基因枪介导抗逆相关基因转化小麦的研究

陈佳琦 董礼 樊悦

摘   要：目前，植物结构培养技术、DNA体外重组等技术已经被应用于农作物育种。破生殖隔离这项转基因技术可以利用基因库创建新的条件，同时还能提供新的创造变异技术门径。基于此，分析并研究相关技术，以期为广大研究者提供参考借鉴。

关键词：基因枪;抗逆性;基因转化;小麦

目前小麦的转化方法丰富多样，但小麦的转化效率并不乐观，现阶段基因枪法以及农杆菌介导法是小麦遗传转化运用最普遍的技术方法，其使用率分别是68.8%、15.9%。还有一个是花粉管通道法，其方法占有比例是15.3%[1]。基因枪法的受体比较宽阔，尤其是粒子射出的速度和射入受体细胞的深度，该项操作使得工作人员可以精确对其进行控制，由此可知基因枪法在小麦的遗传转化中作用是非常大的。

1   基因枪法的介绍

世界第1例转基因小麦是在1992年Vasil和他的伙伴利用基因枪法得到的。 Vasil与其伙伴又对Pavon、Bobwhite、RH770019 3个不同品种的胚（该胚还处在幼嫩阶段）以及愈伤组织为外植体，用基因枪法成功获得了转基因株。基因枪的转化效率主要来自受体的自身系统因素和基因枪转化系统的外在因素[2]。

2   基因枪转化的受体体系

以小麦为例，陈梁鸿等人认为幼穗里的愈伤组织状态比较优胜于幼胚里的愈伤组织;而周森平等人的研究里又发现新的要点，其将幼胚盾片作为受体时，植株再生率为 0.5%～2.2%，明显低于将幼胚作为受体的再生率。但是将盾片、幼胚、幼穗作为外植体的时候，又出现新的限制，即受到季节等严苛限制，而且生理期的一致性也没有如期得到保证，采用成熟胚作为外植体时反而能克服上面的限制，相关研究也表明成熟胚同样具有很强的愈伤组织诱导以及再生能力[3]。表1、表2是两组不同浓度的幼胚愈伤组织出愈率以及胚芽率情况。

3   基因枪转化体系主要影响因素

3.1   金属微粒的影响

以2种金属微粒来作DNA包裹的载体，主要是钨粉和金粉。相比之下，金粉颗粒的结构更有形状，而且化学性质比钨粉稳定，吸附力强[4]。所以大多数研究者更愿意用金粉作载体。

3.2   DNA沉淀辅助剂、DNA纯度和浓度的影响

沉淀剂亚精胺可帮助DNA附着在金属微粒表面，但亚精胺对植物细胞有毒害作用，所以许多试验通常把亚精胺浓度适当调整，加入适量的PEG，用此方法制备微弹[5]。除此之外，其还会受到轰击距离、压力以及次数等参数的影响。

4   结论

对于幼胚愈伤组织诱导来说，2 mg/L的2，4-D、0.5 mg/L的ABA、10 mg/L的VB是必须的，而谷氨酰胺作用却不明显。愈伤组织分化过程ZT较KT作用好，ZT使用量以2 mg/L为佳[6]。生根培养基中NAA必不可少，VB2并非必須。转化过程中卡那霉素筛选浓度宜使用15 mg/L，与分化同时进行，为基因枪转化小麦提供了高效的转化体系。

参考文献：

[ 1 ] 郭丽羡.基因枪介导抗逆相关基因转化小麦的研究[D].保定：河北农业大学，2012.

[ 2 ] 周鹏.基因枪介导的小麦转KN2和PYL5基因的研究[D].咸阳：西北农林科技大学，2013.

[ 3 ] 崔志钢.基因枪介导GmDREB3基因和BYDV-GPV-CP基因转化小麦幼胚愈伤组织的研究[D].咸阳：西北农林科技大学，2011.

[ 4 ] 陈红敏，陈明，魏安智，等.抗逆相关基因GmAREB转基因小麦的获得与鉴定[J].植物遗传资源学报，2010（6）：749-754.

[ 5 ] 张霞.玉米转录因子ABP9在转基因植物中的抗逆生理功能分析[D].北京：中国农业科学院， 2003.

[ 6 ] 韦奇勇.基因枪介导的转抗赤霉病相关基因小麦的研究[D].武汉：华中农业大学，2015.

（收稿日期：2019-06-14）