专题综述作物育种信息.docx
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专题综述作物育种信息
作物育种信息
第6期
总第170期2008年6月
主办单位：
四川省农作物育种攻关办公室
四川省科技厅农村科技处
主编：
何勇强
副主编：
郑林用雷波
本期责任编辑：
邱敦莲
编辑出版：
四川省农科院信息所
《作物育种信息》编辑部
地址：
成都市净居寺路20号
邮编：
610066
电话：
（028）84504194
E-mail：
pbding@
要目
●棉花抗旱育种中选择指标和标记的研究现状及分析
●转基因技术在棉花育种上的应用
●采用PCR标记检测小麦背景中不同来源1AL、1RS和1BL、1RS小麦-黑麦易位
●果实成熟期桔橙和柑桔法囊中类胡萝卜素的积累以及类胡萝卜生物合成基因和类胡萝卜素裂解双加氧酶基因的表达
●意大利黑麦草源于EST的CAPS标记图谱
●苹果白粉病抗性基因pl1的图谱及其与NBS-LRR候补抗性基因的遗传关系
●利用石榴果实的某些物理特征进行质量模型模拟
●外源腐胺对Selva草莓果实采后生理的影响
●利用秋水仙碱诱导香水百合二倍体雌配子
目录
【专题综述】
棉花抗旱育种中选择指标和标记的研究现状及分析1
转基因技术在棉花抗病虫育种上的应用3
【前沿科技】
苎麻COMT基因的克隆及序列分析6
采用PCR标记检测小麦背景中不同来源1AL·1RS和1BL·1RS小麦-黑麦易位7
与棉花纤维强度连锁的主效QTL应用于棉花分子标记辅助育种7
抗除草剂转基因玉米育种筛选方法的建立7
苎麻CCoAOMT基因干扰表达载体构建及对烟草的转化8
棉花中两个新的F-box蛋白基因的克隆与表达分析8
意大利黑麦草源于EST的CAPS标记图谱8
在拟南芥菜中苹果的PISTILLATA基因同源物的功能分析8
果实成熟期桔橙和柑桔汁囊中类胡萝卜素的积累以及类胡萝卜素生物合成基因和类胡萝卜素裂解双加氧酶基因的表达9
【技术与方法】
在自然和人工侵染条件下多年生黑麦草冠锈病抗性的QTL分析9
木豆凑紧矮秆株型的遗传10
棉花种内和种间杂种的分子标记杂合性与杂种表现间的关系10
抗苹果黑星病和感苹果黑星病的苹果品种的内在品质参数10
大麦叶锈抗性基因Rph5和Rph7的有效分子标记研究10
在Fujiwaragosho柿树中用减数和非减数分裂花粉粒控制授粉形成了非减数分裂胚囊11
苹果白粉病抗性基因pl1的图谱及其与NBS-LRR候补抗性基因的遗传关系11
低气温保存期短期底温处理可改良作为黄瓜砧木的南瓜插条的生根性状11
在局部根区干燥和不充分灌溉条件下鲜食葡萄藤蔓的水分比率和果实品质12
在苹果根部接种促进植物生长的菌根菌（PGPR）对苹果产量和植株生长以及叶片营养元素含量的影响12
外源腐胺对Selva草莓果实采后生理的影响13
利用简单序列重复和限制性界标基因组扫苗分析桃树芽变品种13
利用秋水仙碱诱导香水百合二倍体雌配子14
嫁接到四种砧木上的Fallglo和Sunburst柑桔的植株生长状况及其产量和果实品质14
萝卜根内部褐化和维生素C作用的品种间差异14
利用石榴果实的某些物理特征进行质量模型模拟15
日本普通小麦冻害耐性变异、Cor/Lea基因表达以及春化需求15
利用蔗糖处理打破木瓜属间杂交障碍15
在氯化钠中离体培养的希蒙得木外植体的矿质营养16
二倍体和三倍体苹果品种正反交衍生实生苗的开花和结果比较16
棉花新型D8胞质雄性不育的细胞质效应研究16
棉花不同叶位主茎叶衰老特征的研究16
Wnafstu棉花雄性不育系遗传类型研究17
新疆棉花精准种植技术系统集成设计17
基于3S技术的棉花面积估测方法研究17
棉花苗期钾营养高效品种筛选17
引进巴基斯坦棉花种质资源筛选及其利用研究18
基于非参数方法的中国棉花产出规模效率时空特征18
新型激活蛋白对棉花纤维品质的影响初探18
漂浮育苗移栽棉花的产量构成及生理特性初探18
【材料与品种】
棉花新品种石大一号19
棉花新品种--瑞杂816（国审棉2007002）19
山农圣杂3号（国审棉2007006）19
特早熟高产优质棉花育种材料的发现与创新20
抗病虫丰产中早熟棉花新品种——衡棉4号21
【科技纵横】
棉花领域的新专利21
专题综述
棉花抗旱育种中选择指标和标记的研究现状及分析
棉花是中国主要经济作物之一，随着水资源的日益匮乏，旱地棉田所占的比重越来越大，棉花的抗旱育种显得尤为重要，抗旱育种中选择可靠的抗旱指标和标记是育种成功的关键，现对棉花抗旱指标和标记的研究现状作以介绍和分析，为棉花的抗旱育种提供参考。
一、棉花抗旱的形态学指标
在棉花抗旱育种中形态学指标和标记采用得最早，至今仍为育种家最先考虑的指标，它是广大育种者在长期育种过程中宝贵经验的积累，具有简单、实用性强的特点。
抗旱品种在形态上表现为种子吸水率高，出苗快，子叶大，发育快，长势旺，茎秆粗壮，叶片腊质层厚，较小而直立，上下表皮气孔数的比例较小，茸毛多，根系发达，主根长，各级侧根数量多且长，总根系长度长。
李永山研究了不同陆地棉品种棉花根系特性与耐旱性的关系。
结果表明：
耐旱型较非耐旱型棉花品种一级侧根数、侧根总长、根系总长度与耐旱性呈显著或极显著正相关。
提出可用单位主根长度一级侧根着生密度作为棉花耐旱性鉴定和选育的指标。
张原根等研究表明：
抗旱材料的单株根重、根苗比、一级侧根数高于不抗旱的材料。
二、棉花抗旱的生理生化指标
1.根系活力根系活力是反映植物吸水能力的重要吸水指标。
张原根等用а-萘胺法测定不同水分处理的根系活力，发现抗旱材料在正常供水的情况下根系活力低于一般品种，但是在干旱条件下抗旱材料根系活力提高，而不抗旱材料根系活力下降。
说明抗旱材料具有在干旱逆境下随土壤水分变化能主动调节根系活力的生理特征。
2.叶水势棉花叶水势是表示植株体内水分状况的一个较精确的指标，叶水势的高低很大程度上反映出植物的受旱状况。
在干旱条件下由于蒸腾作用，棉花叶水势将降低。
张原根研究认为，叶片水势在正常供水和轻度干旱情况下抗旱材料叶片水势较低，这有利于从土壤吸收水分，在严重干旱胁迫条件下抗旱材料比对照叶片水势变幅小，这是因为受干旱胁迫时地下根系活力提高，吸水力增强，和地上部较低蒸腾消耗共同作用的结果。
有利于抗旱材料在干旱环境下保持体内的水分平衡和生理代谢的正常进行。
程林海研究发现，抗旱材料在干旱后复水48h能恢复到正常水平，说明抗旱材料在干旱解除后恢复能力较强。
3.叶片气孔阻力、角质蒸腾速率水分胁迫使叶片气孔阻力增大，蒸腾减少。
张原根在田间受旱条件下初花期测定，抗旱材料表现为叶片气孔阻力大。
当严重水分胁迫时气孔将关闭，这时水分主要通过角质蒸腾散失，气孔关闭是作物调节水分蒸散的重要方式。
胡萍对抗旱性不同的品种进行测定，发现抗旱品种的角质蒸腾速率较低。
说明抗旱材料抵御干旱的途径是加大叶片气孔阻力，降低叶片蒸腾速率，有效的减少体内水分丢失，保持较低的叶片水分亏缺，使植株有较好的水分状况。
4.细胞膜透性细胞膜透性与植物的抗逆性有密切的关系。
在水分胁迫环境下，因细胞内缺水而导致细胞内的离子被动外渗，细胞膜透性增大，稳定性降低，植物细胞释放电解质的变化，反映了原生质液体渗透性的破坏，是抗脱水的指标。
张根源等对不同品种在干旱条件下和复水处理后进行测定，发现无论干旱处理还是复水，抗旱材料细胞膜的透性比不抗旱材料增幅小，说明抗旱材料的原生质和质膜对干旱脱水有较强的忍耐性，这对于保证棉株体内生理代谢的稳定性具有重要的作用，是棉花抗旱的重要生理指标。
程林海对不同品种不同生育时期进行了干旱处理。
5.硝酸还原酶硝酸还原酶是作物在氮代谢过程中的一个关键酶，在干旱条件下受植株体内水分影响很大，它的活性大小直接影响土壤中无机氮的利用率。
耐旱品种在干旱条件下硝酸还原酶活性下降幅度小。
6.光合作用作物的光合作用对水分胁迫十分敏感，水分胁迫导致植物光合作用下降是干旱条件下作物减产的一个重要原因。
Ackerson等人（1987）及McMichael和Hesketh（1982）发现棉花光合速率与叶片水势密切相关。
J.E.Ephrath等人发现在低光照下叶片水势与光合作用呈线性关系，在高光照下则呈指数关系。
耐旱品种在水分胁迫环境下，能保持较高的叶片水势，从而保证了光合作用的顺利进行，有利于干物质的生产和积累。
7．脯氨酸干旱条件下棉花积累脯氨酸是一种普遍现象，且品种间存在差异，在相同的干旱胁迫条件下游离的脯氨酸的含量能反映出品种抗旱遗传上的差异。
程林海认为，正常供水条件下，品种间脯氨酸积累差异不大，在干旱条件下，脯氨酸的积累抗旱品种比不抗旱品种幅度大，可作为评价抗旱性的参考指标。
棉花抗旱的生理生化指标研究较多，为棉花抗旱育种提供了大量的参考指标。
需要指出的是，水分胁迫对棉花生理生化的影响是个复杂的过程。
不同品种、同一品种不同生育时期均存在差异，一般在初花至花铃期棉株对水分缺乏最敏感，对棉花品种进行抗旱筛选鉴定时应掌握适宜的生长时期。
另外，生理生化指标应与田间试验相结合，以提高抗旱品种筛选的效率和准确性。
实验室分析结果不能完全等同于大田植株的实际生长情况，部分指标有较大的差异。
如生长箱内检测:
叶水势接近216b时气孔关闭，而在田间情况下，叶水势下降到230b时气孔仍未关闭。
不同材料、不同试验中某些标的变化不尽相同，因此，要用多个指标相结合才能较准确地进行评价。
三、棉花抗旱的分子标记
在棉花的抗旱育种方面，由于抗旱性是受多基因控制的数量性状易受环境的影响，传统的单独以产量为主，并利用形态指标和标记以及间接的生理生化标记进行选择的育种方法往往周期长，效率低。
近年来，数量遗传学和现代生物技术的发展为作物育种赋予了新的活力，借助DNA分子标记和QTL作图，复杂的数量性状可剖分为若干离散的孟德尔因子所决定的组分，进而确定其在染色体上的位置及其与其他基因的关系。
在早世代进行分子标记，利用与目标性状紧密连锁的分子标记可在生育早期阶段进行选择，从而大大提高育种效率，加快育种进程。
棉花重要性状相关基因的分子标记定位研究取得了很大进展，已经对产量、品质、抗病性等重要性状进行了QTL定位。
抗旱的分子标记也在进行中，但这方面的报道较少。
秦利对棉花离体叶片自然失水6h后的叶片失水能力进行了QTL检测分析，在染色体16连锁群上在F2∶3群体检测到了控制叶片失水力的QTL位点。
棉花抗旱育种的目标是在干旱条件下选育出具有较高的产量潜力品种。
所以棉花的抗旱育种须在高产潜力的基础上进行，目的是要达到高产和抗旱的结合。
抗旱性是受多基因控制的数量性状，易受环境的影响，棉花的抗旱机制由于品种间差异和生育时期的不同，表现也各异。
这就造成了抗旱育种性状遗传标记和选择指标的形形色色、多种多样以及使用上的不一致。
单纯使用一两个指标很难决选，须结合田间产量使用多个指标进行综合评判。
常规的抗旱选择比较费时费力，效率低。
随着生物技术的进一步发展，棉花遗传图谱饱和度日益增强，对于多基因控制的数量性状将从全基因组水平上对QTL展开研究，充分发掘信息，选择最佳组合进行标记辅助选择。
传统的抗旱育种选择方法和分子标记辅助选择相结合必将促进棉花抗旱育种的发展。
（刘丽英等河北省农林科学院旱作农业研究所）
转基因技术在棉花抗病虫育种上的应用
常规杂交育种技术在提高棉花产量、抗病和纤维品质等方面取得了一些进展,并获得了可观的经济效益,但由于棉花产量与品质之间为遗传负相关,单纯依靠常规育种技术在较短时间内大幅度同步改良棉花纤维品质与产量相当困难。
基因工程的发展为打破这类不良连锁提供了机遇,它可以有目的、有计划地向棉花引入优良性状而无需改变它原有的其它特性,使棉花品种改良具有定向性和预见性,从而实现品质与产量同步改良。
通过转基因技术将外源基因导入棉花是增强其抗虫、抗病能力,提高棉花产量和改良纤维品质的有效手段。
自从1987年Umbeck等首次报道了利用农杆菌介导法将nptII基因和CAT基因导入陆地棉品种珂字12-310中以来,棉花基因工程研究进展迅速,并取得了一系列重要研究成果。
其中以抗虫和抗除草剂为主要目标的转基因棉花已经在生产上大面积推广和应用,并取得了显著的经济效益和社会效益。
结合本实验室的研究工作,对国内外棉花转基因方面的研究现状进行了介绍,并对今后的研究和应用前景进行了讨论。
一、抗虫基因工程
目前应用于棉花的抗虫基因主要有苏云金芽孢杆菌的内毒素蛋白（Bt基因）、从植物中分离的昆虫蛋白酶抑制剂（PI基因）和植物凝集素基因（lectin）。
1.转苏云金芽孢杆菌的内毒素蛋白基因
Bt基因是抗虫棉中研究最多、进展最快、应用最广泛的一类基因,它对鳞翅目昆虫有专一杀伤作用。
Bt基因的种类很多,但获得转基因抗虫棉的Bt基因仅有Cry1A（b）、Cry1A（c）、Cry1A等少数几种。
1990年,Monsanto公司的Perlak等将未加改造的Bt基因导入棉花,但因获得的转基因植株杀虫晶体蛋白表达量太低,抗虫效果不明显。
他们将Bt基因改造后导入棉花,发现杀虫晶体蛋白在棉花中的表达量提高了50～100倍,占可溶性蛋白的0.05%～0.1%。
田间试验也表明转基因株系对棉铃虫、红铃虫等鳞翅目害虫有较强的抗性,抗棉铃虫能力达70%～76%,且皮棉的产量高于对照。
此后,谢道昕等将B.t.aizawai7-29和B.t.kurstakiHD-1的杀虫基因分别导入我国陆地棉品种中,分子检测表明杀虫基因已经整合到棉花基因组中并得到了表达,这是我国首次报道的转杀虫基因的棉花植株,为获得抗棉（红）铃虫的优良品种资源和发展棉花基因工程抗虫育种的新途径提供了科学基础。
1998年,倪万潮等将人工合成的Cry1A杀虫基因导入棉花,获得了高抗棉铃虫的转基因植株,使我国成为第2个独立成功研究转基因抗虫棉并拥有自主知识产权的国家,为我国转基因抗虫棉的应用奠定了基础。
Bt抗虫棉对棉铃虫、红铃虫、玉米螟等害虫有较高的抗性,在减少农药施用、降低生产成本、减轻劳力投入以及增加农民收入等方面都起到显著的作用。
转Bt基因抗虫棉的成功研制与大面积推广和应用,促进了高科技生产商品化趋势,降低了棉农和政府的投资风险,取得了显著的生态、社会和经济效益。
2.蛋白酶抑制剂基因的转化蛋白酶抑制剂（PI）是自然界最为丰富的蛋白之一,是一种天然的杀虫物质,与Bt基因相比,由于其具有抗虫谱广，安全性高和害虫不易产生抗性等优点而广泛用于抗虫基因工程。
目前应用于棉花的PI基因主要是豇豆胰蛋白酶抑制剂（CpTi基因）和慈菇蛋白质酶抑制剂（API基因）。
李燕娥等和陈宛新等分别将CpTi基因和修饰过的CpTi基因导入棉花,获得的转基因植株后代对抗棉铃虫具有明显的抗性。
API对多种蛋白酶具有抑制活性,其抗虫能力优于CpTi基因。
Thomas等将API基因导入棉花,获得了表达API基因的抗虫棉,用转基因棉花叶片饲喂白粉虱能降低成虫的羽化率。
转蛋白酶抑制剂基因棉花的获得,使棉花的抗虫范围和抗虫能力有了新的扩展。
但由于PI基因往往需要大量表达才能产生明显的抗虫效果,因而转PI基因棉还没有在生产中得到推广和应用。
3.转双价抗虫基因Bt杀虫蛋白和PI具有协同增强作用,将二者同时转入棉花中,可成倍提高抗虫效果。
1999年,郭三堆等将人工合成的GFMCry1A和经过修饰的CpTi高效双价杀虫基因导入陆地棉品种,首次获得了双价转基因抗虫棉株系。
抗虫鉴定表明,抗性好的株系棉铃虫幼虫校正死亡率大于96%。
而郭洪年等将Cry1Ac+API-B基因导入棉花,获得了抗棉铃虫90.0%～99.7%且农艺性状优良的9个双价抗虫棉纯合品系。
活性Cry1Ac和API-B蛋白在转基因抗虫棉株系中的表达量分别约占总可溶性蛋白的0.17%和0.09%,且双抗纯合系植株的抗虫性明显高于仅转Bt基因的。
蝎毒是一种富含生物活性的多肽物质,其中有一类神经毒素专一作用于昆虫而对哺乳动物无害或毒性很小。
将东亚钳蝎昆虫特异性神经毒素基因BmKITS与几丁质酶基因构建成双价抗虫基因导入棉花后,获得的转基因棉花具有抗虫特性。
我国转双价抗虫棉棉花的研究已开展多年,并获得双价转基因棉花。
试验表明,双价抗虫转基因棉抗虫效果显著,现已开始大面积试种示范。
转双价抗虫棉的研制成功,对减少农药施用,保护人类赖以生存的环境,实现农业可持续发展,将产生巨大而深远的影响。
4.植物凝集素基因的转化棉蚜是棉花的另一个主要害虫,随着抗棉铃虫转基因棉花的普遍种植,棉蚜的危害逐渐加重。
因此,利用转基因技术获得抗蚜棉花品种已成为棉花抗虫育种的新课题。
植物凝集素是一类具有特异糖结合的活性蛋白,有些具有抗虫性,特别是对蚜虫等同翅目害虫有极强的抗杀作用。
将来源于小麦胚芽凝集素基因导入陆地棉后,转基因T2代能显著抑制棉铃幼虫和棉蚜的生长发育；而将Bt+GNA双价基因导入棉花后,获得的转基因株系对棉铃虫和棉蚜有较好的抑制效果。
菊芋凝集素基因对棉蚜也具有一定的抗性,用菊芋凝集素HTA基因和尾穗苋凝集素ACA基因转化棉花,获得的转化植株对蚜虫有明显抗性。
目前,国内外的研究者已开始这方面的工作,并获得了转基因植株,可望在不久的将来培育出抗蚜棉花新品种。
二、抗病基因工程
棉花病害严重,尤其是黄萎病和枯萎病两种土传真菌性病害,根治非常困难,是棉花生产的主要障碍。
目前,应用在棉花抗病基因工程中的基因主要有几丁质酶（Chi）、β-1,3-葡聚糖酶Glu）、葡萄糖氧化酶（GO）等外源抗病基因。
1.几丁质酶基因和β-1,3-葡聚糖酶基因
几丁质酶（Chi）和β-1,3-葡聚糖酶（Glu）是植物防御体系中的两种防卫因子,两者之间存在协同增效作用。
为了提高棉花的抗枯黄萎病的能力,刘桂珍等和程红梅等先后将构建的Chi和Glu嵌合双价基因导入棉花,已选出对枯黄萎病抗性提高的转基因棉花株系。
吴家和等将维管束特异启动子启动的Chi和CaMV35S启动的Glu嵌合基因导入陆地棉品种,获得3个高抗黄萎病的转基因纯合系。
2.葡萄糖氧化酶基因的应用葡萄糖氧化酶（GO）用于防治土传性病害的主要机制是通过该酶催化β-D2葡萄糖氧化成葡萄糖酸和H2O2。
生成的H2O2可直接诱发植物的抗病反应或作为抗菌剂,也可以作为第二信使诱导植株系统抗性的形成。
将GO基因导入棉花后,转基因株系对抗黄萎病的抗性明显提高；而刘慧君等将GO基因导入感病品种新陆早7号,获得的转GO基因棉对立枯病和枯萎病等苗期病害,以及炭疽病、黑果病、疫病等铃期病害的抗性有明显提高,并且转GO基因棉株型变矮、果柄变长、单株成铃数多和纤维品质明显提高等农艺性状变化。
这表明GO基因是一种具有良好应用前景的广谱性基因,对棉花黄萎病育种有着非常重要的意义。
三、纤维品质改良基因工程
1.增加纤维强度和长度在棉花纤维中表达Endoxyoglucan转移酶、过氧化氢酶和过氧化物酶基因,可以提高棉花纤维初生壁的交联度和棉花纤维的强度,同时也可提高纤维的长度和整齐度,并且转基因棉花纤维品质明显优于对照。
Richter将编码Val-Pro-Gly重复单元的蛋白聚体基因（PBPs）导入棉花中,获得的转基因棉纤维细胞特异表达出PBPs蛋白,转基因棉纤维的弹性和比强度得到改善。
May和Wofford将一种纤维改良基因和GUS报告基因导入陆地棉品种DP50中,对转基因后代的检测结果表明,大多数GUS阳性株的棉纤维比强度比非转基因对照增加30%～70%。
动物毛发由角蛋白组成,利用转基因技术将动物角质蛋白基因导入棉花,是培育优良纤维棉花品种的一种快速高效的方法。
1999年,上海世华植物基因工程有限公司与中国科学院上海植物生理研究所合作,将兔毛角蛋白基因导入棉花,成功获得转兔毛角蛋白基因棉,这标志着我国利用基因工程改良棉纤维获得了创新性的突破。
张震林等将棉纤维特异表达启动子E6驱动的蚕丝芯蛋白基因导入陆地棉中,发现转基因棉T1和T2代的纤维比强度分别比对照提高了21%和23.3%。
随后,他们又将E6启动子驱动的兔角蛋白基因导入陆地棉中,转基因棉的比强度有较大幅度提高,平均比对照提高6.3cN·tex-1。
而赵丽芬等将兔毛角蛋白基因导入到sGK321双价抗虫棉中,与对照相比,转化后代纤维长度增加3.3mm,整齐度增加2.1%,比强度提高6.0cN·tex-1,其它指标也都有不同程度的提高,为选育超优质纤维棉花新品种打下基础。
革兰氏阴性菌木醋杆菌合成一种由纤维素微纤丝组成的胞外带状物,与高等植物纤维素相比,它具有独特的结构和机械性能。
将纤维素合成操纵子acsA和acsB基因导入棕色棉,转基因棉花纤维的比强度和长度比对照高15%,纤维素的含量比对照高7.06%,而细度比对照低11.76%。
有“生物钢”之美誉的蜘蛛牵引丝是由蜘蛛主壶腹腺产生的一种蛋白质纤维,它将高抗张强度和高弹性奇妙地结合于一身,是自然界力学性能最优良的天然蛋白质纤维。
本实验室按照棉花密码子偏爱性规律,合成了3个牵引丝蛋白基因,分别构建了棉纤维特异启动子E6调控的蛛丝蛋白基因表达盒,用农杆菌介导法已成功导入了陆地棉冀棉14中,目前正在进行转基因棉花纤维品质测定。
转动物角质蛋白、蚕丝芯蛋白、兔角蛋白和蛛丝蛋白等基因棉的获得不仅为棉花纤维品质的基因工程改良奠定了理论基础，还为棉花纤维品质育种提供新的材料,具有重要的理论和实践意义。
2.增强纤维的保暖性聚-β-羟基丁酸（PHAs）是一种脂肪族热塑聚酯,具有热塑性好、可被微生物完全降解的特性,被认为是最好的无污染性塑料原料。
1996年,John和Keller将纤维特异启动子E6驱动的phaB基因（乙酰CoA还原酶基因）和phaC基因（PHA合成酶基因）导入陆地棉中,phaB和phaC基因在棉花纤维中特异表达,在棉花纤维中积累聚羟基丁酸,改善了棉花纤维的保暖性能。
热学性质分析表明,转基因纤维的吸收热率比对照纤维高11.6%,导电性比对照低6.7%,而隔热性因PHB基因的存在而明显提高。
同年,Rinehart等也获得了表达PHB基因的棉花转基因植株。
这些研究显示转PHB基因棉纤维在制作地毯和冬衣方面潜力很大,同时向世人展示了利用转基因技术改良棉纤维品质的良好前景。
3.改变纤维颜色的重组棉花转基因彩色棉的出现可以免去漂白、染色等过程,既对人体健康有利,也减轻了纺织过程的环境污染,并不同程度地满足了人们对彩色棉的需求,具有广阔的开发利用前景。
有色纤维性状受不完全显性单基因的控制,目前还没有克隆出棉花自身调控颜色的基因,棉花纤维颜色的改良主要依赖棉花以外的外源基因。
1987年,Calgene公司将番茄胚珠特异表达启动子pZ调控的合成黑色素melanin基因导入到棉花中,获得了产生深褐色或黑色纤维的转基因棉花。
McBride等将纤维特异启动子调控的抗生链霉素菌TyrA和ORF438基因导入棉花基因组中,获得了色泽深度不同的棉花纤维。
同样,他们将来源于大肠杆菌的Tna和来源于红球菌的Pig基因导入棉花中,获得了浅蓝色棉纤维。
四、存在的问题和建议
尽管转基因棉花育种已取得很大的成就,但仍存在着一些问题。
主要表现在:
1）周期长。
棉花再生植株的获得需要经过愈伤组织的诱导和增殖、胚状体的发生、胚的萌发和生根成苗等复杂阶段,而且每一阶段都需要特定的条件；转化植株经检测确定后,还需要进行大田试验和有用性状的遗传性鉴定才能推广和生产,这需要很长时间。
2）转化效率低。
基因型是影响农杆菌转化率的一个重要因素,由于受基因型限制再加上外源基因的导入降低了棉花愈伤组织的诱导率和
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