文献综述
- 研究背景：
近年来, 利用基因工程改良技术改良很多杨树品种特性已取得了十分重大的进展，产生了非常丰硕的成果。自1986年第一株转基因杨树产生以来, 研究人员陆续已获得了几十个杨属树种转基因植物。导入的外源基因包括抗虫、抗病、抗除草剂近年来, 利用基因工程技术改良杨树品种特性已取得了可喜进展[1]。自1986年第一株转基因杨树产生以来, 研究人员陆续已获得了几十个杨属树种转基因植物。导入的外源基因包括抗虫、抗病、抗除草剂、耐干旱、耐盐碱，降低木质素含量等各种对提高粮食以及林木产量有着很大帮助与益处的基因，为人类的粮食产量与生活质量提供了很大的推进力。杨树在我国城乡绿化，防护林建设，工业生产等各领域发挥着极其重要的作用，促进杨树的提早开花，提前生殖发育期及相关研究一直是育种家与育种工作者工作的核心。根据各年来的文献和报导，我们有了一个大概的认知：即大部分的转基因杨树都是通过农杆菌介导法的转基因途径获得的。杨树生长速度惊人，产量较高，木纤维长，木质好，而且易于更新，在长江中下游地区以及华中地区栽培广泛，是栽培面积最大，木材产量最高。也是对碳固定量贡献最大的树种之一。近年来由于杨树有着以上的很多优点，因而他被更加广泛地种植到校园，林荫道，花园及公园里，在炎热地夏天为人们送去清凉，然而在春季它的飞絮却会让很多人过敏，也让大众们生活在飘满飞絮地城市里造成鼻炎以及生活上的不便。因为现在大众对于转基因食品都有着一定程度的担忧和焦虑，所以农杆菌介导的瞬时表达对于大众及科学角度来说都是放心和值得信赖的。所以运用农杆菌介导的瞬时表达系统来敲除杨树的开花基因FT基因这个课题是一个值得深入研究的课题。
- 研究现状：
在遗传转化这个大方向内，国内外的各个专家和学者们都在此领域不断地努力着也分别做出了不小的贡献。在双子叶植物方面，烟草，拟南芥已经成了研究基因遗传转化的模式植物，在单子叶植物方面，水稻，小麦的遗传转化系统也在进一步地优化与深入研究中。其中小麦由于是六倍体染色体较多因而转基因体系构建方面的研究进展缓慢，且由于是单子叶因而无法进行农杆菌介导的遗传转化，只能采取基因枪法等昂贵且效率不高的方法。与此同时，水稻由于染色体组少，基因量小，因而使用基因枪法等效果较好。除此之外，草莓，番茄，土豆，百合，杉木等各种各样不同科属的植物也都先后实现了遗传转化。一般来说，双子叶植物的遗传转化难度要低于单子叶植物；草本植物的遗传转化难度要低于木本植物。而木本植物中很具有代表性的一类木本植物便是杨树。南京林业大学的孙伟博团队在2013年发表了一篇《南林895杨rsquo;遗传转化体系的优化》，为木本植物的遗传体系的优化做出了一些创新性的工作[2].他使用了长江中下游流域十分常见的南林895杨作为实验材料，用其叶片在生植株，并使用EHA105作为瞬时表达体系中的使用菌株，为遗传转化体系的优化做了正交设计，并且GUS染色，转基因植株的分子检测以及卡那霉素的抗性筛选等，最终得到菌液浓度过高以及预培养不当将会导致瞬时表达效率降低的结论。另外，王明庥等[3]使用南林895杨的叶肉细胞来制备原生质体，利用杨树原生质体瞬时表达系统来对杨盘二孢菌的效应蛋白进行细胞内的功能筛选。以杨生褐盘二孢菌全基因组测序结果为基础，根据真菌效应因子蛋白结构特征，预测出了106个候选效应因子，并成功克隆了其中的25个，之后利用原生质体再生系统对这25个效应因子进行细胞内筛选，鉴定出四个效应因子蛋白可以抑制杨树转录因子WRKY29启动子的活性。王善平等[4]利用PEG法对GUS基因在几种杨树原生质体中瞬间表达进行研究，筛选出了对PEG最敏感的杨树品种，然后PEG法对细胞的毒害较大且效率不如农杆菌介导法的高，因此在瞬时表达中很少使用。此外，北京林业大学的陈仲，王佳，安新民等[5]对于毛果杨的PtrAP1-2基因启动子进行了克隆以及瞬时表达分析，通过构建植物表达载体以及制备工程菌，最后得出该基因只在烟草的萼片和花瓣中进行特异性表达的结果。[6]
- 目前研究中存在的矛盾与不足：
矛盾：虽然农杆菌介导法对大多数植物很有效，[7]可是它在自然界就不侵染单子叶植物因而单子叶植物的遗传转化进展缓慢。[8]使用农杆菌介导法需要进行大量的预实验，[9]不仅要对外植体进行筛选，还需要对不同的农杆菌菌种进行仔细地挑选，不断优化农杆菌介导的遗传转化体系，[10]并且对不同的宿主植物农杆菌的侵染敏感性不同，因而我们需要不断地探究，摸索出每个植物对应的最优良的遗传转化系统。
不足：在单子叶植物的遗传转化中，农杆菌介导法虽然已经取得了较为有效的进步，但是在单子叶植物遗传转化的主流转基因方法依然被基因枪法所垄断，用植物受伤产生的糖类酚类物质涂抹在单子叶植物外植体上并不能起到根本性的效果[11]。
- 参考文献：
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- 黃霞，黄学林,李哲,等影响根癌农杆菌介导的香蕉基因转化早期的主要因[J]中山大学学报自然科学版, 2002, 41 (5) :68-72.
- 曹友志杨树黑斑病病原一杨生褐盘二孢菌分泌蛋白及效应因子研究[ D].南京:南京林业大学,2012.
- 陈英,谭碧玥,黄敏仁,等,植物天然免疫系统研究进展[J].南京林业大学学报:自然科学版，2012, 36(1):129 - 136.
资料编号：[260323]
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