2研究现状 植物离体遗传转化研究为植物品种改良奠定了理论基础,同时也提供了技术储备。大豆的离体遗传转化到目前为止已涉及到一些有经济价值的基因转化,如储藏蛋白品质、抗病性、抗虫性等性状的改良等方面。
2.1 大豆储藏蛋白等品质改良
大豆中蛋白质的含量很高,平均41.3% ~ 43%,个别品种达50%以上,可为人们提供优质的植物蛋白。大豆蛋白中大多数氨基酸含量均达到或超过联合国粮农组织标准(FAO标准),但大豆蛋白中
含硫氨基酸(Met、Cys)缺乏,影响蛋白中其它氨基酸的吸收和利用,造成氨基酸的浪费,使大豆营养价值下降。提高大豆含硫氨基酸水平是改进大豆营养品质的有效方法之一。植物基因工程的出现,使人们可以将获得的富硫醇溶蛋白基因导人大豆基因组中,培育出营养价值更高的新品种或新类型。刘兰英等[52]将构建的35S启动子和水稻IOKD富硫醇溶蛋白基因双拷贝的表达载体PBIN-OKEM.利用根瘤农杆菌介导法转化大豆子叶、子叶节,经卡那霉素筛选获得再生植株和种子;对抗性植株的MyrⅡ活性检测,Southern杂交,证明目的基因已整合到大豆基因组中。Westem blotting初步断定,目的基因在大豆细胞中表达,但表达量、表达产物的详细情况需进一步研究。李希臣、雷勃钧等(1994)[53]利用含有早熟血缘的栽培大豆绥农8号为供体,提取其总DNA,通过花粉管通道技木,直接导入推广品种黑农26中获得比黑农26熟期提早10d左右的变异后代。其早熟性状迅速稳定,RAPD分子验证,其外源DNA与其基因组DNA整合,在后代中得到表达和遗传。
2.2 抗病性
利用生物技术进行大豆抗病研究最早始于大豆抗病毒病害的研究。大豆花叶病毒(SMV)是大豆上的一种主要病毒,为害普遍严重,目前缺少有效的防治方法。利用SMV病原基因表达是获得抗病毒性的便利途径,近些年来,人们已相继克隆了SMV CP基因、NIb基因、NIa基因,并构建植物表达载体Psml 24等转化土壤农杆菌。将这些基因通过农杆菌介导法转入大豆、烟草组织,获得转基因的大豆(或烟草)植株,病毒抗性良好。刘德璞等根据现有的大豆对SMV抗性遗传研究基础,提取对SMV I、Ⅱ、Ⅲ株系具良好抗性的早期农家品种FD5114、半野生大豆茶秣食豆、皂角等的总DNA,通过花粉管通道法,导人大豆生产用品种吉林20号、吉林2l号等,获得大豆抗病丰产新品系8703-5、D9103等,对SMV I、Ⅱ、Ⅲ株系都呈抗性。
2.3 抗虫性
苏云金杆菌是一种杀虫性细菌,从中分离、克隆出的Bt毒蛋白基因对鳞翅目的幼虫有害,转入烟草、番茄、水稻等许多植物中获得了转基因植株,生物杀虫结果表现不同程度的抗虫性阻 。徐香玲等(1997)将PKT54B7C5上的B,t,k-δ内毒素蛋白基因用农杆菌介导法导入东北大豆“黑农37”、黑农39等品种,从胚轴和子叶节诱导出丛生芽和再生植株,获得种子。经PCR、DNA分子杂交检测证明外源基因已导人到大豆的基因组中。
3存在问题与发展趋势
3.1 存在问题
尽管农杆菌介导的大豆遗传转化技术日趋成熟,但转化周期长、转化效率低、嵌合体比率高等瓶颈问题仍未彻底解决[54]。因此,优化转化系统,提高转化效率,降低嵌合体比例仍将是农杆菌介导大豆遗传转化技术改进的重要任务。此外,农杆菌介导的植物转基因系统还存在其它一些问题,如载体骨架的整合、农杆菌基因组片段向植物基因组的平移、整合基因的不稳定性等。