玉米转基因技术研究及其应用

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作物杂志Ｃｒｏｐｓ

２０１０．６

玉米转基因技术研究及其应用

尹祥佳１’２

翁建峰１

谢传晓１

郝转芳１

王汉宁２

张世煌１

李新海１

（１中国农业科学院作物科学研究所／国家农作物基因资源与遗传改良重大科学工程，１０００８１，北京；２甘肃农业大学农学院，７３００７０，甘肃兰州）

摘要随着植物转基因技术的深入发展，大豆、玉米、油菜和棉花等转基因作物大面积商品化生产为全球的粮食安全做出了巨大贡献。玉米是全球第一大粮食作物，自１９８６年以来玉米的转基因技术发展较快，其主要的遗传转化方法包括农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道法等，农艺性状改良涉及抗除草剂、抗虫、抗痛、抗旱、抗盐和品质改良等，其中抗除草剂和抗虫玉米已成为主要的商业化转基因

作物。本文综述了玉米转基因技术的研究进展及应用，展望了玉米转基因研究的发展方向。

关键词玉米；转基因技术；应用

玉米（Ｚｅａ

ｒｎａｙｓ

Ｌ）是重要的粮食、饲料作物，

也是现代工业的重要原料…。随着畜牧业、工业的发展以及世界人口的增长，玉米在农业生产中占有越来越重要的地位，１９９８年以来，玉米已超过水稻和小麦成为全球第一大作物【２Ｊ。建国以来，我国玉米播种面积、单产和总产量都呈持续增长趋势，２００２年我国玉米播种面积超过小麦而仅次于水稻，玉米单产由１１２３．１ｋｇ／ｈｍ２增加到５３９４．Ｏｋｇ／ｈｍ２，超过世界玉米平均单产水平，２００６年玉米总产量达到１．４５亿ｔ¨１，，但与美国等玉米生产大国还存在较大差距。据相关研究推测，到２０２０年世界玉米需求量将达到７．５３亿ｔ，届时中国玉米需求量为２．１４亿ｔ”１。因此，玉米总需求量的不断攀升使得玉米生产面临巨大挑战。

转基因技术使优良的基因在动植物和微生物之间进行交流，弥补某些遗传资源的不足，丰富种质

库。植物转基因技术研究首先在烟草上获得成

功垆。，随之在农业上取得了巨大进展。２００８年全球商业化种植转基因作物主要涉及大豆、玉米、棉花和油菜等，总种植面积已达１．２５亿ｈｍ２，与１９９６年产

作者简介：尹祥佳，硕士研究生，从事玉米遗传育种研究

翁建峰，李新海为联合通讯作者

基金项目：转基因玉米小麦大豆环境安全评价技术（２００８ＺＸ０８０１１—００３）；玉米小麦遗传转化新技术（２００９０８０１０—００８Ｂ）

收稿日期：２０１０一ｌＯ一１３；修回日期：２０１０—１０—２７

业化初始阶段的１７０万ｈｍ２相比增长了７４倍，１２年累计种植面积已超过８亿ｈｍ引６’。

玉米转基因技术研究始于１９８６年＂Ｊ，随着研究的深入，在降低转化受体依赖性、提高转化效率、提出新型转化方法等方面取得了重要的进展。本文概述了玉米转基因技术的研究现状及其在玉米遗传改良中的应用，展望了玉米转基因的研究方向。

１

玉米转基因技术的研究现状

１．１玉米转基因主要方法

高效植物转化系统应具备以下几个特点：转化方法不受基因型限制，且便于操作；受体组织具有较强的分化和再生能力；构建适宜的植物表达载体；筛选方法高效、可靠，易获得稳定遗传的转化事件；转基因植株的分子和遗传特性要有稳定、高效的基因表达埔Ｊ。植物转基因方法基本分为三大类：一是载体介导转化，如农杆菌法等；二是ＤＮＡ直接导入转化，包括基因枪法、聚乙二醇（ＰＥＧ）法、电激穿孔法、超声波介导法、碳化硅纤维介导法和显微注射法等；三是种质转化，主要是花粉管通道法和子房注射法。目前，玉米转基因方法主要有农杆菌介导法和基因枪法，此外还有花粉管通道法一Ｊ。

１．１．１

农杆菌介导法土壤农杆菌中的根癌农杆

菌和发根农杆菌均为革兰氏阴性菌，同属根瘤菌科，可以侵染双子叶植物和部分单子叶植物。农杆菌是一种自然的植物基因转化系统，能转移一些相对较

受伤植物产生／——ｏ

图１农杆菌Ｔ．ＤＮＡ转运过程示意图‘１０３

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