基因工程改良花色研究的可行性与必要性

耿晓娜　王天珊

摘 要：该文通过对花色的影响因素的简要分析，提出了利用基因工程改良或是改变花色的可行性；并通过对基因工程改良花色背景的研究，指出了其必要性。

关键词：基因工程 花色 改良

中图分类号：Q789 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0020-01

观赏植物的重要性状之一是花色， 其优劣直接影响植物的观赏价值和商业价值，特别是近期随着市场经济的发展，那些有着新奇花色的植物有着很广阔的市场前景。

改良、改变花色或是创造新花色的方法很多，但相比较来说利用基因工程技术来改良观赏植物花色的前景更为广泛，主要是因为利用植物基因工程改良花色可以弥补传统的育种技术缺陷，培育出具有新奇花色的植物，为各生物工程公司创造出不菲的经济效益，同时又可以点缀人类的生活，是近期基因表达、调控和互作方面研究的热点课题。决定花色的物质主要包括三大类：类胡萝卜素、生物碱、类黄酮类色素，其中，类胡萝卜素可产生黄色；生物碱可产生红色、紫色、黄色[1]；而类黄酮类色素所产生的颜色范围最广，可产生浅黄至深黄、深红到红紫的全部颜色，因此对其所包含的花色素的研究也较多，花色苷则是其中研究较为深入的一种。目前，植物花色苷代谢途径方面的研究已比较成熟，影响其代谢的基因主要分为两类：结构基因和调节基因，前者直接编码参与花色苷代谢的酶类，而后者控制前者的表达强度和程式。

利用控制花色苷代谢的结构基因和调节基因改良花色具有广阔的发展前景，自然界花卉的颜色种类繁多，但是一些重要的花卉缺乏新奇的颜色，如仙客来、非洲紫罗兰等缺乏黄色；菊花、郁金香等缺乏蓝色或紫色，而利用基因工程改良花色克服了传统育种技术时间长、性状不稳定等缺点，为植物花色的研究带来新的方法和途径，它可以通过导入控制某些性状的基因而扩大其基因库，从而定向修饰观赏植物的某个性状而不改变其原有的性状。因此可在维持植物原有的性状的基础上，改变其花色，甚至培育该品种所没有的新奇花色，在短时期内培育出稳定遗传的新品种。绝大多数双子叶观赏植物的组织培养体系已很成熟，且遗传转化也相对的较容易。较其他作物的基因工程来说观赏植物的花色基因工程效果明显可见，遗传操作简易、检测方便，且在安全方面的考虑也比可食性作物要少，因此观赏植物的花色基因工程有着巨大的经济效益。

发达国家已在观赏植物的花色基因工程上开展了大量的基础和应用研究，并取得了有效的成绩，具备明显的竞争优势，见表1。

此外，1992年， Sandory公司分别与Calgenene Pacific公司和Calgenene Pacific公司合作，采用基因工程的方法成功培育出紫、蓝色矮牵牛，2004年Sandory公司成功培育出蓝色玫瑰。

我国在观赏植物基因工程上也开展了一定工作，先后从拟南芥、矮牵牛、玉米和金鱼草等多种植物中克隆出了部分和花色有关的结构基因和调节基因，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、R、Sn、Lc、Del、B、C1、Pl、P等[3]，并在花色基因工程的研究上也取得了一定的进展（表2）。

虽然我国在花色基因工程研究方面虽已取得很大的进步，但仍与发达国家在相关方面的研究相差较远，因此我们必须从诸如建立转化受体系统、分离结构基因、摸索转化方法、研究基因对性状的控制等基础工作做起，逐渐深入开展我国的观赏植物的花色及其它各种性状的基因工程研究。一旦研究成果成功应用于实践，对发展和振兴我国花卉业无疑具有重大意义，将大大丰富人们的生活并具有巨大的经济效益。

参考文献

[1] 廉利，车代弟，李静，等.花色基因工程研究进展[J].北方园艺，2004（4）：8-9.

[2] 苏焕然，张丹，汪清胤，等.花卉基因工程研究进展[J].北方园艺，1996（4）：26-28.

[3] 赵云鹏，陈发棣，郭维明.观赏植物花色基因工程研究进展[J].植物学通报，2003，20（1）：51-58.endprint

摘 要：该文通过对花色的影响因素的简要分析，提出了利用基因工程改良或是改变花色的可行性；并通过对基因工程改良花色背景的研究，指出了其必要性。

关键词：基因工程 花色 改良

中图分类号：Q789 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0020-01

观赏植物的重要性状之一是花色， 其优劣直接影响植物的观赏价值和商业价值，特别是近期随着市场经济的发展，那些有着新奇花色的植物有着很广阔的市场前景。

改良、改变花色或是创造新花色的方法很多，但相比较来说利用基因工程技术来改良观赏植物花色的前景更为广泛，主要是因为利用植物基因工程改良花色可以弥补传统的育种技术缺陷，培育出具有新奇花色的植物，为各生物工程公司创造出不菲的经济效益，同时又可以点缀人类的生活，是近期基因表达、调控和互作方面研究的热点课题。决定花色的物质主要包括三大类：类胡萝卜素、生物碱、类黄酮类色素，其中，类胡萝卜素可产生黄色；生物碱可产生红色、紫色、黄色[1]；而类黄酮类色素所产生的颜色范围最广，可产生浅黄至深黄、深红到红紫的全部颜色，因此对其所包含的花色素的研究也较多，花色苷则是其中研究较为深入的一种。目前，植物花色苷代谢途径方面的研究已比较成熟，影响其代谢的基因主要分为两类：结构基因和调节基因，前者直接编码参与花色苷代谢的酶类，而后者控制前者的表达强度和程式。

利用控制花色苷代谢的结构基因和调节基因改良花色具有广阔的发展前景，自然界花卉的颜色种类繁多，但是一些重要的花卉缺乏新奇的颜色，如仙客来、非洲紫罗兰等缺乏黄色；菊花、郁金香等缺乏蓝色或紫色，而利用基因工程改良花色克服了传统育种技术时间长、性状不稳定等缺点，为植物花色的研究带来新的方法和途径，它可以通过导入控制某些性状的基因而扩大其基因库，从而定向修饰观赏植物的某个性状而不改变其原有的性状。因此可在维持植物原有的性状的基础上，改变其花色，甚至培育该品种所没有的新奇花色，在短时期内培育出稳定遗传的新品种。绝大多数双子叶观赏植物的组织培养体系已很成熟，且遗传转化也相对的较容易。较其他作物的基因工程来说观赏植物的花色基因工程效果明显可见，遗传操作简易、检测方便，且在安全方面的考虑也比可食性作物要少，因此观赏植物的花色基因工程有着巨大的经济效益。

发达国家已在观赏植物的花色基因工程上开展了大量的基础和应用研究，并取得了有效的成绩，具备明显的竞争优势，见表1。

此外，1992年， Sandory公司分别与Calgenene Pacific公司和Calgenene Pacific公司合作，采用基因工程的方法成功培育出紫、蓝色矮牵牛，2004年Sandory公司成功培育出蓝色玫瑰。

我国在观赏植物基因工程上也开展了一定工作，先后从拟南芥、矮牵牛、玉米和金鱼草等多种植物中克隆出了部分和花色有关的结构基因和调节基因，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、R、Sn、Lc、Del、B、C1、Pl、P等[3]，并在花色基因工程的研究上也取得了一定的进展（表2）。

虽然我国在花色基因工程研究方面虽已取得很大的进步，但仍与发达国家在相关方面的研究相差较远，因此我们必须从诸如建立转化受体系统、分离结构基因、摸索转化方法、研究基因对性状的控制等基础工作做起，逐渐深入开展我国的观赏植物的花色及其它各种性状的基因工程研究。一旦研究成果成功应用于实践，对发展和振兴我国花卉业无疑具有重大意义，将大大丰富人们的生活并具有巨大的经济效益。

参考文献

[1] 廉利，车代弟，李静，等.花色基因工程研究进展[J].北方园艺，2004（4）：8-9.

[2] 苏焕然，张丹，汪清胤，等.花卉基因工程研究进展[J].北方园艺，1996（4）：26-28.

[3] 赵云鹏，陈发棣，郭维明.观赏植物花色基因工程研究进展[J].植物学通报，2003，20（1）：51-58.endprint

摘 要：该文通过对花色的影响因素的简要分析，提出了利用基因工程改良或是改变花色的可行性；并通过对基因工程改良花色背景的研究，指出了其必要性。

关键词：基因工程 花色 改良

中图分类号：Q789 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0020-01

观赏植物的重要性状之一是花色， 其优劣直接影响植物的观赏价值和商业价值，特别是近期随着市场经济的发展，那些有着新奇花色的植物有着很广阔的市场前景。

改良、改变花色或是创造新花色的方法很多，但相比较来说利用基因工程技术来改良观赏植物花色的前景更为广泛，主要是因为利用植物基因工程改良花色可以弥补传统的育种技术缺陷，培育出具有新奇花色的植物，为各生物工程公司创造出不菲的经济效益，同时又可以点缀人类的生活，是近期基因表达、调控和互作方面研究的热点课题。决定花色的物质主要包括三大类：类胡萝卜素、生物碱、类黄酮类色素，其中，类胡萝卜素可产生黄色；生物碱可产生红色、紫色、黄色[1]；而类黄酮类色素所产生的颜色范围最广，可产生浅黄至深黄、深红到红紫的全部颜色，因此对其所包含的花色素的研究也较多，花色苷则是其中研究较为深入的一种。目前，植物花色苷代谢途径方面的研究已比较成熟，影响其代谢的基因主要分为两类：结构基因和调节基因，前者直接编码参与花色苷代谢的酶类，而后者控制前者的表达强度和程式。

利用控制花色苷代谢的结构基因和调节基因改良花色具有广阔的发展前景，自然界花卉的颜色种类繁多，但是一些重要的花卉缺乏新奇的颜色，如仙客来、非洲紫罗兰等缺乏黄色；菊花、郁金香等缺乏蓝色或紫色，而利用基因工程改良花色克服了传统育种技术时间长、性状不稳定等缺点，为植物花色的研究带来新的方法和途径，它可以通过导入控制某些性状的基因而扩大其基因库，从而定向修饰观赏植物的某个性状而不改变其原有的性状。因此可在维持植物原有的性状的基础上，改变其花色，甚至培育该品种所没有的新奇花色，在短时期内培育出稳定遗传的新品种。绝大多数双子叶观赏植物的组织培养体系已很成熟，且遗传转化也相对的较容易。较其他作物的基因工程来说观赏植物的花色基因工程效果明显可见，遗传操作简易、检测方便，且在安全方面的考虑也比可食性作物要少，因此观赏植物的花色基因工程有着巨大的经济效益。

发达国家已在观赏植物的花色基因工程上开展了大量的基础和应用研究，并取得了有效的成绩，具备明显的竞争优势，见表1。

此外，1992年， Sandory公司分别与Calgenene Pacific公司和Calgenene Pacific公司合作，采用基因工程的方法成功培育出紫、蓝色矮牵牛，2004年Sandory公司成功培育出蓝色玫瑰。

我国在观赏植物基因工程上也开展了一定工作，先后从拟南芥、矮牵牛、玉米和金鱼草等多种植物中克隆出了部分和花色有关的结构基因和调节基因，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、R、Sn、Lc、Del、B、C1、Pl、P等[3]，并在花色基因工程的研究上也取得了一定的进展（表2）。

虽然我国在花色基因工程研究方面虽已取得很大的进步，但仍与发达国家在相关方面的研究相差较远，因此我们必须从诸如建立转化受体系统、分离结构基因、摸索转化方法、研究基因对性状的控制等基础工作做起，逐渐深入开展我国的观赏植物的花色及其它各种性状的基因工程研究。一旦研究成果成功应用于实践，对发展和振兴我国花卉业无疑具有重大意义，将大大丰富人们的生活并具有巨大的经济效益。

参考文献

[1] 廉利，车代弟，李静，等.花色基因工程研究进展[J].北方园艺，2004（4）：8-9.

[2] 苏焕然，张丹，汪清胤，等.花卉基因工程研究进展[J].北方园艺，1996（4）：26-28.

[3] 赵云鹏，陈发棣，郭维明.观赏植物花色基因工程研究进展[J].植物学通报，2003，20（1）：51-58.endprint