轉基因香蕉

轉基因香蕉

香蕉作為世界重要水果之一,長期以來深受各種病蟲、霜凍和颱風等的危害,嚴重地制約其產業發展。而解決香蕉目前生產障礙的根本措施是培育高產、優質且具有高度抗性的新品種。隨著一些生物技術的日趨完善,如基因工程 、突變育種、分子標記等,為培育香蕉優良品種開闢了新的途徑·

基本信息

介紹

轉基因香蕉 轉基因香蕉
目前,香蕉的轉基因研究主要集中於提高抗病性和可食疫苗上。最近,比利時科學家在前人的研究基礎上,已將編碼抗Mycosphaerella fijiensis(香蕉最嚴重的真菌病害)的基因整合到香蕉的基因組中,預計不久即可育成首例抗病轉基因香蕉品系(Moffat,1999)。
在可食疫苗研究方面,開始的目的植物是馬鈴薯和菸草,這主要是由於這兩種茄科植物已有較為成熟的轉基因體系。但菸草中表達的抗原必須經提煉後才能使用,馬鈴薯塊莖必須煮熟才能食用。無論是提煉還是煮烤,都會破壞抗原。因此,它們不是理想的可食疫苗的目的植物。可鮮食的水果和蔬菜是理想的目的植物,其中香蕉是首選目標,因為它不但是嬰幼兒喜歡的水果,而且還是許多開發中國家的主食。目前,位於紐約的Boyce Thompson植物研究所正致力於利用香蕉生產腹瀉和Nowalk病毒病疫苗的研究。

香蕉兩大殺手

目前對香蕉威脅最大的是“蕉葉黑斑病”,是由“黑斑型尾孢菌”引起的。自從20世紀80年代中期這種真菌在宏都拉斯被發現之後,就在世界範圍內蔓延開來,不僅在非洲和拉美地區肆虐,亞洲和澳大利亞也沒能倖免其害。這種病不僅會使香蕉樹的產量下降,還使產蕉期由30年劇減到兩三年。受此病影響,世界第二大香蕉產地烏干達去年香蕉產量銳減40%,第四大產地巴西今年更可能減產七成,亞洲地區也在它的虎視眈眈之下。不僅如此,“黑斑型尾孢菌”的生存能力極強,很容易對殺菌劑產生抗藥性,所以儘管蕉農每年會向蕉樹噴藥40多次,不僅拿它沒有辦法,反而幫助它不斷“升級”。所幸的是,感染“蕉葉黑斑病”的蕉樹所結的香蕉不會對人體構成危害。
威脅香蕉的第二大“殺手”是“香蕉黃葉病”。這種病的外部表現是蕉樹葉子枯黃,最終導致整株蕉樹枯死。20世紀50年代,黃葉病曾導演過世界香蕉栽培史上最可怕的一場“瘟疫”,結果使一種十分暢銷的香蕉品種徹底滅絕。近兩年來,黃葉病又在非洲和拉美一些地區死灰復燃。對付黃葉病絕對不能“手軟”,必須先“斬樹除根”,然後一把火燒掉蕉園,最後還要在土壤里灑上化學藥劑消毒。

轉化方法

隨著不同受體系統的建立為香蕉遺傳轉化研究成為了可能。當前運用於香蕉遺傳轉化的主要有基因槍法、電擊法以及農桿菌介導等轉化法,並取得了一些突破性的進展。基因槍法是香蕉轉化最多的方法,並在AAA 、AAB、和ABB基因型香蕉上轉化獲得成功,其中轉化的基因包括真菌蛋白基因,廣譜抗菌火星的Ace-AMP1基因,香蕉束頂病(BBTV)DNA幾個組分的啟動子,甘蔗桿狀病毒(ScBV)來源的啟動子,Actin1啟動子調控下的各種報告基因。如:Backer等以胚性懸浮細胞為受體,利用基因槍法將報告基因Udi轉化到香蕉Williams品種中,隨後Sagi等同樣利用基因槍法將Gus報告基因轉入Tree Hand Planty(AAB), Williams(AAA),Bluggoe(ABB),Cardaba(ABB),Manthan(ABB)和Tani(BB)中並產生瞬時表達。Assani A等在比較香蕉(Musa spp.)原生質體不同融合方法時,發現化學(PEG:聚乙稀乙二醇)方法對融合效率較好,而電擊法對有絲分裂激活、胚的形成和提高植株再生率較為有效。與基因槍法和電擊法相比農桿菌介導轉化法具有效率高、外源基因表達穩定等優點。Ganapath等利用農桿菌介導轉化懸浮細胞,經體胚發生途徑獲得Rasthali(ABB)的轉基因植株,並在果實中檢測到GUS基因的穩定表達。Perez等對農桿菌介導的香蕉遺傳轉化機理做了系統的研究。隨著對其機理的深入了解和以上轉化優點,使得農桿菌介導轉化越來越受到重視而成為主要的轉化手段。

展望

科學家普遍認為,要想“救香蕉的命”,只有通過基因工程。“國際香蕉及大蕉改良網路”在2001年宣布,該機構將組織11個國家的研究人員繪製香蕉的基因組圖譜,爭取在5年內完成香蕉的基因測序工作。香蕉共有11條染色體,其基因組在植物中是相對比較小的。科學家希望在繪製出香蕉的基因組圖譜後,培育出抗病、高產、優質的轉基因香蕉。

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