[發明專利]一種農桿菌介導的高效玉米骨干自交系遺傳轉化的方法

在審

• 申請號: 201610069994.1
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105567730A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 賴錦盛;宋偉彬;趙海銘
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H4/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;何葉喧

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及一種農桿菌介導的高效玉米骨干自交系遺傳 轉化的方法。

背景技術

玉米(ZeamaysL.)是重要的糧食、飼料作物，也是現代工業的重要原料。隨著 畜牧業、工業的發展以及世界人口的增長，玉米在農業生產中占有越來越重要的地位， 1998年以來，玉米已超過水稻和小麥成為全球第一大作物。建國以來，我國玉米播種 面積、單產和總產量都呈持續增長趨勢，2002年我國玉米播種面積超過小麥而僅次于 水稻，玉米單產由1123.1kg/hm²增加到5394.0公斤/公頃，超過世界玉米平均單產 水平，2006年玉米總產量達到1.45億噸，2015年玉米總產達到2.25億噸，單產為 5891.9公斤/公頃。盡管我國玉米的總產和單產得到了大幅度提升，但與美國等玉米 生產大國還存在較大差距。據相關研究推測，到2020年世界玉米需求量將達到7.53 億噸，屆時中國玉米需求量為2.5億噸。因此，在種植面積難以進一步擴大的情況下， 玉米總需求量的不斷攀升使得玉米生產面臨巨大挑戰。

1996至今，全球轉基因玉米種植面積占全球轉基因作物總面積的百分比穩定增 長。目前，轉基因玉米農藝性狀改良主要涉及抗除草劑、抗蟲、抗病、抗旱和品質改 良等，商業化種植面積較多的是抗除草劑、抗蟲和二者復合性狀轉基因玉米。毫無疑 問,轉基因技術在玉米生產中將發揮越來越重要的作用。

高效植物轉化系統應具備以下幾個特點：轉化體系穩定；轉化效率高；轉化方法 受基因型限制少，且便于操作；受體組織具有較強的分化和再生能力；。上世紀90年 代，玉米的轉基因研究迅速發展，轉基因方法也出現了多樣化。植物轉基因方法主要 分為兩大類：一是DNA直接導入轉化，包括基因槍轉化法、聚乙二醇(PEG)法、電激穿 孔法、超聲波介導法、碳化硅纖維介導法、花粉管通道法和顯微注射法等；二是載體 介導轉化，如農桿菌法等?；驑屴D化法法、農桿菌介導法在玉米轉基因上應用的較 為成功，目前生產上所推廣應用的轉化體以及已經發表的科研論文中所使用的轉化方 法90％以上是由農桿菌和基因槍轉化法。

玉米的遺傳轉化受體材料類型包括：

(1)原生質體：Lusardi(1994)利用PEG法成功轉化玉米原生質體。原生質體作為 受體系統的優點是可進行直接轉化，轉化頻率相對較高。缺點是分離和再生植株較為 困難，且培養周期長，限制了其應用與發展。

(2)懸浮細胞系：懸浮細胞系由均一小細胞團組成，易大量獲得，便于轉化體的篩 選，常用于基因槍轉化利用懸浮培養物為受體材料豐富，植株再生相對容易。但懸浮 細胞系的建立耗時長，且長時期的繼代培養可能使細胞喪失再生能力或產生變異。

(3)外植體：花藥、幼穗、幼胚、芽尖、子房、花粉等都可以作為外植體。幼胚是 應用較成功的外植體之一。幼胚易于產生胚性愈傷組織，且植株分化再生也較容易。 盡管其轉化頻率可能低于胚性愈傷組織和胚性懸浮細胞系，但在分化和再生上優勢明 顯，轉化體獲得容易。但受體系統的轉化后代群體較大，需要簡便可靠的篩選方法。

(4)胚性愈傷組織：玉米幼胚培養獲得的胚性愈傷組織有較強的繼代能力和植株再 生能力，是目前應用最廣泛的受體材料。胚性愈傷組織具有操作簡單，可避開原生質 體分離再生的困難的優點。但胚性愈傷組織的產生基因型依賴嚴重，限制了其應用范 圍。