生物技術(shù)在油菜育種中的應(yīng)用

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1、生物技術(shù)在油菜育種中的應(yīng)用生物技術(shù)在油菜育種中的應(yīng)用生物技術(shù)在油菜育種中的應(yīng)用[摘要]生物技術(shù)為人們開辟了一條誘人的品種改良新途徑生物技術(shù)與傳統(tǒng)育種手段相結(jié)合將會(huì)加速植物新品種的選育。至今常規(guī)技術(shù)仍然是油菜育種的主要方法，但是生物技術(shù)的迅速發(fā)展為育種提供了新的技術(shù)手段。[關(guān)鍵詞]油菜育種基因工程分子標(biāo)記中圖分類號(hào)：Q94文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002-6908(2007)0520030-01植物育種總是隨著人們對(duì)品種改良工作認(rèn)識(shí)的深入、新興科學(xué)發(fā)展的不斷滲透和新技術(shù)的應(yīng)用而不斷發(fā)展，油菜遺傳育種也不例外。至今常規(guī)技術(shù)仍然是油

2、菜育種的主要方法，但是生物技術(shù)的迅速發(fā)展為育種提供了新的技術(shù)手段。植物育種實(shí)質(zhì)上是對(duì)植物的遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行改良，并培育出適合人們所需的新品種。油菜作為大田農(nóng)作物，主要以油料作物的面目出現(xiàn)，人們旨在收取其菜籽榨油食用，當(dāng)然榨油后的菜籽餅還可用作精飼料。多年來(lái)，油菜生產(chǎn)國(guó)政府和科學(xué)工作者均十分重視油菜的生產(chǎn)和科研工作，把育種技術(shù)從宏觀水平提高到微觀水平以植物組織(細(xì)胞)培養(yǎng)技術(shù)、原生質(zhì)體融合技術(shù)、基因轉(zhuǎn)化技術(shù)為主體的現(xiàn)代生物技術(shù)已成為作物品種改良的前導(dǎo)技術(shù)。一、小孢子培養(yǎng)在油菜育種中的應(yīng)用培養(yǎng)單倍體植株的小孢子的目的是想從中分離A和C

3、基因組，即分離出白菜型油菜或甘藍(lán)，或者創(chuàng)造非整倍體油菜。單倍體植株的花粉母細(xì)胞染色體的減數(shù)分裂行為和單倍體自交、單倍體與單倍體雜交、單倍體與二倍體雜交的結(jié)實(shí)率和子代的染色體數(shù)。用流細(xì)胞儀和同工酶分析了培養(yǎng)的單倍體植株小孢子形成的植株的染色體數(shù)和譜帶特征。結(jié)果是，從培養(yǎng)單倍體植株小孢子產(chǎn)生的苗中沒(méi)出現(xiàn)完全是白菜型油菜或甘藍(lán)的譜帶。這表明，由單倍體植株小孢子培養(yǎng)途徑不能分離出A或C基因組，但是在一些植株中出現(xiàn)酶位點(diǎn)缺失。這說(shuō)明，在單倍體植株的小孢子形成之前染色體發(fā)生了重排，因此培養(yǎng)單倍體植株的小孢子可以獲得非整倍體。二、原生質(zhì)體培

4、養(yǎng)及融合技術(shù)在油菜育種中的應(yīng)用原生質(zhì)體培養(yǎng)及融合技術(shù)植物原生質(zhì)體是指用特殊方法脫去細(xì)胞壁的、裸露的、有生活力的原生質(zhì)團(tuán)。這種裸露細(xì)胞在適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件下，還可以形成細(xì)胞壁，進(jìn)行有絲分裂，形成愈傷組織和誘發(fā)再生植株，因而仍然具有細(xì)胞的全能性。原生質(zhì)體培養(yǎng)就是指以這種裸露細(xì)胞作為外植體所進(jìn)行的離體培養(yǎng)。原生質(zhì)培養(yǎng)的主要目的是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣物種的體細(xì)胞雜交和外源染色體、DNA或細(xì)胞器的導(dǎo)入，以這種生物學(xué)手段對(duì)植物進(jìn)行改良。油菜的原生質(zhì)體融合在70年代開始嘗試，用擬南芥菜和白菜型油菜原生質(zhì)體融合獲得了自然界不存在的屬間體細(xì)胞雜種一擬南芥油菜。

5、Banneret等通過(guò)種間雜交將Ogura在蘿卜中發(fā)現(xiàn)的雄性不育性胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到甘藍(lán)和甘藍(lán)型油菜中。Pelletier等通過(guò)體細(xì)胞融合的方法產(chǎn)生雄性不育的甘藍(lán)型油菜胞質(zhì)雜種，從而得到優(yōu)良的沒(méi)有缺點(diǎn)的雄性不育系。Heyn通過(guò)油菜雄性不育和Raphanobrassica(蘿卜×甘藍(lán)型油菜雜交的雙二倍體)種間雜交，將恢復(fù)基因從蘿卜導(dǎo)入到甘藍(lán)型油菜中，Pelletier等選擇得到了具有改良的最佳胞質(zhì)雜種組胞質(zhì)全恢復(fù)植株，這類種質(zhì)具有一個(gè)顯性恢復(fù)等位的基因，近年來(lái)，通過(guò)不斷改良，蘿卜胞質(zhì)三系已接近生產(chǎn)和利用階段。胡瓊等(丹麥)采用PEG融合

6、方法進(jìn)行了甘藍(lán)型油菜和新疆野生油菜葉肉原生質(zhì)體的融合，并獲得54株融合雜種。胡瓊等還將甘藍(lán)型油菜和諸葛菜的葉肉原生質(zhì)體進(jìn)行融合。其方法，在對(duì)稱融合前用碘乙酰胺處理諸葛菜原生質(zhì)體，阻止沒(méi)有融合的原生質(zhì)體分裂。在非對(duì)稱融合前，用碘乙酰胺處理甘藍(lán)型油菜原生質(zhì)體，用X-射線處理諸葛菜原生質(zhì)體，以剔出它的部分基因組。通過(guò)對(duì)稱融合，獲得130株體細(xì)胞真雜種，但均不育，用甘藍(lán)型油菜回交也不育。通過(guò)非對(duì)稱融合，得到了可育的雜種，也獲得了自交和回交的種子。其主要脂肪酸組分含量接近于甘藍(lán)型油菜親本。三、基因轉(zhuǎn)化技術(shù)在油菜抗病蟲、除草劑和品質(zhì)育種中

7、的應(yīng)用基因工程即重組DNA技術(shù)，或分子克隆。是一種外科手術(shù)式的遺傳操作。它不是通過(guò)一般傳統(tǒng)的有性雜交方法，而是采取類似于工程建設(shè)的方法，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖，借助于實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)，將某種生物的基因或基因組轉(zhuǎn)移到另一種生物中去，使后者定向地獲得新的遺傳性狀，成為新的類型。近年來(lái)，油菜基因工程研究已蓬勃開展⑴抗除草劑：將除草劑耐性引入農(nóng)作物是增加對(duì)除草劑選擇性及完全性的一條新途徑。在油菜基因工程中，對(duì)抗草甘磷的EPSP合成酶突變基因的導(dǎo)入取得成效。草甘磷是一種非選擇性的廣譜除草劑，它是通過(guò)抑制EPSP合成酶的活性而阻斷芳香族氨基酸的合

8、成，最終導(dǎo)致受試植物死亡。⑵抗病蟲：培養(yǎng)抗蟲植物是基因工程的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，不僅對(duì)改良作物具有重要意義，同時(shí)對(duì)種子工業(yè)和農(nóng)業(yè)化學(xué)也有不可低估的影響。在抗蟲方面，主要是通過(guò)克隆編碼。將蘇云金芽孢桿菌即B·T·的毒素蛋白基因(也稱殺蟲晶體蛋白基因)轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中，從而獲得抗蟲