tuyl等,l996)。
1.2超低温保存
超低温(ultra—low temperature)通常指低于一80
℃的低温,主要是液氮(一l96℃)及液氮蒸汽相,可
降低甚至完全抑制其生活力及基因变异可能性,因
此能够保持生物材料的遗传稳定性,有利于解决组
织、细胞继代培养及自然界中积累性的突变等变异。
目前超低温保存正成为长期稳定地保存植物种质资
源的有效手段。刘燕等(2001)对 l8个科47种花卉
种子进行超低温保存研究,除了两种花卉种子进入
液氮后炸裂外,其余 45种花卉种子保存后都有一定
发芽率,有些保存后种子发芽率还高于保存前。结
果表明,超低温保存技术可广泛应用于园林花卉种
子保存,花卉种子自然含水量状态即可存于液氮中,
从液氮中取出后,35~40℃温水浴化冻有较高的发
芽率。尽管超低温保存 已经取得一定进展,但由于
需要昂贵的实验设备,实验的实际可操作性,物种的
特性等原因,冷冻前后的遗传稳定性及保存后的再
生能力等问题仍需解决,超低温保存在花卉植物上
的实际应用仍有一段距离。
2 分子标记应用
作为基因型易于识别的表现形式,遗传标记
(genetic markers)在植物种质资源的研究和育种工
作中有着十分重要的地位。目前,应用较为广泛的
遗传标记有形态标记(morphological markers)、细
胞标记(cytological markers)、生化标记(biological
markers)和分子标记(molecular markers)。前 3种
标记都是基因表达的结果,是对基因的间接反映,标
记数目有限,多态性较差,易受环境条件的影响。而
I)NA分子标记主要通过对供试材料 DNA指纹图
谱比较分析后筛选出的特异带进行资源的鉴定,是
DNA水平遗传变异的直接反映。DNA分子标记能
对各个发育时期的个体、各个组织器官甚至细胞作
检测,不受环境与基因表达与否的限制,数量极多,
遍及整个基因组,多态性高,遗传稳定(janssens,
l995)。所以,DNA分子标记从它诞生之日起,就引
起了生物科学家极大的兴趣。在短暂的几十年中。
经历了迅猛的发展,分 子标 记 日趋成熟。目前,
DNA分子标记已成为花卉植物生物技术方面最活
跃的技术之一,广泛应用于生物遗传多样性、亲缘关
系分析,种质资源的系统演化及分类,基因的定位、
分离测序及克隆,辅助育种,遗传图谱的构建等方
面,并显示了独到的优势(Caetano,l99 )。
2.1 DNA分子标记在亲缘关系、系统演化及分类研
究上的应用
在花卉植物的分类、物种与品种问亲缘关系及
系统演化等方面研究中,应用分子标记技术进行的
系谱分析可以提供分子水平的客观依据,比传统方
法更能反映其间的遗传多样性,有利于育种中亲本
的选配及资源的有效利用。目前.蔷薇属、菊属、莲
属、绿绒蒿属、百合属等类群已将 RAPD分子标记
应用到系统分类中。Hosoki等(1997)利用 RAPD
分析中国牡丹(Chinese Treepeony)栽培品种的遗
传关系,通过聚类分析揭示中国牡丹品种可大致分
为4大类,但这些类别并非总是和叶型、花型或花色
分类相一致。Jay等(1 989)成功地对粉红康乃馨品
种进行了鉴定。Jackson等(2000)运用 PCR技术分
析微卫星DNA,对菊花的一些群体进行分子水平上
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的研究。Barcaccia等(1997)利用 RAPD、AFLP对
天竺葵属植物进行品种鉴定以区分表现型相似的个
体。陈向明等(2001)对 7种花色系的 35个牡丹栽
培品种进行RAPD分析,发现同一花色的不同品种
间和不同花色系问都存在较大的遗传多态性。刘青
林等(1999)曾用 RAPD技术对梅花亲缘关系进行
了研究,结果表明梅与杏的亲缘关系最近,与李较
近,与山桃、毛樱桃较远。施苏华等(1998)应用
RAPD技术对 l1种金花茶进行了种问遗传相似性
分析,研究其系统发育关系。Hagit(1994)利用
DNA指纹图谱分析玫瑰的遗传关系。陈新露等
(1995)用 RAPD技术分析了6个丁香(Syringa)品
种间的遗传关系,确认了品种间的发展演化关系。
戴思兰等(1998)对菊属 26个分类居群问的亲缘关
系和7个野生菊的系统发育关系进行了研究,从分
子水平上验证 了现代栽培菊花 (Dendranthema
mori lium)是 以毛华 菊(D.vestitum)、野菊 (D.
indicum)种问天然杂交为基础,然后紫花野菊(D.
zawadski)、菊花脑(D.nankingense)等又参与杂
交,再经过人工选择形成的栽培杂种复合体。
2.2 DNA分子标记在花卉植物辅助育种上的应用
在花卉植物辅助育种中,运用 DNA分子标记
可以进行早期选择,提高选择的准确度和育种效率,
缩短育种周期。分子标记辅助育种主要应用于杂交
亲本的选配,遗传转化中目的基因的检测,遗传变异
的检测,远缘及体细胞杂种快速鉴定,无性系、不育
系的鉴定,杂种纯度的评估等。花色的不稳定表达
是花卉植物转基因存在的一个主要问题,Jain等
(1998)对非洲菊的研究认为,利用分子标记技术可
以有效鉴定变异是否可以稳定遗传。Kazvhisa等
(1997)把叶绿体的 l,5一二磷酸核酮糖羧化酶大亚
基(vbc1)基因和 rRNA基因特殊区域的 PCR扩增
产物,用 20多种限制性内切酶进行酶切的 DNA限
制性片段长度多态性的分析,成功地鉴定百合种间
杂种。Malek等(1997)找到了与月季黑斑病菌抗性
基因紧密连锁的分子标记,以便在月季抗黑斑病菌
育种过程中,可以通过分子标记方法进行辅助选择,
从而提高育种效率。王国良等(2001)使用 RAPD
标记技术对45个月季芽变品种进行鉴别,为表型性
状极为相近的切花月季品种的分子鉴定提供了可靠
的技术手段。吴红芝等(2002)根据菊花 B病毒
(CVB)的外壳蛋白基因序列设计、合成引物,建立
了 CVB快速、灵敏、准确的 RT—PCR鉴定和检测技
术 。
2.3 DNA分子标记在花卉基因定位、分离及克隆上
的应用
基因定位就是将具有某一表型性状的基因定位
于分子标记的连锁图中,实现分子连锁图与经典连
锁图的整合。在分子标记技术迅速发展的同时,产
生了基于单标记分析、区间作图和复合区间作图的
QTL的统计模型,QTL定位研究随之快速发展。
luoras等(1998)利用 RAPD分析来确定太阳花中
那些与分枝隐性基因相关的标记。荷兰的植物育种
与繁殖中心开发了RAPD分子标记系统,找到了与
百合镰刀菌抗性基因连锁的RAPD分子标记(Tuy[
等,l996)。Holton等(1997)利用矮牵牛AFLP构
建的连锁图谱发现,FLS基因(类黄酮合成基因)和
F 连锁,而 F 位点是控制类黄酮合成的,表明 F
是 FLS的结构基因。利用连锁图谱还对矮牵牛花
中控制色素 P450酶的 H,-l和 H厂2基因进行了定
位(Hglton等,l997;蔡友铭等,2002)。Dunemann
等(1999)基于北美杜鹃的连锁图谱进行 QTL分
析,对缺绿病和花色这些数量性状进行了定位研究。
Scovel等(1998)利用 RAPD分子标记找到紧密连
锁康乃馨花型的位点标记,然后将 RAPD标记转换
为 RFLP标记 ,它能 lO0 准确区分康乃馨的中国
和美国群体的花型。刘志昕等(2001)已将建兰花叶
病毒运动蛋白进行了基因克隆并分析了基因序列,
为今后的建兰花叶病毒检测工作奠定了基础。张爱
平等(1999)从香石竹上分离香石竹斑驳病毒 ,应用
RT—PCR合成并扩增外壳蛋白基因cDNA。
2.4 DNA分子标记在花卉基因图谱构建上的应用
遗传图谱(Genetic map)又称连锁图谱(1ank
age map),构建遗传图谱是遗传学研究中一个很重
要的领域,是对基因组进行系统研究的基础,也是在
分子遗传基础上强化育种的依据。基因连锁图在花
卉基础遗传研究中有重要的应用价值。首先,它提
供了有关性状遗传控制的信息,尤其对那些复合变
异类型;其次,连锁图说明了性状变异间的连锁关
系;第三,对于控制性状的基因连锁图可以作为路
标,指示对有关基因的转化。花卉植物遗传图谱的
构建已经开展,如 Holton等利用 AFI P构建矮牵
牛 (Petunia)连 锁 图 谱 (蔡 友 铭 等,2002)。
Dunemann等(1999)利用 239个 RAPD标记,38个
RFLP标记 和 2个 微卫 星标记构建 了北 美杜鹃
(Rhododendron)的 分 子 连 锁 图 谱;Sondur等
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2期 李辛雷等:生物技术在花卉植物遗传育种上的应用 137
(1996)在前人工作的基础上,直接利用 RAPD标记
构建了番木瓜的遗传图谱;Pilay等 (1996)用
RAPD标记研究啤酒花杂种一代的遗传变异及分离
情况,认为其分离比例符合孟德尔遗传规律,并分析
了将其用于遗传连锁图谱构建的可行性。
3 种质创新
生物技术深入到细胞水平、基因水平来定向地
改造生物,提高了育种的目的性和可操作性。生物
技术在植物上的应用,可打破种间杂交的障碍,扩展
遗传物质交流的范围,为种质创新提供了更有利的
措施,使品种改良方法现代化和高效化。
3.1细胞工程
高等植物细胞在生理上的重要特性之一就是细
胞全能性(totipotency),即在适宜的条件下,一个植
物细胞可形成一个完整的植株。植物细胞工程就是
在植物细胞全能性的基础上,利用植物组织和细胞
培养及其它遗传操作,对植物进行改良,选育有优良
性状的新品种,保存具有重要价值或濒于灭绝的植
物种类,使资源的创新达到一个新的水平。l902年
Haberlandt提出细胞全能性概念 ,l958年 Steward
等用胡萝 f、(Daucus carota)体细胞培养成功使其
得到首次证实。
3.1.1单倍体育种 自l964年Guha等报道了从曼
陀罗(Datura mete1)首次成功诱导单倍体以来,观
赏植物中矮牵牛(Petunia hybrid)、郁金香(Tulipa
gesneriana)等均已获得了单倍体植株。单倍体育
种中应用最多的是花药培养,即诱导未成熟花粉改
变正常的配子体发育途径,转向雄核发育,再经胚胎
发育而形成单倍体植物的方法。花药培养具有选择
效率高,快速利用新的种质资源和缩短育种周期等
优越性。Arzate等(1997)在百合花药培养中发现:
花粉接种时的发育时期比培养基更重要,单核小孢
子早、中期比晚期易产生愈伤组织,冷处理及暗培养
有利于诱导愈伤组织。褚云霞等(2001)利用百合品
种‘Pollyanna’单核期小孢子进行花药培养得到植
株,经染色体鉴定,有2 的单倍体存在。另外单
倍体也可通过诱导远缘杂交、异源细胞质、未授粉子
房培养等方式来实现。Watannabe(1977)利用野生
菊与栽培菊花(ChrysanthemUm makinoi)2x(2n=
l8)×(Ch.shiwogi/,“ CV.Kinokuniense)l0x(2n一
90)、(Ch.mak西loi)2x(2n— l8)× (Ch.ornatum)8x
(2n一72)远缘杂交后进行胚拯救,分别得到染色体
数为2n=46和2n=37的杂种,被认为是孤雄生殖,
前者外部形态较母本更多地相似于父本,外部形态
不同于父本的变异可能是由于母本的细胞质遗传。
3.1.2体细胞无性系变异的利用 组织培养再生的
植株中,存在广泛的变异,称之为体细胞无性系变
异。体细胞无性系后代变异广泛,稳定快,能基本保
持原品种的特性 ,这为新品系的选育提供了优越条
件。费水章和周维燕(1994)利用菊花花蕾培养,得
到了具有变异的植株。裘文达和李曙轩(1983)利用
菊花花瓣组培,培育出了 3个新的品种。单细胞对
外界环境很敏感,一些外界因素(如射线、激光和离
子束、冷热处理、盐胁迫等)很容易使其遗传物质发
生变异,并且单细胞一旦发生无性系变异之后,细胞
团、愈伤组织、植株等各个阶段都会保持这一变异特
性,从而保证了再生植株的变异遗传稳定性,在较短
时间内获得有利用价值的突变体。此外,变异的细
胞(植株)在不同的外界因子胁迫下,将形成不同特
性的无性系。体细胞变异的利用,可以得到常规育
种中不易得到的变异类型,创建新的种质资源。花
卉植物育种目标的多元性,将使体细胞变异的应用
前景更为广阔。
3.1.3幼胚拯救 远缘杂交可以向栽培品种导人近
缘种属植物的优良种质,提高栽培作物的抗性和品
质,扩大基因库,实现种质创新和培育新的优良品
种。但由于各物种间存在生殖隔离,不同的复杂遗
传基础,同源性差异,双亲生理上的不协调,胚与胚
乳的不亲和及花器官形态、发育的差异等原因,使得
远缘杂交很难得到种子,或者杂种种子不萌发,或萌
发后天亡,属、种间杂交成功率较低。利用生物技术
可以克服远缘杂交障碍,克服受精前不亲和现象可
利用体细胞杂交,而胚拯救技术被认为是克服受精
后障碍的有效手段。李容辉等(1992)通过对丁香杂
交胚的培养发现幼胚培养能克服杂交种子的败育现
象,并且认为花叶丁香与佛手丁香杂交胚离体培养
的有效时期是授粉后 85~95 d。百合是花卉胚拯救
的模式植物,Nakajima(1940)用简单的糖溶液培养
成功了 Liliurn speciosum 与 I,.[1urat Lt171及 I,. pP—
ciosum与L.japo~z (’U 7l杂交获得的杂种胚。Asano
等(1977)提出百合胚拯救的基本培养基为MS培养
基,并提出胚乳看护培养技术。子房切片培养与胚
珠培养也是获得远缘杂种的有效方法之一,当胚很
小时应先进行子房横切片培养再进行胚珠培养。
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l38 广 西 植 物 25券
van等(1991)取百合柱头切割授粉后 7~40 d的子
房进行切片,厚度为 2 mm,成功地获得了种间杂
种。Van等(1990)分别利用百合和郁金香胚珠培养
获得杂种。至今在花卉上,胚拯救已经成功地应用
于风仙花属、菊属、葱属、鸢尾属、郁金香属、六出花
属、小苍兰属、朱顶红属、马蹄莲属等。
3.1.4原生质体培养和体细胞杂交 在植物生物技
术育种中,原生质体培养具有特殊意义,是细胞杂交
和遗传转化的基础。原生质体对外界环境很敏感,
一 些外界因素(如射线、激光、离子束、冷热处理、盐
胁迫等)也很容易使其遗传物质发生变异,在较短时
间内获得有利用价值的突变体。熊兴耀等(1995)通
过菊花茎段诱导产生的愈伤组织建立了细胞悬浮
系,并酶解获得了原生质体。李名扬等(1996)等利
用直接酶解花瓣愈伤组织获得原生质体的方法实现
了菊花植株再生,Lindsay等(1997)利用酶解菊花
茎尖和幼嫩叶片产生原生质体的方法实现了植株再
生。
体细胞杂交指用双亲的体细胞原生质体或其衍
生系统进行诱导融合,再经培养、筛选、鉴定等步骤
得到细胞杂种。原生质体通过体细胞融合而获得体
细胞杂种,从而有效克服远缘杂交上的障碍,扩大亲
本组合范围,综合不同物种的遗传信息,丰富现有种
质资源。至今有50多种植物通过原生质体融合得
到的细胞杂种,以茄科、十字花科和芸香科较多,禾
本科、豆科和菊科植物也有报道。
由于植物原生质体具有再生植株的全能性,又
排除了细胞壁的障碍,因此比其它类型的外植体更
容易导人外源基因。王国英和贺普超(1994)用电击
法将 nptⅡ基因转入欧白英 (Solanum dulcamarⅡ)
的原生质体,获得转基因植株。李国梁等(1999)对
青花菜(Brassica o[eracea var.italica)叶和下胚轴
原生质体进行了遗传转化研究。一些性状改良基因
或抗性基因可以通过 PEG转化方法转入到原生质
体,然后再对转化原生质体培养,获得转基因植株,
以达到改良品种的目的。
3.2基因工程
植物基因工程技术指克隆一些特有性状的基
因,并通过生物、物理和化学等方法,导人到受体植
物细胞,通过组织培养育出转基因植物的生物技术。
近年来,基因工程技术为观赏植物性状改 良提供了
全新的思路,成为最有前途的花卉育种新技术。与
传统育种手段相比,基因工程育种具有独特的优势:
可以定向修饰花卉的某个或某些性状而保留其它原
有性状;通过引入外来基因可以扩大基因库。所以,
通过基因工程完全有可能培育出一些新奇、独特及
具有各种目标性状的品种,大大缩短育种周期,提高
育种效率。
基因工程在花卉植物育种中的应用重点集中在
花色、株型、抗性、花期等方面的改良上。Meyer等
(1987)首次将源 自玉米的编码 DQR的A J基因导
人矮牵牛白花突变体中,产生了开砖红色花的矮牵
牛。美国加州奥克兰DNA植物技术公司研究人员
Courtney—Gutterson等(1994)用 T—DNA作为载体
将苯基苯乙烯酮合成酶(CHS)以有义和反义方向
导人开粉红色花的菊花品种 ‘Moneymaker’中。获
得了 133株有义植株和83株反义植株,其中各有 3
株开白花和浅粉色花,而剩余植株仍开粉红色花。
在开白色和浅粉色花的植株 中由于 cDNA与 mR—
NA结合,而使CHS活性降低,导致苯基苯乙烯酮
前体物质咖啡酸含量提高。白花植株通过无性繁殖
仍能稳定地遗传,但后代开白花的植株中有一些花
为粉红色,这可能是反义 RAN未能完全抑制 CHS
基因表达的缘故。Aida等(2OOO)用反义抑制法将
CHS或 DFR 基因导人蓝猪耳(Torenia ybrid),
结果反义方向导人的转化株花色均一变亮,而正义
方向导人的转化株花色不均一变亮。
株形是花卉植物一个重要的形态,如用于盆栽
或地被用途的小菊,往往需要植株矮化、分枝性强、
着花数 目多等。Zheng等(2001)将烟草光敏色素基
因导人菊花品种‘Kitau’中,获得的转基因植物与对
照相比,其株型明显矮化,而且分枝角度要比野生型
大。可能是由于光敏色素合成引起 GA. 过量表达,
从而导致茎缩短,多分枝,这与人工喷施 (;A 取得
的效果是相似的。Dolgov等(1 997)将 ro/C基因导
人菊花品种‘White Snowdon’中,获得二个转化系,
其中一个系与对照相比,表现为丛生、矮化,并且叶
多分裂。Petty等(2000)把光敏色素基因 A导
人菊花中,发现菊花的花梗变短,叶绿素增加,并延
缓衰老。Yu等(2000)将 DOHl基因导人石斛
(Dendrobium nobile),转基因植 株分枝性强且矮
化。
抗性育种也是花卉育种的一个重要方面。
Marchant等(1998)将几丁质酶基因转入现代月季
中,转基因植株黑斑病的发生率大大降低。,raka rsu
等(1999)将水稻几丁质酶基因导入菊花品种‘Yam—
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2期 李辛雷等:生物技术在花卉植物遗传育种上的应用 139
abiko’中获得了抗灰霉病(Botrytis cinera)的转化
植株。Dolgov等(1 995)将B£中的 占一内毒素基因导
人再生能力很强 的 ‘Bornholm’和 ‘White Harri—
come’菊花品种中.j; 得转化植株,在不喷施化学药
剂的情况下,植株表现出对扁虱(web tick)的抗性。
Wordragen等(1 993)以离体叶片为材料将B£基因
转入到菊花品种 ‘Parliament’,获得 了抗虫植株。
Kamo等(1996)将菜豆黄斑病毒外壳蛋白基 因
(BYMV CP)和 Gus基因转入唐菖蒲的悬浮细胞
中,获得了转基因植株。Yepes等(1 99 9)将编码番
茄斑萎病毒、凤仙坏死斑病毒和花生环斑病毒外壳
蛋白的基因导人菊花品种‘Polaris’、‘Golden Pola—
ris’、‘Iridon’中,分别获得了转基因植物。
在花期改良育种中,邵寒霜等(1 999)克隆了调
控花分生组织启动的相关基因一拟蓝芥 LFYcD—
NA,然后转化到菊花中,转化后代有 3株与对照相
比其花期分别提前 65 d、67 d和70 d;另外有2株,
花期分别推迟 78 d和 90 d。Yu等(2000)用反义抑
制法将 DOH1基因导人石斛,获得转化株,其花期
比对照早 10 d。Zheng等(2001)将PHYBI基因转
入菊花,转基因植株 LE31和 LE32花芽分化比对照
植株分别延迟4 d和5 d,而开花分别延迟 17 d和
2O d,表明PHYBI基因主要影响花芽发育而不是
影响花芽分化。
4 结束语
我国被称为“世界园林之母”,拥有丰富的花卉
种质资源,但我们对种质资源的保存、研究与利用还
远远不够。花卉种质资源是遗传育种的前提和基
础,只有掌握了大量的育种材料,才能培育出新品
种。植物生物技术使人类对种质资源的保护、研究
和利用达到新的水平,我们必须加大保护、搜集、整
理和评价工作力度,充分发掘花卉种质资源的优异
基因,加以科学合理的开发利用,使其为育种工作服
务。同时,花卉植物在长期的演化过程中,在自然选
择和人工选择的双重压力下,形成了非常丰富的变
异类型,遗传背景较为复杂,其遗传与生理生化特性
的研究还有待深入。加强基础性研究工作,拓展研
究深度与广度,如构建遗传图潜,进行重要性状遗传
基础研究,重要性状相关基因定位、分子克隆等,将
对花卉遗传改良及种质创新具有深远意义。生物技
术育种是花卉育种的新技术、新领域、新方向,具有
其独特的优势。生物技术在花卉植物上的应用已经
取得了一定成果,但与农作物和其他园艺作物相比,
仍有待深入。我们应抓住生物技术带来的发展机
遇,充分利用我国丰富的花卉植物种质资源优势及
已经取得的研究成果,结合我国花卉育种现状,集中
力量,从基础工作做起,尤其在我国传统特色花卉育
种上重点突破,加强学科交叉,借助其他学科力量,
加大应用研究,逐步开展具有本国特色的花卉育种,
振兴我国花卉事业。
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