蘸花法在植物遗传转化上的应用研究进展.doc

蘸花法在植物遗传转化上的应用研究进展
　　摘要 植物遗传转化是基础理论研究和农作物性状改良的必要手段。随着蘸花法在十字花科植物中的成功应用被越来越多的学者关注，并用于许多模式植物及农作物的遗传转化。蘸花法简便、高效、稳定性好，转化后可直接获得转基因种子。该文介绍了蘸花法的原理，分析影响转化效率的因素，并总结了目前已成功应用蘸花法的研究情况及筛选转基因后代的优化方法。
　　关键词 遗传转化；蘸花；转化效率；筛选
　　中图分类号 Q-33 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）24-0009-02
　　遗传转化是植物转基因操作的关键环节。早期的转化技术如叶盘法、共培养法均涉及到植物组织培养和再生，体细胞易变异产生不利影响[1]。Feldmann于1987年首次提出原位渗透转化法，用农杆菌浸染刚萌发的拟南芥种子并筛选出转化阳性植株，避免了组织培养[2]。随后，Bechtold在原位渗透转化基础上建立了真空渗透法（vacuum infiltration），用处于花期的植株取代种子，倒置于农杆菌菌液，同时抽真空处理，转基因效率明显提高[3]。1998年，Clough和Bent在菌液中加入表面活性剂Silwet L-77，取消抽真空，建立了蘸花法（floral dip），其转化效率与真空渗透法相近[4]。Chung等发现喷雾（floral spray）处理可代替浸蘸花器，在保障转化效率的前提下扩大了应用范围[5]。蘸花法操作简单，转化效率高，转化后可直接获得转基因种子，避免了体细胞或原生质体培养的过程及移栽成活率低等问题。该文介绍蘸花法原理，总结转化效率影响因素的优化方案及转基因后代的筛选方法，为应用蘸花法进行遗传转化提供重要的技术策略。
　　1 转化机理
　　研究表明，T-DNA携带的目的基因是异源插入[3]。拟南芥自花授粉，异源插入可能发生于花发育后期。Desfeux等单独浸染拟南芥的雄蕊和雌蕊，在雌蕊后代中检测到转化株，而雄蕊后代中未发现，表明雌蕊是转化的受体[6]。农杆菌浸渍处理后，GUS染色发现胚珠显色，而花粉和花药未显色，说明转化的有效部位为雌配子体，但不排除雄配子体存在小概率转化[6]。拟南芥的子房室不总关闭，卵细胞发育突出，会延伸成瓶状结构并在顶部开口，花发育后期子房室顶部闭合。转化一般在花芽形成前5～10 d进行，此时雌蕊开放，农杆菌进入子房并将T-DNA转移到卵细胞[7]。
　　2 影响蘸花法转化效率的因素
　　蘸花法转化效率受多重因素影响，且在不同物种间存在差异。近年来，关于蘸花法影响因素分析的报道增多，已在拟南芥[4-7]、甘蓝型油菜[8-9]、苜蓿[10]等不同的物种中分析了农杆菌、蔗糖、表面活性剂、浸染次数及间隔等因素对转化效率的影响（表1）。
　　 植物发育时期
　　蘸花法需在长出花序的植株上进行，多数植物以初花期为最佳转化时期。拟南芥在主枝切除、次级分枝仅有少许花开放时转化效率最高[4]；白菜的最适浸染时期为花薹抽出期[16]；甘蓝型油菜花薹抽出时，摘除主薹1周后浸染最适[8]；萝卜浸染的最适时期为初薹发育期[14]。
　　 表面活性剂的种类及用量
　　表面活性剂有很强的吸附性和渗透能力，能减少液体的表面张力，利于农杆菌的吸附。Clough