基于系统获得性沉默的果树砧木分子育种
基因沉默番木瓜环斑病毒复制酶基因（PRSV-Nib）获得抗病毒病番木瓜的研究
热带作物学报2024, 45(4): 837 846Chinese Journal of Tropical Crops基因沉默番木瓜环斑病毒复制酶基因（PRSV-Nib）获得抗病毒病番木瓜的研究吴清铧1,2，贾瑞宗2*，郭静远2，杨牧之2，胡玉娟2，郝志刚2，赵辉2**，郭安平2** 1. 海南大学热带作物学院，海南海口 570228；2. 海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/中国热带农业科学院三亚研究院/中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南三亚 572024摘要：番木瓜是重要的热带经济水果。
番木瓜环斑病毒（Papaya ringspot virus, PRSV）是番木瓜的重要病毒病，经常导致严重的产量损失和质量恶化。
自从1998年第一例转基因番木瓜问世以来，使得基于“致病菌衍生的抗病性（pathogen-derived resistance, PDR）”的抗病育种策略获得成功广泛应用。
然而依赖于序列同源性的抗病性与病毒突变导致多样性增加之间的矛盾成为番木瓜育种科学家的新挑战。
本研究拟采用RNAi策略针对复制酶（nuclear inclusion b. Nib）获得广谱抗PRSV番木瓜新种质。
通过团队已建立的胚性愈伤诱导-农杆菌介导转化-再生苗诱导的番木瓜遗传转化体系，共获得经过抗性筛选的再生苗52株，通过特异性PCR进行筛选共计获得24株转基因阳性植株。
通过对T0代田间自然发病试验中，转基因番木瓜株系抗病性明显高于非转基因对照，其中NibB5-2田间抗病性最优。
通过hi TAIL-PCR方法确定NibB5-2插入位点位于第2号染色体supercontig_30的1976766的位置。
T1代接种试验中，无病毒积累且无发病症状，初步确认具有良好的病毒抗性，为番木瓜抗病育种提供新思路。
关键词：番木瓜；番木瓜环斑病毒；Nib基因；RNA介导的病毒抗性中图分类号：S436.67 文献标志码：AGene Silencing of Papaya ringspot virus Replicase Gene (PRSV-Nib) to Obtain Virus Resistant PapayaWU Qinghua1,2, JIA Ruizong2*, GUO Jingyuan2, YANG Muzhi2, HU Yujuan2, HAO Zhigang2, ZHAO Hui2**, GUO Anping2**1. College of Tropical Crops, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China;2. Hainan Key Laboratory for Biosafety Monitor-ing and Molecular Breeding in Off-Season Reproduction Regions / Sanya Research Institutey, Chinese Academy of Tropical Agri-cultural Sciences / Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Sanya, Hainan 572024, ChinaAbstract: Papaya is an economically important tropical fruit. Papaya ringspot virus (PRSV) is an important virus dis-ease of papaya, often causing significant yield losses and quality deterioration. Since the introduction of the first trans-genic papaya in 1998, PDR-based breeding strategies for disease resistance have been successfully applied. The contra-diction between disease resistance based on sequence homology and increased virus genetic diversity became a new challenge for papaya breeding. In this study, we propose to use RNAi strategies aim at nuclear inclusion b gene (Nib) to obtain broad-spectrum resistance to PRSV papaya. With optimized embryo callus generation-Agrobatium meidated transformation-shoot regeneration, 52 shoots were obtained after resistance screening and a total of 24 transgenic posi-tive shoots were obtained by specific PCR screening for the T0 generation. In the T0 generation field natural disease test, 收稿日期 2022-12-16；修回日期 2023-02-15基金项目 海南省重大科技计划项目（No. ZDKJ202002）；海南省重点研发计划项目（No. ZDYF2022XDNY257）；崖州湾科技城菁英人才项目（No. SCKJ-JYRC-2022-67）。
生物育种技术知识点总结
生物育种技术知识点总结一、概述生物育种是利用生物学原理和育种方法改良植物和动物的遗传性状的过程。
通过人工选择、杂交配制、基因工程等手段，以达到改善植物和动物的生长性状、抗逆性、品质和产量的目的。
二、生物育种的种类1. 传统育种：包括选择育种和杂交育种，是人们在长期生产实践中总结出的一套传统育种方法，主要借助于自然界中自身遗传变异和杂交变异产生的新种质。
2. 分子育种：是利用分子生物学和基因工程技术，选择和改良植物和动物遗传的目标性状。
3. 细胞工程育种：采用细胞生物学的理论和技术，直接调整生物体细胞和基因的组合。
三、生物育种技术知识点1. 杂交育种杂交育种是指将两个不同亲本的组合相结合，从而利用它们的互补优势和杂种优势，以改良植物和动物的遗传性状。
杂交育种主要包括选择亲本、配制杂交组合、杂交和选择后代等步骤。
杂交育种有利于提高生物的抗逆性、生长速度、产量和品质等性状。
例如，将两个高产的水稻品种杂交可能产生杂种优势，使产量比亲本高出30%以上。
2. 基因工程基因工程是指通过创造和改变生物体的遗传物质，来改良植物和动物的特性。
基因工程主要包括了基因克隆、基因转移和转基因等技术。
基因工程可以使植物和动物具有抗病、耐旱、耐盐、抗虫能力等特性。
例如，利用基因工程技术插入一定的基因到植物体内，可使植物对特定害虫具有抗性，能够减少农业投入和农药使用量，降低环境污染。
3. 组织培养组织培养是指利用植物细胞、组织和器官在含有适当营养盐的培养基上生长和分化的过程。
组织培养主要包括了植物愈伤组织培养、芽切培养和离体受精等技术。
组织培养可用于植物的无性繁殖、解决生物体某些特殊性状的难以遗传和纯合分离、缩短育种周期和提高育种效率等方面。
例如，将优良植株的组织培养成愈伤组织，并进行诱导增殖和再生，可以快速繁殖大批量无病害的优良植株。
克隆育种是指利用植物和动物体细胞的无性繁殖性质，直接产生与母本完全一样的后代。
主要包括植物的愈伤组织培养、组织培养再生和移植、动物的体细胞核移植等技术。
基于系统获得性沉默的果树砧木分子育种
长 距离 运输 【 同样采 用 异种 嫁 接试 验 的方 法 ， Ｉ 等 ［ ７ ｌ 。 ＫＭ ８ １ 表明 ＰＰ Ｔ 研究 Ｆ — ６的 ｍＲ Ａ 能够 穿过 嫁 接 口到 达接 穗 ， Ｎ
并 改 变接 穗 的表 现 型 。关 于 ｍＲ Ａ 的传 递 性研 究 ， Ｎ 多研 究 ｍ Ｎ Ｒ Ａ从 砧 木 到接 穗 的长距 离 运输 ， Ｂ Ｎ Ｒ Ｅ 而 Ａ Ｅ ＪＥ
南瓜 筛 管 中 ， 够在 细胞 间移 动 ， 能 而且 通过 异种 嫁 接试 验证 明 Ｐ １ 因 的 ｍＲ Ａ能够 从 作 为砧 木 的南 瓜长 距 Ｐ ６基 Ｎ
离 运输 到作 为接 穗 的黄 瓜 中 。随后 ， 同一实 验室 的 Ｒ Ｉ— Ｄ Ａ Ｕ Ｚ ＭＥ Ｒ ＮＯ等发 现 Ｎ Ｐ的 ｍＲ Ａ也能 够在 植 物 中 ＡＣ Ｎ
以运输 到 接穗 ， 导致 接穗 性状 改 变［ ４ １ 是 Ｒ Ａ在砧 木／ 穗 问传 递 的机制 非 常 复杂 ， 些 Ｒ Ａ分 子具 有 传递 。但 Ｎ 接 哪 Ｎ
性 ， 响 Ｒ Ａ传 递 能力 的主 要 因素是 什 么？这 些 目前都 不 是很 清楚 。而 且至 今 的研究 基本 上都 是 以草本 植物 影 Ｎ 为试 材 本 研究 总 结具有 长距 离传 递 能力 的 Ｒ Ａ种类 ， 出基 于系 统获 得性 沉默 原理 的果 树砧 木分 子育 种策 Ｎ 提
ｍｏ ｅ ｕ ａ ｒ ｅ ｉｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｅ ｒ ｏｓｏ ｋ ｂ ｓ ｄ ｎ ｓ ｓｅ ｃ ｃ ｕ ｒ ｄ ｓｌ ｎ ｉ ｇ ａ ｎ ｌｚ ｄ ａ ｄ ｔ ｐ ｏ ｌ ｍ ａ ｉｃ ｓ ｅ ．Ｔ ｅ ｌｃ ｌ ｒ ｂ ｅ ｄ ｎ ｆ ｆｕ ｔ ｒ ｏ ｔｔｃ ａ ｅ ｏ ｙ ｔｍｉ ａ ｑ ｉ ｉ ｃｎ ｗ ｓ ａ ａｙ ｅ ｎ ｉ ｒ ｂ ｅ ｗ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｈ ｅ ｅ ｅ ｓ ａｍ ｆ ｔ ｉ ｅ ｉｗ ｗ ｓ ｔ ｒｖ ｄ ｄ ａ ｎ ｕ ｄ ｎ ｅ ｆ ｒ ｆ ｒ ｅ ｔ ｄ ｎ ｍｏ ｅ ｕ ａ ｒ ｅ ｉｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｅ ｒｏ ｓｏ ｋ ｉ ｏ ｈ ｓ ｒ ｖｅ ａ ｏ ｐ ｏ ｉ ｅ ｉ ｅ ｓ ａ ｄ ｇ ｉａ ｃ ｏ ｕ ｈ ｒ ｓｕ ｙ ｏ ｌｃ ｌｒ ｂ ｅ ｄ ｎ ｆ ｆ ｔ ｒ ｏ ｔ ｃ ． ｔ ｕ ｅ ｔ Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｉ ｔｅ ｏ ｔｔｃ ；ｍｏｅ ｕ ａ ｒ ｅ ｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ｆ ｔ ｒ ｅ ｒ ｏｓｏ ｋ ｕ ｌｃ ｌｒ ｂ ｅ ｄ ｎ ；ＲＮＡ ｔａ ｓ ｏ ｔ ｅ ｅ ｓｌｎ ｉ ｇ ｒ ｎ ｐ ｒ；ｇ ｎ ｉ ｃｎ ｅ
葡萄属植物遗传转化影响因素研究进展
果树资源学报 223,4(4):67-72葡萄属植物遗传转化影响因素研究进展张天玥,赵若岑(宁夏大学食品与葡萄酒学院,宁夏银川750021)收稿日期:2023-05-10基金项目:基于酿酒葡萄种子受体材料的遗传转化体系建立项目(G 2021107490021)㊂第一作者简介:张天玥(2001-),女,本科在读,主要从事葡萄组织培养及栽培技术研究㊂摘 要:葡萄作为世界上重要的经济类果树作物之一,在酿酒㊁鲜食㊁制干㊁制汁㊁制罐㊁砧木等方面的应用十分广泛,为人类创造了明显的社会效益㊁经济效益和生态效益㊂自美国学者1990年在沙地葡萄(V i t i s r u pe s t r i s )中首次成功获得遗传转化植株,葡萄属植物遗传转化发展迅猛㊂多年研究证实利用分子育种建立完整㊁高效的葡萄遗传转化体系对葡萄基因改良有着至关重要的作用㊂阐述了葡萄属植物遗传转化的4个阶段,并对遗传转化的影响因素进行具体分析,针对这些影响因素进行资料收集和对比研究,总结葡萄遗传转化体系研究现状并提出展望,以期对葡萄基因改良研究提供参考㊂关键词:葡萄;遗传转化;影响因素文章编号:2096-8108(2023)04-0067-06 中图分类号:S 663.1 文献标识码:AR e s e a r c h P r o g r e s s o n I n f l u e n c i n g F a c t o r s o f G e n e t i c T r a n s f o r m a t i o n o f G r a pe P l a n t s Z H A N G T i a n yu e ,Z H A O R u o c e n (F a c u l t y o f F o o d a n d W i n e ,N i n g x i a U n i v e r s i t y ,Y i n c h u a n N i n gx i a 750021,C h i n a ) A b s t r a c t :G r a p e i s o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t f r u i t i n t h e w o r l d ,w h i c h i s w i d e l y u s e d i n w i n e m a k i n g ,f r e s h f o o d ,d r y i n g ,j u i c e m a k i n g ,p o t m a k i n g a n d s t o c k m a k i n g ,a n d h a s c r e a t e d c o n s i d e r a b l e s o c i a l ,e c o n o m i c a n d e c o l o gi c a l b e n e f i t s f o r h u m a n b e i n g s .S i n c e A m e r i c a n s c h o l a r s f i r s t o b t a i n e d g e n e t i c a l l y m o d i f i e d p l a n t s i n V i t i s r u pe s t r i s i n 1990,t h e g e n e t i c t r a n sf o r m a t i o n o fg r a p e p l a n t sh a s d e v e l o p e d r a pi d l y .Y e a r s o f r e s e a r c h h a v e c o n f i r m e d t h a t t h e u s e o f m o l e c u l a r b r e e d i n gt o e s t a b l i s h a c o m -p l e t e a n d e f f i c i e n t g r a p e g e n e t i c t r a n s f o r m a t i o n s y s t e m p l a y s a v i t a l r o l e i n g r a p e g e n e t i c i m p r o v e m e n t .I n t h i s p a pe r ,t h ef o u r s t ag e s o f g e n e t i c t r a n s f o r m a t i o n o f g r a p e p l a n t s a r e e l a b o r a t e d ,a n d th ei n f l u e n c i n g fa c t o r s o f g e n e t i c t r a n s f o r m a t i o n a r e a n a -l y z e d i n d e t a i l .D a t a c o l l e c t i o n a n d c o m p a r a t i v e s t u d y o f t h e s e i n f l u e n c i n g fa c t o r s a r e c a r r i e d o u t ,a n d t h e r e s e a r c h s t a t u s o f g r a p e g e n e t i c t r a n s f o r m a t i o n s y s t e m i s s u m m a r i z e d a n d p r o s p e c t s a r e p r o p o s e d i n o r d e r t o p r o v i d e r e f e r e n c e f o r g r a p e g e n e t i c i m pr o v e m e n t r e s e a r c h .K e yw o r d s :g r a p e ;g e n e t i c t r a n s f o r m a t i o n ;i n f l u e n c i n g f a c t o r s 葡萄作为世界上重要的经济类果树作物之一,在酿酒㊁鲜食㊁制干㊁制汁㊁制罐㊁砧木等方面的应用十分广泛,为人类创造了明显的社会效益㊁经济效益和生态效益[1-2]㊂由于葡萄属植物染色体高度杂合,遗传背景复杂,采用常规杂交育种获得葡萄新品种周期长,工作繁琐,已不适应当今产业高速发展的需求㊂与传统的育种技术相比,分子育种可以克服偶然性大㊁育种年限长和后代数量庞大不易筛选等缺点,能够精确改进目前应用品种的不足,实现多个优良基因(性状)的聚合㊂因此,利用分子育种建立完整㊁高效的葡萄遗传转化体系对葡萄属植物品种改良有着至关重要的作用㊂欧洲葡萄(V i t i s v i n i fe r a L .)具有较高的经济价值,品质优良且栽培广泛,但其抗逆性较差,改良优质葡萄品种抗逆性是葡萄育种的目标之一[3]㊂近年来葡萄转基因研究主要采取农杆菌介导法进行,基因枪转化法的应用复杂且花费高,使用次数相对较少㊂美国学者M u l l i n s M G 等人自1990年首次在沙地葡萄(V i t i s r u pe s t r i s )中获得转基因植株,S c o r -z a R 和F r a n k s t r i c i a 以 无核白 (V i t i s v i n i fe r a L . T h o m p s o n s e e d l e s s )和 萨娜 (V i t i s v i n if e r a L . S u l t a n a )为材料,转外壳蛋白基因和u i d A /n pt Ⅱ基因的植株已被分别获得[4-6]㊂21世纪初,周鹏等[7]人在葡萄中导入人胰岛素样生长因子I G F -I基因,孙仲序等[8]人将鲁贝葡萄花丝所谓外植体诱导体胚,最终获得表达甜菜碱醛脱氢酶基因的葡萄,76Copyright ©博看网. All Rights Reserved.鲍睿等[9]人建立了欧洲葡萄无核白遗传转化体系,张莹[10]于2021年初步建立 霞多丽 种子遗传转化体系,葡萄属植物基因遗传转化技术日益广泛应用于葡萄属植物的研究㊂多年研究证实利用分子育种建立完整㊁高效的葡萄遗传转化体系对葡萄基因改良有着至关重要的作用㊂随着分子育种技术的不断精进,研究者通过器官发生(O r g a n o ge n e s i s )和胚状体发生(S o m a t i c e m b r y o ge n e s i s )两大途径建立了葡萄再生体系㊂遗传转化体系是以再生体系为基础建立的㊂基因型㊁受体类型㊁培养基类型和转化方式等都是遗传转化体系的重要影响因素,本文针对这些影响因素进行资料收集和对比研究,分析葡萄遗传转化体系研究现状并提出展望,以期对葡萄基因改良研究提供参考㊂1 葡萄属植物遗传转化体系的建立葡萄属植物遗传转化可以分为以下4个阶段:第1阶段是遗传转化受体系统的建立㊂这1阶段主要是准备用于遗传转化的受体,主要受到培养途径和培养条件的影响;第2阶段是目的基因的导入㊂借助各种不同的方法将目的基因高效准确的导入受体,该阶段主要受到目的基因和转化方法的影响;第3阶段是受体生长与植株发育㊂遗传转化的最终目的是培养转基因植株㊂这一阶段需要给受体提供适宜的生长环境,使受体继续生长直至成苗,并且将没有成功导入基因的受体筛选出来;第4阶段是目的基因的分析与检测㊂根据目的基因携带的报告基因,对导入的目的基因进行检测,检验遗传转化是否成功㊂近年来有重要推进意义的遗传转化报道详见表1,各阶段图片展示详见图1㊂表1 近年来报道的重要遗传转化体系建立方案序号葡萄品种外植体外植体处理培养基组成基础培养基液体/固体激素组成/(m g ㊃L -1)诱导目标参考文献1V i t i s v i n i f e r a C o l o m b a r dT h o m ps o n s e e d l e s s 叶柄㊁叶片造伤N i t s c h 固体B A P 2不定芽S t a m p et a l .,19902V i t i s v i n i f e r a ˑV .l a b r u s c aB l a c k b a n a n a叶柄㊁叶片造伤M S ㊁N N 69固体6-B A 1.0-4.0,I B A 0.025-0.1,N A A 0.02-0.06不定芽㊁不定根常新等,20183V i t i s v i n i f e r a 绯红无核带芽茎段叶片㊁卷须造伤造伤B 5B 5固体固体6-B A 0-1.5,I B A 0-1.02,4-D 0-2.0侧芽㊁不定根愈伤组织苗卫东等,20214V i t i s c v . R u b y Se e d l e s s R o o t s t o c k S O 4带芽茎段造伤M S ㊁1/2M S 固体6-B A 0.5-1.5,I B A 0.05-0.2,N A A 0-0.2不定芽张美玲等,20105V i t i s v i n i f e r a M a n i c u r e F i n ge r 叶片㊁叶柄㊁茎段造伤M S固体6-B A 0.5-3.5,I B A 0.01-0.3,T D Z 0.5-0.75不定芽陶建敏等,20056V i t i s r o o t s t o c k s p e c i e s V i t i s v i n i f e r a R e d G l o b e叶片带芽茎段造伤造伤M S ㊁MM M S ㊁D K W 固体㊁液体固体B A 0-3.06-B A 0.1-0.2,I A A 0.1-0.5,I B A 0.5-1.0,N A A 0.5-1.0愈伤组织㊁不定芽不定芽㊁不定根C l o g e t a l .,1990胡文斌等,20187V i t i s v i n i f e r a R e d G l o b e 叶片㊁叶柄造伤M S ㊁B 5㊁N N 69固体B A 2.0-10.0,I B A 0-0.5愈伤组织㊁不定芽李云等,20028V i t i s v i n i f e r a M e l o t胚珠㊁叶柄诱导愈伤组织N N D B ㊁E R ㊁C P S E M S ㊁W P M ㊁1/2M S 固体B A 0.2㊁2,4-D 1.0o r N O A1.0B A 0.2-1.0,T D Z 1.0-4.0,I B A 0-1.0体细胞胚不定芽㊁不定根王华等,20059V i t i s v i n i f e r a T h o m ps o n S o n a k a T a s -e -G a n e s h卷须诱导愈伤组织E R ㊁G R固体B A P 0.2,I A A 0.17不定芽㊁不定根㊁植株S a l u n k h e e t a l .,199710V i t i s v i n i f e r a C e n t e n n i a l S e e d l e s s叶盘㊁茎段㊁叶柄造伤M S固体6-B A 1.0-8.0,K T 1.0-8.0,T D Z 1.0-8.0不定芽金万梅等,200811V i t i s v i n i f e r a T h o m ps o n s e e d l e s s S u l t a n a花药㊁花朵诱导愈伤组织M S ㊁N N 69固体B A P 0.2㊁I A A 3.5㊁N O A 2.0体细胞胚F r a n k s e t a l .,199812V i t i s v i n i f e r a C h a r d o n -n a y合子胚诱导初生子叶胚M S固体6-B A 2.0,M E L 0-0.9二次体细胞胚张莹等,202113V i t i s v i n i f e r a L -T r i u m ph 花药㊁花丝造伤B 5固体6-B A 2.0,2,4-D 0.5愈伤组织张克忠等,199786 果树资源学报 2023,4(4)Copyright ©博看网. All Rights Reserved.表1近年来报道的重要遗传转化体系建立方案(续表)序号葡萄品种外植体外植体处理培养基组成基础培养基液体/固体激素组成/(m g㊃L-1)导目标参考文献14V i t i s v i n i f e r a R e d G l o b e 叶柄㊁叶片㊁无芽茎段㊁根造伤诱导不定芽M S㊁B5㊁N N69B5固体B A2.0,I B A0.02I B A0.12不定芽不定根权冬玲等,200515V i t i s a m u r e n s i s Z u o y o u-h o n g 叶片㊁叶柄㊁茎段造伤M S㊁1/2M S㊁B5㊁N N69固体B A2.0,I B A0.02愈伤组织王宁等,201116V i t i s v i n i f e r a C h a r d o n-n a y 花蕾诱导胚性愈伤组织M S固体K T0.2,N O A0.1体细胞胚代玲敏等,201517V i t i s v i n i f e r a L.茎尖㊁茎段㊁叶柄㊁根尖造伤诱导愈伤组织M S㊁1/2M S㊁B5㊁N N691/2M S固体6-B A1.0,I B A0.5I B A0-2.0,N A A0-2.0愈伤组织不定根李国树等,201118V i t i s a m u r e n s i s R u p r.v a r.d i s se c t a 带芽茎段㊁嫩茎段及叶片造伤诱导愈伤组织诱导丛生芽M S1/2M S1/2W P M固体6-B A0.2-0.6,N A A0-0.056-B A1.0-2.67,N A A0.05-2.33I B A0-0.4愈伤组织丛生芽不定根宾宇波等,201319V i t i s v i n i f e r a T h o m p s o ns e e d l e s s 小花蕾造伤M S㊁N N69固体6-B A2.0㊁2,4-D1.0o rM E L0-3.0愈伤组织雅蓉等,202020V i t i s v i n i f e r a C h a r d o n-n a y 带芽茎段造伤M S固体B A P1.0-4.0,2,4-D2.5-10.0愈伤组织M a i l l o t e t a l.,2016注:a-c:接种前采样图片;d:种子预培养;e:种子共培养;f:种子脱菌;g-h:萌发初生子叶胚;i:初生子叶胚生根成苗㊂图1葡萄属植物遗传转化各阶段图例2不同因素对葡萄属植物遗传转化的影响2.1受体类型遗传转化受体系统主要包括器官发生和胚状体发生两大类㊂近年来,可用于遗传转化受体诱导方法及条件的研究报道甚多,详见表2㊂器官发生是指在一定诱导条件下,由离体的细胞㊁组织经分裂㊁增殖以及再分化,形成根㊁芽等器官的过程㊂叶器官和根器官是用于器官发生途径的主要外植体㊂由表2可以得出,不同品种器官发生的诱导率差异较大,不同外植体诱导率没有普遍规律,且不同品种之间差异较为明显㊂胚状体发生是指具有胚芽㊁胚根和胚轴的胚状结构经培养细胞诱导分化后,再生长为一个完整植株的过程[11]㊂M a u r o M C和S c o r z a R证明了胚性细胞比叶片㊁叶柄和茎段等有较高的再生能力[5,12]㊂目前用于遗传转化的有胚性愈伤组织㊁原胚团和体细胞胚3种类型的胚性组织[13-14],其中胚性愈伤组织和体细胞胚的报道较多㊂与茎段,叶片相比,将胚性愈伤组织用作农杆菌侵染转化外植体的优势在于转化胚性愈伤组织能够高频的进行再生植株的转化,通过筛选可以避免嵌合体转化,降低假阳性,从而获得真正意义上的转基因植株㊂2.2培养条件无论是器官发生途径还是胚状体发生途径,培养条件都是影响外植体生长发育的关键因素㊂对于某一基因型葡萄的特定外植体而言,必须在某一特定的培养基中和培养条件下才能再生出植株[15]㊂大量研究表明,培养外植体的基础培养基和激素种类及浓度是最重要的影响因素㊂不同外植体的最适培养基不同,所以,根据不同的外植体,我们要选用最适合其生长的基础培养基㊂对于器官发生途径,诱导愈伤组织最适基础培养基为M S和B5,诱导不定芽的最适培养基与品种和外植体类型有很大关系,常用的有M S㊁N N69和B5培养基㊂对于胚状体发生途径,诱导体胚常用的基础培养基有N N69㊁M S㊁1/2M S㊁P I V㊁M C和改良培养基㊂不同外植体所使用的基础培养基一般不尽相同,含芽茎段和花丝一般接种于1/2M S基础培养基,而叶柄㊁叶片和96张天玥,等:葡萄属植物遗传转化影响因素研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.表2 近年主要报道的遗传转化受体诱导方案序号葡萄品种受体类型目的基因转化方法检测方法是否得到转基因植株参考文献1V i t i s r u pe s t r i s ,V i t i s v i n if e r a C a b e r -n e t S a u v ig n o n Ch a r d o n n a y愈伤组织㊁不定芽u i d A /n pt I I 农杆菌介导法G U S 染色是M u l l i n s e t a l .,19902V i t i s v i n i f e r a L .未成熟合子胚u i d A /n pt I I 农杆菌介导法和基因枪法G U S 染色和P C R检测是S c o r z a e ta l .,19953V i t i s v i n i f e r a T h o m ps o n s e e d l e s s 体细胞胚u i d A /n pt I I 农杆菌介导法和基因枪法G U S 染色㊁P C R 检测和S o u t h e r n b l o t是S c o r z a e t a l .,19964V i t i s v i n i f e r a T h o m ps o n s e e d l e s s S u l t a n a 愈伤组织㊁增值胚胎㊁悬浮细胞u i d A /n pt I I 农杆菌介导法和基因枪法G U S 染色和S o u t h -e r n b l o t是F r a n k s e t a l .,19985V i t i s v i n i f e r a T h o m ps o n S e e d l e s s 叶盘h u I G F -I农杆菌介导法P C R 检测和S o u t h -e r n b l o t 是周鹏等,20026V i t i s v i n i f e r a L u b e i愈伤组织㊁悬浮细胞B A D H农杆菌介导法G U S 染色和P C R检测是孙仲序等,20037V i t i s b e r l a n d i e r i P l a n c h ˑV .r u p e s t r i s S c h e e l e 99R 叶片㊁叶柄㊁茎段A t N H X 1农杆菌介导法G U S 染色是庄智敏,20068V i t i s v i n i f e r a M a n i c u r e F i n ge r 叶片及叶柄B a r n a s e 农杆菌介导法G U S 染色和P C R检测是杨丽娜等,20099V i t i s v i n i f e r a L .体细胞胚H D E L农杆菌介导法P C R 检测赵凤霞等,201110V i t i s v i n i f e r a M o l d o v a体细胞胚h G L P 1农杆菌介导法G U S 染色和P C R检测是梁宏伟等,201311V i t i s v i n i f e r a R e d G l o b e 和V .v i n i f e r a T h o m ps o n S e e d l e s s 愈伤组织V q R S G T 农杆菌介导法G U S 染色㊁P C R 检测和W e s t e r n b l o t是鲍睿,201712V i t i s v i n i f e r a T h o m ps o n S e e d l e s s 原胚团V pC N 农杆菌介导法P C R 检测是张修铭,201713V i t i s v i n i f e r a T h o m p s o n S e e d l e s s 愈伤组织V v B A K 1和V v L e c R K 1农杆菌介导法P C R 检测是贾慧,201914V i t i s v i n i f e r a C h a r d o n n a y成熟合子胚V v H O S 1农杆菌介导法G F P 检测是张莹,2021卷须一般接种于N N 69基础培养基[16]㊂有研究表明,在胚状体形成阶段,有利于胚状体生长发育的是低浓度生长素和中低浓度细胞分裂素,其他外源激素则不再需要[17]㊂2.3 转化方法遗传转化体系的建立可以依靠不同的转化方式导入基因,而转化方式不同,对于不同受体材料的转化率也有所不同㊂目前,主要用于葡萄基因转化的方式有农杆菌介导法和基因枪法㊂2.3.1 基因枪法基因枪法是通过一种类似枪结构的装置,将表面附有外源遗传物质的金属颗粒射入受体,其表面吸附的外源遗传物质也会随之进入细胞[18]㊂该方法转化效率高㊁受体细胞类型限制少㊁操作简单且可控度高,但仪器费用过高,花费较多㊂研究发现,通过葡萄悬浮细胞均可实现转化,分别获得了基因转化植株和愈伤组织[19-20]㊂2.3.2 农杆菌介导法农杆菌介导法是导入目的基因的主要方法,以其费用低㊁重复性好㊁基因沉默现象少㊁转化周期短以及能转化较大片段等优点而备受科学工作者的青睐㊂农杆菌株系和菌液浓度对于研究有较大影响,而菌株本身致病力的强弱和外界诱导致病力表达的因素也同样是影响葡萄属植物遗传转化的关键因素[15]㊂对于农杆菌的种系,大量研究显示,与G V 3101㊁L B A 4404等菌株相比,E H A 系列的菌株具有更好的转化效果㊂赵亭亭[21]研究E H A 105㊁G V 3101和L B A 4404共3种不同的农杆菌菌株对葡萄遗传转化的影响时发现E H A 105和G V 3101的转化效率显著高于L B A 4404,且二者无明显差异,但农杆菌E H A 105更易于活化且具有更广泛的适用性㊂对于菌液浓度,研究人员发现低浓度的农杆菌菌液可以降低植物性毒素带来的作用[22]㊂T a oJ 在研究苜蓿时发现菌液浓度(O D 600)0.3~0.5时,07 果树资源学报 2023,4(4)Copyright ©博看网. All Rights Reserved.G U S的阳性愈伤率明显超出其他浓度[23]㊂农杆菌介导法也常与基因枪法结合使用来提高转化效率㊂B o u a n a m a B和B i d n e y D将微粒轰击和农杆菌介导转化结合应用,发现比常规基因枪转化的转化率提高至少100倍[24-25]㊂2.4抗生素浓度对于运用农杆菌介导法进行目的基因导入的受体材料,筛选时所用的抗生素的种类㊁浓度对葡萄遗传转化能否成功至关重要㊂对于抗生素的选择,卡那霉素在遗传转化中筛选效果比其他的抗生素效果好,在较低浓度下仍然可以有较好的筛选力,而巴龙霉素容易对外植体有过多抑制导致组织无法生长[26]㊂但后来的研究者认为巴龙霉素可将无效用细胞快速消灭,避免卡那霉素长续性抑制细胞生长[27]㊂抗生素的种类由载体和农杆菌菌株决定,使用浓度因物种而异,浓度过低会导致出现嵌合体及假转化体;浓度过高,毒性也会过高,使植物细胞无法生存,死细胞也会抑制临近活细胞的生长[28]㊂因此,进行预试验确定抗生素使用浓度十分重要㊂经研究发现对于葡萄种子,当卡那霉素为30m g/L就可起到筛选作用,70m g/L卡那霉素浓度筛选效果最为明显[29]㊂当受体生长出子叶胚时,应及时将其转移到成苗培养基中,并黑暗环境下培养[30]㊂3遗传转化中存在的问题及展望3.1胚性愈伤诱导困难且嵌合体较多据介绍,目前研究人员多选择胚性组织作为遗传转化的受体,但胚性愈伤组织的诱导难度较大,过程繁琐复杂,诱导率极低,使遗传转化效率大大降低[16]㊂直接将器官作为外植体进行再生,可以有效提高再生频率,但很容易在遗传转化时发生嵌合体,而且容易发生变异,很难保证与母株基因型转化后的植物基因型保持一致[31]㊂因此,探索更有利于遗传转化的再生受体系统和研究各独立品种的最佳受体和再生方案是今后葡萄遗传转化研究的重点之一,如此便能进一步提高胚性愈伤组织的诱导率,有效降低器官再生嵌合体出现的几率㊂3.2基因沉默基因沉默在葡萄基因工程的研究中是一个普遍存在的现象㊂共抑制㊁位置效应㊁D N A甲基化㊁反式失活㊁重复序列等都会引起基因的沉默,基因被成功导入植株却不表达,严重制约了葡萄基因工程的发展,难以让试验与生产实践相结合[32]㊂基因沉默现象的发生与转基因条件和人为因素也密切相关,所以,深入研究引起沉默的机理,调控转基因过程的各个条件,有利于葡萄属植物基因工程研究的发展㊂3.3潜在生态病害转基因技术在8年前就成为了全球的热点话题,尽管转基因技术在提高作物产量和质量㊁改善作物抗逆性等方面发挥作用,但在一定程度上也危害了人体㊂研究显示,插入外源基因会导致生物体内基因组不稳定,出现各种不良变异,甚至会出现危害人类性状的现象[32]㊂就转基因而言,它会产生新的有害生物类型,外源基因逃逸对其他植物的造成基因污染,引发潜在生态危害,如产生新的毒性或者过敏原等[32]㊂因此,应加强转基因植物特异表达的研究,对于尚未完全成熟的成果不应急于应用到生产实际当中,尽可能避免转基因植物对人体与生态环境伤害㊂葡萄属植物遗传转化体系已经发展了30年之久,但仍存在很多亟待解决的问题㊂经过研究人员几十年共同努力,酿酒葡萄 黑比诺 基因组测序已初步完成;与葡萄果实品质相关优良抗病㊁抗虫㊁抗寒㊁抗旱㊁抗盐碱等基因也被不断发掘[33];许多栽培品种和砧木品种已建立较为成熟的再生体系;抗病虫和抗毒素等基因的成功转化,初步建立遗传转化体系,葡萄育种工作取得不可小觑的进展㊂但是,目前葡萄属植物遗传转化效率较低,严重制约了葡萄基因工程的发展㊂未来,我们应聚焦提高遗传转化效率和简化转化过程两大内容,尽快解决葡萄属植物遗传转化效率低的问题㊂近年来,葡萄基因工程的研究发展势头正盛,相信在未来会有更多优良品质㊁抗逆性强的葡萄品种出世,基因工程的研究定能带领葡萄产业走向更光明的未来㊂参考文献[1]B I S S O N L F,W A T E R H O U S E A L,E B E L E R S E,e t a l.T h e p r e s e n t a n df u t u r e o f t h e i n t e r n a t i o n a l w i n ei n d u s t r y[J].N a t u r e,2002,418(6898):696-699.[2]贺普超,罗国光.葡萄学[M].中国农业出版社,1999.[3] V I D A L J R,G O M E Z C,C U T A N D A M C,e t a l.U s eo f g e n e t r a n s f e r t e c h n o l o g y f o r f u n c t i o n a l s t u d i e s i ng r a p e v i n e[J].A u s t r a l i a n J o u r n a l o f G r a p e a n d W i n eR e s e a r c h,2010(16):138-151.[4] M U L L I N S M G,T A N G F A&F A C C I O T T I D.A g r o b a c t e r i u m-m e d i a t e d g e n e t i c t r a n s f o r m a t i o n o fg r a p e v i n e s:t r a n s g e n i c p l a n t s o f V i t i s r u p e s t r i s S c h e e l ea n db u d s o f V i t i s v i n i f e r a L.[J].N a t u r e B i o t ec h n o l o-g y,1990(8):1041-1045.[5]S C O R Z A R,C O R D T S J M,G R A Y D J,e t a l.P r o d u-c i n g T r a n s g e n i c T h o m p s o n S e ed le s s g r a p e(V i t i s17张天玥,等:葡萄属植物遗传转化影响因素研究进展Copyright©博看网. 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果树育种学重点
果树育种学重点果树育种学1.改变果树育种的途径：栽培和育种栽培：果树栽培学，如精耕细作，保护地栽培，适时施肥灌水等，以促进园艺植物良好生长发育，夺取优质、高产、高效益。
育种：果树育种学，即利用各种育种途径选育优良品种，以满足生产上对品种在产量、品质、熟性及抗逆性等要求。
2.育种目标对所要育成品种的要求，也就是所要育成的新品种在一定自然、生产及经济条件下的地区栽培时，应具备的一系列优良性状的指标。
3.果树的育种途径根据不同果树的特点、品种性状、对育成品种的时间要求，制定育种途径果树的育种途径：品种：是经人类培育选择创造的、经济性状及农业生物学特性符合生产和消费要求，在一定的栽培条件下，依据形态学、细胞学、化学等特异性可以和其他群体相区别，个体间的主要性状相对相似，以适当的繁殖方式(有性或无性)能保持其重要特性的一个栽培植物群体。
品种的特性：优良性、适应性、整齐性、稳定性、特异性一、柑橘原产种类：枳、金柑、宽皮柑橘、橙、柚育种目标:好看，好吃，好栽，好贮运引种：将柑橘种质资源从一个地区引入另一个地区栽培。
引种在柑橘育种上有重要意义引种成功三要素：引种地与原产地的生态条件差异、引进品种基因型的生态适应范围、引进品种是否符合市场要求．实生选种：指的是对实生繁殖的柑橘进行品种选育。
芽变是指柑橘芽的分生组织细胞发生遗传变异，该芽生长发育之后表现出与原始品种差异明显的性状变异。
芽变的遗传基础：核基因组和胞质基因组芽变的性状：植株、叶片、果实、成熟期、生理生化芽变选种的关键在于选择的时期：成熟期变异：花期和果实成熟期、胁迫变异：灾害发生时．育种方法—杂交育种过程诱变育种：物理诱变、化学诱变：秋水仙素处理为主的化学诱变是目前应用最广泛的方法．生物技术育种：组织培养、原生质体融合、遗传转化、分子标记二、苹果苹果产业地位〔第一位〕柑橘类（832.3万公顷、11265万吨）、香蕉（441.0万公顷、8126万吨）和葡萄（750.2万公顷、6627万吨），苹果（ 492.18万公顷和6425.55万吨）。
第二章 梨育种
分布于秦岭以北—长城以南区域。为经济价值最高的一个种，优良品种很多， 如鸭梨、茌梨。
特点：萼片多脱落，少数宿存，肉质脆，石细胞少，不经后熟即可食用，-25℃
以下发生冻害。
2. 秋子梨
分布于东北、西北、华北、西伯利亚、远东地区、朝鲜。
特点：萼片宿存，多数品种具后熟性，肉质坚硬，经后熟或冰冻后果皮由绿色 变黄或黑，肉质变软，汁多。 多数品种果个小，石细胞多。抗-52℃低温，抗黑星病、火疫病、白粉病、叶斑 病、疮痂病。
（二）梨起源中心（瓦维洛夫，1951）
1. 中国中心：有沙梨、秋子梨。 2. 中亚中心（印度西北部、塔吉克斯坦、乌兹别克、天山西部）：欧洲梨。 3. 远东中心（高加索山脉、小亚细亚）：欧洲梨。
（三）梨属植物按起源分为四大种群（M. N. Westwood）
1. 欧洲种群：分布于欧洲。包括西洋梨、高加索梨、雪梨等。
22丁立华对以苹果梨为母本的丁立华对以苹果梨为母本的1010个组合杂种后代果实主要经济性状的研究发现个组合杂种后代果实主要经济性状的研究发现果实重量果实重量果实形状和果形指数果实形状和果形指数33个性状呈数量性状遗传特征个性状呈数量性状遗传特征后代性状表现是亲本微效多基因的累后代性状表现是亲本微效多基因的累加效应以及基因的上位显性和超显性共同作用的结果加效应以及基因的上位显性和超显性共同作用的结果
淡。苹果梨果皮擦伤易变黑等。
2. 选育矮化密植品种和矮化砧 矮化栽培在我国尚未解决。应加强矮化品种选育和矮化砧引、选、
育，包括榲挬、梨属及其以外砧木的选育和种间、属间杂交育种。
3. 选育抗寒的优良品种 秋子梨虽抗寒，但多为小果型，优良品种多不耐贮。抗寒包括抗冬季 低温和抗晚霜。 4. 选育抗病的优良品种
果树品种遗传性状改良与选育创新技术研究
DOI:10.3969/j.issn.1003-1650.2024.05.051果树品种改良与选育技术在现代农业中发挥着关键作用。
本研究侧重于技术方面，聚焦于基因编辑、分子标记、无性繁殖等创新技术的应用。
基因编辑工具如CRISPR-Cas9已经为果树品种改良带来了革命性的变革，使我们能够精确地修改果树的遗传组成，以提高其抗病虫性和品质。
分子标记辅助选育可加速育种过程，通过分析候选基因和标记与性状之间的关联，选择出理想的品种。
此外，无性繁殖技术，如接穗和组织培养，可以确保良好的遗传一致性，快速扩大种苗数量。
本研究还关注遗传多样性的保护和利用，以确保长期的可持续果树品种改良。
新兴技术和未来趋势方面，基因组学和表观遗传学等前沿领域为果树育种提供了更多可能性。
果树是农业生产中的关键作物，对食品供应和经济发展至关重要。
然而，面临气候变化、病虫害压力和市场需求等多重挑战，果树的抗病虫性、品质和产量等性状的改良变得至关紧迫。
在此背景下，果树品种改良和选育技术变得尤为重要。
深入研究果树品种改良与选育技术，特别关注那些技术性的突破。
基因编辑技术的发展使我们能够精确地编辑果树基因，以增强其抗病虫性和适应性。
分子标记辅助选育可帮助育种者更快速地选择理想的品种，同时无性繁殖技术的应用可加速良种繁育过程。
同时，本研究还将关注如何保护和利用果树的遗传多样性，以确保可持续的改良工作。
一、果树品种改良的历史和现代发展1、果树品种改良的历史和发展果树品种改良是一个悠久的农业传统，早在人类农业的早期，人们就开始通过选择、繁殖和栽培来改进水果品种。
然而，现代果树品种改良的历史可以追溯到19世纪末和20世纪初，当时农业科学家开始运用遗传学原理和繁育技术来改良果树。
随着时间的推移，果树品种改良取得了显著的进展。
选择育种方法逐渐转向了基于遗传学的方法，这为果树的遗传改良打开了全新的可能性。
克隆技术、染色体工程、细胞培养等技术的引入，使得果树的品种改良变得更加精确和可控。
分子设计育种 国家自然科学一等奖
分子设计育种国家自然科学一等奖1. 概述分子设计育种是一种结合了生物技术和传统育种方法的新颖育种方式。
它不仅可以加快育种过程，提高作物的产量和抗病性，还可以减少对化学农药和化肥的依赖，从而减少对环境的污染。
近年来，我国在分子设计育种领域取得了突破性的进展，为此，国家自然科学基金委员会授予了“分子设计育种国家自然科学一等奖”。
2. 研究内容（1）分子设计育种的理论基础分子设计育种是基于对植物基因组的深入研究，通过对作物基因的分析和编辑，可以实现对植物性状的精准调控。
研究者在对作物基因组进行高通量测序和功能分析的基础上，利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术，实现了对植物抗逆性、产量、品质等性状的精准改良。
（2）分子设计育种的应用在水稻、小麦、玉米等重要农作物的育种中，分子设计育种已经取得了显著成果。
通过精准编辑关键基因，研究者培育出了抗旱、抗病、高产、优质的新品种，这些品种在实际生产中表现出了良好的应用价值，为农业生产提供了有力支持。
3. 突破性贡献（1）精准基因编辑技术利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术，研究者可以直接对植物基因进行编辑，实现对植物性状的精准调控。
这一技术的出现极大地加快了作物育种的速度，大大提高了育种的成功率。
（2）遗传多样性的利用研究者在进行分子设计育种时，重视利用作物中的遗传多样性，通过对不同基因型的杂交和选择，培育出了适应不同环境条件的新品种。
这为丰富我国作物品种资源、增加作物耐逆性提供了重要的理论和实践支持。
4. 社会意义分子设计育种的成功应用，不仅可以提高我国农业生产的产量和质量，还可以减少对化学农药和化肥的使用，降低农业对环境的负面影响。
新品种的应用还可以减轻农民的劳动强度，提高农产品的市场竞争力，为农业现代化做出了重要贡献。
5. 结语分子设计育种的引入和应用，为我国农业的可持续发展提供了新的思路和途径。
通过不断的研究和创新，我国在分子设计育种领域必将取得更多的成就，为实现农业现代化和农产品的高质量供给做出更大的贡献。
第七章果树的生物学特性调查
（五）侧枝和骨干枝在树冠内死亡和更 新规律调查：
1、调查失去的侧枝在骨干枝上的 年龄、级次，为更新修剪提供依据。
2、调查骨干枝死亡的特征。
3、调查分析侧枝和骨干枝死亡的 原因。
4、调查分析骨干枝和侧枝恢复和 更新的特点。
三、叶的调查 （一）单叶面积（见图）
1、透明方格板法 2、叶模法 3、回归方程法 4、调整系数法 5、仪器测量法
（二）总叶面积
测树冠体积
圆头形：V ( D )2 ( H D )
2
6
半圆形：V D 2 L
8
圆锥形：V D 2 L
12
扁圆形：V D 2 L
6
D：冠径 L：冠高 H：树冠绿叶层高
（三）叶面积系数
叶面积系数＝ 叶面积总和 取样的土地面积
光合面积系数＝ 光合面积总和 取样的土地面积
树冠投影叶面积系数＝单株叶面积
（第组11株，P32的标定按100gP2O5含2微居里，每株施0.3磅， 施后27天测各植株新梢先端P32含量，计算根系分布距离）
苹果壮树：
树冠外围新梢30~50cm，一般不抽秋梢，短枝占 80~90%，中、长枝占10~20%，短枝中一、二类型短枝达 70%以上。
柑桔壮树：
枝梢种类： 春梢多齐壮，夏梢勿齐壮；夏梢抽生不过旺， 秋梢抽生不过晚。
叶幕覆盖率＝对冠投影面积÷土地面积（株 距×行距） 光 照 相 对 强 度 ＝自冠然内光光强强 100%
2、植株个体受光量 （见表） 3、果园剖面调查 （见图）
本章结束
1、地理的 位置 纬度 大陆性 海拔 区域性 地形 气候
人为措施： 1、栽培管理 株行距 修剪 植保 疏花 疏果 生长调节 剂施用
14、骨干枝数目 乔化稀植苹果高产树5~7个主枝，16个左右副
利用基因工程改良柑橘砧木种质的研究综述
植物基因工程起源于 ２ ０世纪 ７ ０年代 ， 又称基 因拼 接技术和 Ｄ Ａ重组技术， Ｎ 是以分子遗传学为理论基础 ， 以分子生物学和微生物学的技术为手段 ， 将不同来源的 基因（ Ｎ Ｄ Ａ分子） 按预先设计 的蓝图， 在体外构建杂种
的成果 ， 建立了有效的基 因转化体 系， 也获得 了一批转基 因植株。 目前 ， 随着生物技术的不断发展 及基因工程技 术的 日趋成
熟 ， 因工程 在柑 橘 砧木 资 源 多样性 研 究 与种 质 改 良方 面仍 将是 今后 的主 攻 方 向。 基
关键 词 ： 柑橘 ； 因工程 ； 木 ； 良 基 砧 改 中 图分 类 号 ：６６ 文 献标 识 码 ： 文 章编 号 ： ０ — ５ １ ２ １）６— ０８一 ４ ￥６ Ａ １ １ ８ ８ （００ ０ ０７ ｏ ０
ｔ ｓｅｉ ｐ ｎｓ ｔｈ ｒｓｎ ｔ ｅ ｔ ｓａ ｈｓ ｆ ｅｅ ｃ ｎｉｅｒ ｇｉ Ｃｔ ｓ ｏｔｏｋ ｒ ｊｓ ｏ ｅｂｇ ｎｎ ， ｅｆｔ ｅ ｒ ｇｎ ｌ ｔ ｎ ａ ｃ ａ ．Ａ ｅｐｅｅｔｉ ，ｈ ｒ ｅ ｃｅ ｎｔ ｇ ｅｉ ｉｕ ｒ ｓ ｃｓ ｅ ｕｔ ｎｔ ｉ ｉｇ ｔ ｕ ｔ ｍ ｅｅ ｒ ｏｇ ｉｅ ｎ ｎ ｎ ｒ ｏ ｔ ａ ｈ ｅ ｎ ｈ ｕｒ
摘
要 ： 述 了 当前 国内外基 因工程 技 术在 柑橘 砧 木 种质 改 良工作 中的研 究现 状 与进 展 ， 因工 程在 柑 橘 育种 中的应 用 概 基
主要 有 农杆 菌介 导法 、 附体 腋 芽转 化一 离体 扩繁 鉴 定 法 、 Ｎ 直接 导入 法等 ， 培 育 新 型抗性 柑 橘 砧 木 品种 上 取得 了一 定 ＤＡ 并在
果树育种重点
1.营养系杂交育种：利用无性繁殖植物同一个种内基因型不同的两个品种相互杂交而获得杂种，对杂种进行培育、鉴定、选择而获得新品种或新种质的工作，称之为营养系杂交育种。
2.童期：就是指从种子萌发到实生苗具有正常开花潜能这一段时期3．同源多倍体：多倍体的几组染色体全部来自同一物种，或者说由同一个物种的染色体组加倍而成，则称为同源多倍体。
4．异源多倍体：而把由来自不同种、属的染色体组构成的多倍体或者说由不同种、属间个体杂交得到的F1再经染色体加倍得到的多倍体，则叫做异源多倍体。
5.生理小种：在同一个病原菌的种或变种内，通过杂交及基因突变等过程，不断地分化出致病力不同的生理类型，叫做生理小种。
6育.种值：遗传值中上下代能够遗传的加性效应值。
7.遗传力：是遗传方差或加性方差在总的表现型方差所占的百分率，主要用来研究某种园艺植物对某一性状的遗传能力。
8.传递力——是指某种无性繁殖园艺植物的具体品种在某一性状总遗传值中加性效应值所占的百分率，用平均值来估算。
9.配合力——表示用作杂交亲本时，获得有利重组类型的利用价10.品种混杂（varietal complexity），是指在一个品种群体中混有各种异型株（其它植物或品种的种子或植株），造成品种纯度降低的现象。
11.品种退化（varietal deterioration）表现为原有种性变劣，优良性状部分或全部丧失，生活力和产量下降，品质变次，以致降低或丧失原品种在生产上的利用价值。
12.远缘杂交（distant hybridization）是指亲缘关系较远的种、属间的杂交。
1.营养系杂交育种意义1、不是对品种的改良，而是创造新的品种。
（1）通过基因重组，利用基因的互补效应，综合双亲的优良性状。
（2）利用基因的累加效应，产生超亲性状2、预见性强3、周期长、战地多、见效慢，需要高额投资。
2、营养系品种的性状遗传变异特点1、性状控制（质量性状与数量性状）2、遗传杂合程度大，杂交F1常发生复杂多样的变异与分离3、杂交-------基因重组------- 非加性效应解体---------- 杂种后代经济性状普遍退化（杂种后代的平均值显著低于亲中值）4、双向选择性状在杂交后代中表现趋中变异5、修饰基因的复杂互作，导致质量性状的异常分离6、蕴藏较多的体细胞突变7、常携带较高频率的隐形致死基因3、不育性1、雌蕊败育，如石榴、杏的部分花。
j林木育种学简答题
林木育种的特点1.多数树种达到性成熟和经济成熟需要时间长，即育种周期长，同时，树体大，占地多,试验设计难度大。
2.树木属多年生植物，持续开花结实周期长，选育材料可长期繁殖利用，因而可开展后向选择（backward selection）,提高选择效果。
3.多数树种分布地区广，变异丰富，自然界尚存在着大量未被发现和利用的优良基因型，引种、选种潜力大，见效快。
4.多数树种行异花授粉，自花授粉或近亲繁殖会引起衰退，要采用异花授粉植物的育种方式。
5.不少树种能无性繁殖，可进行无性系选育,有性与无性选育相结合，是有效的林木育种方式。
6.多数树种生活周期长，栽培环境复杂多样，选育和繁殖遗传基础广泛的系列林木品种，或使用混合品种是适宜的。
遗传资源的重要性1、农作物和果树栽培育种的历史证明，现有的品种都起源于野生植物。
即遗传资源是创育新品种的物质基础。
2、在集约经营和选育过程中，往往把注意力集中在少数经济性状上，从而使群体或个体的遗传基础变窄。
3、随着经济条件的发展、工艺过程的改革、市场的变化，对林木新品种的要求也会发生改变。
4、现今复杂而丰富的物种和遗传资源是生物经历6亿多年自然演化中形成的，是生物适应繁杂、变化自然环境条件结果，是进化的结果。
5、抢救濒临毁灭的树种，已迫在眉睫。
遗传多样性的检测1、形态特征变异的检测(测定)2、染色体（核型）的检测3、同工酶(isozyme)、蛋白质（protain）水平的检测4、DNA、RNA分子水平的检测引进和发展外来树种的原因与优势1.外来树种的生长表现可能优于当地树种。
在较短轮伐期内获得乡土树种不能达到的木材产量或其它特殊林产品，提高林地生产力。
2.增加抗逆性树种，改善生态环境。
如木麻黄在我国东南部沿海，刺槐在北方广大地区都表现出较强的适应能力。
3.树种的自然分布范围与种的发生历史、适应能力和传播条件密切相关。
如原产美国太平洋沿岸的辐射松，其自然分布面积仅约4000hm2，但现已成为新西兰、澳大利亚和智利的重要造林树种，生长速度优于原产地。
果树分子育种研究进展
生长发育、环境应答互作分子网络、代谢等分子机制，为果树定向育种奠定基础；同时应综合运用现代生物学等
各种先进技术，提升育种效率，逐步缩短培育新品种的周期。
关键词：果树；品质育种；抗性育种；分子育种
中图分类号：Ｓ６６；Ｓ７２２ 文献标志码：Ａ
开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：
文章编号：１０００－２００６（２０２１）０４－０００１－１２
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿殨
果树分子育种研究进展
苑兆和，陈立德，张心慧，赵玉洁
（南京林业大学，南方现代林业协同创新中心，南京林业大学林学院，江苏 南京 ２１００３７）
摘要：我国是果树产业第一大国，具有丰富的果树品种资源。随着市场需求和自然环境的变化，我国果树产业中
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第 ４５卷 第 ４期 ２０２１年 ７月
南 京 林 业 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＥｄｉｔｉｏｎ）
Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．４ Ｊｕｌ．，２０２１
ＤＯＩ：１０．１２３０２／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－２００６．２０２１０２０１５
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿殨 编者按：我国是世界果树产业第一大国，是果品生产和消费大国。自我国农业产业结构调整以来，果树产
业发展迅猛，以水果、干果与茶叶等园艺树种为主的种植业已成为中西部地区乡村振兴的主要产业，我国 果树遗传改良与品种选育研究也取得了长足进展。在我国现代果业的发展过程中，果树育种工作仍面临 巨大挑战，如果树品种单一、果品品质降低、砧木育种滞后、全球气候变化对果树抗性和品质造成严重影响 等。随着现代分子生物学的发 展，分 子 育 种 技 术 进 展 迅 速，具 有 周 期 短、效 率 高、定 向 育 种 精 确 度 高 等 优 点，还可以打破物种的生殖隔离，实现优良基因的高效重组；分子育种可以提高果树育种的效率和精准度， 转基因、基因编辑和分子标记辅助育种技术近年来发展迅速，是实现丰产优质、提高贮运性能、增强抗逆性 等果树育种目标的重要手段。为此，本刊编辑部特邀作者围绕果树分子育种涉及的果实品质、抗逆性等重 要研究成果展开了较为全面的综述，对全球气候变化影响果树育种的问题进行了深入分析，针对当前果树 育种目标，倡导将先进的分子育种技术与常规育种手段结合提高早期优良种质资源筛选效率，建立经济、 高效的育种体系，对果树品种定向遗传改良，将培育低温需求较小、生长适应范围更广的品种作为育种的 一个明确目标，成为未来果树应对气候变化的策略之一。
菜心VIGS沉默植株构建的教学实验
菜心VIGS沉默植株构建的教学实验
钟珉;覃鸿毅;柴喜荣;杨暹;康云艳
【期刊名称】《安徽农学通报》
【年(卷),期】2024(30)10
【摘要】普通分子生物学实验具有实践性和操作性强等特点,病毒诱导基因沉默技术(VIGS)是操作简单、实践性和操作性强的前沿生物学技术。
本研究在菜心VIGS 沉默植株构建的教学实验中,以种子真空侵染方法为基础,通过优化侵染浓度、侵染时间和共培养时间,得到了操作简单,侵染效率和植株成活率高,白化表型明显的侵染体系。
通过实验教学可知,菌液OD600为0.80,侵染时间5 min,培养15 h的侵染效率最高,BcPDS基因的表达受到抑制,侵染优化后的菜心VIGS体系稳定且高效。
该教学实验的构建使学生的学习兴趣得到了明显提高,培养了学生创新思维能力和独立工作能力,锻炼了学生的动手能力,并具备一定的创新和科研能力。
【总页数】5页(P102-106)
【作者】钟珉;覃鸿毅;柴喜荣;杨暹;康云艳
【作者单位】华南农业大学园艺学院
【正文语种】中文
【中图分类】S63;G642.0
【相关文献】
1.小麦WRKY转录因子VIGS基因沉默载体构建及验证
2.构建实验教学创新体系的改革与思考——淮阴工学院省级电工电子实验教学示范中心的实验教学改革
3.
番茄SlWRKY40基因VIGS表达载体构建及其沉默效率检验4.沉默式教学法在实验教学中的应用研究5.忍冬VIGS基因沉默体系构建
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浅谈自然辩证法与园艺果树学的关系
《浅谈自然辩证法与园艺果树学的关系》摘要：自然辩证法是将所研究的自然与科学、人文、社会相结合，并正确的处理人与自然的关系，通过自然的现象去解释科学，发展科学，并促进人与自然的和谐发展，唯物辩证法的观点是世界是永恒的，果树学这门学科同样也是永恒发展的，果树学在理论与实践方面都是迅速发展，只要有想法、有创新，果树学就会永无止境的发展，果树学的研究是具有基础性与实用性的，在生物科学技术的研究中占据主导地位，果树学中的果树育种学、果蔬设施栽培学、果树分子学等的研究均是以果树学为基础的摘要：果树学是园艺学的一个分支，果树学同样是农业中的一部分，包括果树的栽培与培育技术。
园艺果树学是属于实践应用与学科研究应用同等重要，且主要以农业栽培管理学为理论依据，研究园艺果树学作物的栽培技术与生长发育的一门学科，也是研究园艺果树学作物起源与分类、遗传育种、栽培等应用技术的综合性学科。
本文以果树学的研究进展为基础，进一步结合哲学的观点，从而得出有利于果树学大力发展的启发。
具体分析了果树学的研究进展和栽培技术与自然辩证法的关系，指出了辩证法原理对果树学研究中的重要性，使得果树学的研究、栽培技术更加的可视化，从而使人们更加主动地认识并改造自然，不断地促进园艺果树学的发展，使人们更广阔地了解与熟知果树学，使园艺果树界更大程度地造福于人类。
关键词：园艺学；果树学；哲学；自然辩证法自然辩证法，是一门独立的学科，同时又与科技、教育、文史、经管、农业等学科紧密联系。
自然辩证法在马克思、恩格斯等人对其有不同的名称，确定为自然辩证法是在建国以后。
自此，自然辩证法一直被作为地方机构等的名称。
通过自然辩证法使得学科的名称与机构名称有了一定的联系，客观地说，对学科的发展有一定的促进作用，且对其学术研究有一定的帮助。
自然辩证法中的比如自然学科包括生物学、植物学等，经管学科包括经济学、经融学等，除此之外，还有教育学科包括物理学、分子生物学、工程学等，大多数学科均是运用自然辩证法与本学科的紧密结合来快速发展的，并取得颇高的效益。
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收稿日期:2011-01-10基金项目:国家自然科学基金项目(30871689);辽宁省教育厅创新团队项目(2009T089)作者简介:代红艳(1970-),女,沈阳农业大学副教授,博士,从事果树生物技术研究。
*通讯作者Corresponding author:张志宏(1968-),男,沈阳农业大学教授,博士,从事果树分子生物学研究。
沈阳农业大学学报,2011-04,42穴2雪:131-135Journal of Shenyang Agricultural University,2011-04,42穴2雪:131-135基于系统获得性沉默的果树砧木分子育种代红艳,刘月学,张志宏*(沈阳农业大学园艺学院,沈阳110866)摘要:在果树栽培生产中嫁接是主要的繁殖方式,砧木育种是果树育种的重要内容。
近些年来的研究表明,一些mRNA 和小RNA 能够在植物细胞间移动,并且能够穿过嫁接口在植物体内长距离运输传递。
总结了能够通过嫁接长距离传递的植物内源RNA 分子的种类,介绍了基因沉默原理和技术,提出了基于系统获得性沉默原理的果树砧木分子育种策略,并分析了其可能存在的问题,为进一步开展果树砧木分子育种提供思路和参考。
关键词:果树砧木;分子育种;RNA 传递;基因沉默中图分类号:S66-3文献标识码:A 文章编号:1000-1700(2011)02-0131-05Molecular Breeding of Fruit Tree Rootstock Based on Systemic Acquired SilencingDAI Hong-yan,LIU Yue-xue,ZHANG Zhi-hong*(College of Horticulture,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China,China)Abstract :Grafting is the main method of propagation in fruit tree cultivation,so rootstock breeding is a very important research field in fruit tree breeding.Recently,studies showed that some mRNAs and small RNAs move between cells and transport long distance across the graft union.This review summarized the endogenous plant RNAs having long -distance transportability as demonstrated by experiments based on grafting,and introduced the principle and technology of gene silencing.The strategy of molecular breeding of fruit tree rootstock based on systemic acquired silencing was analyzed and its problem was discussed.The aim of this review is to provide ideas and guidance for further study on molecular breeding of fruit tree rootstock.Key words :fruit tree rootstock;molecular breeding;RNA transport;gene silencing在果树栽培生产中嫁接是主要的繁殖方式。
砧木与接穗之间相互作用,使砧木和接穗表现出不同的性状,从而影响果树的抗性、树势、产量和果品质量等,进而影响经济效益。
果树嫁接已经有两千多年的历史[1],但是砧木与接穗互作的机制至今不是十分清楚。
RNA 分子既具有贮存及转移遗传信息的作用,又可以作为核酶直接在细胞内发挥代谢功能。
一系列的研究表明,在植物体中,RNA 也可以作为活跃的信号分子调控基因表达。
这些RNA 可以在细胞间转移[2],并可以通过嫁接长距离传递至接穗的顶端分生组织[3]。
RNA 传递性的研究进展为果树砧木分子育种提供了全新的思路,即将编码小RNA (small RNA )或者能长距离运输的mRNA 的基因导入砧木中,当非转基因接穗嫁接到转基因砧木上后,砧木表达的外源RNA 分子可以运输到接穗,导致接穗性状改变[4]。
但是RNA 在砧木/接穗间传递的机制非常复杂,哪些RNA 分子具有传递性,影响RNA 传递能力的主要因素是什么?这些目前都不是很清楚。
而且至今的研究基本上都是以草本植物为试材。
本研究总结具有长距离传递能力的RNA 种类,提出基于系统获得性沉默原理的果树砧木分子育种策略并分析其可能性。
1mRNA 传递mRNA 是从DNA 转录合成的带有遗传信息的一类单链RNA ,为蛋白质合成的模板。
近年来的研究结果表明,蓖麻、拟南芥、大麦、甜瓜等植物的韧皮部汁液中有数百种mRNA [5],其中,PP16(与病毒移动蛋白同源的植物蛋白)[6]、NACP (NAC 结构域蛋白)[7]、PFP-T6(依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶与LeT6的融合基因)[8]、GAI (gibberellic acid insensitive )蛋白[9]、BEL5转录因子[10]和AUX/IAA14(生长素响应基因的转录阻遏蛋白)[11]的132··沈阳农业大学学报第42卷mRNA能够通过嫁接口长距离传递。
1999年美国加州大学戴维斯分校Lucas实验室的XOCONOSTLE-CáZARES等在《Science》上首次报道mRNA在植物体内长距离运输。
他们发现南瓜PP16基因的mRNA存在于南瓜筛管中,能够在细胞间移动,而且通过异种嫁接试验证明PP16基因的mRNA能够从作为砧木的南瓜长距离运输到作为接穗的黄瓜中[6]。
随后,同一实验室的RUIZ-MEDRANO等发现NACP的mRNA也能够在植物中长距离运输[7]。
同样采用异种嫁接试验的方法,KIM等[8]表明PFP-T6的mRNA能够穿过嫁接口到达接穗,并改变接穗的表现型。
关于mRNA的传递性研究,多研究mRNA从砧木到接穗的长距离运输,而BANERJEE等[10]在马铃薯上的研究结果表明,转录因子BEL5的mRNA能够从接穗向砧木长距离运输,进而增加马铃薯块茎数量。
目前mRNA传递研究集中在一、二年生草本植物上,近来,果树上也有报道,如宫磊等[5]成功地从鸭梨和杜梨中克隆了全长的NACP基因,并进一步证明了梨内源性的NACP基因mRNA可以通过韧皮部进行传递; KANEHIRA等[12]发现苹果的AUX/IAA14基因(MpSLR/IAA14)的mRNA能够通过嫁接口长距离运输。
2小RNA介导的基因沉默及传递2.1RNA沉默RNA沉默(RNA silencing),也称作RNA干扰(RNA interference,RNAi)或转录后基因沉默(posttranscriptional gene si1ence,PTGS),是指由RNA介导的通过核酸序列特异性相互作用抑制同源基因表达的现象。
1990年NAPOLI等[13]发现将强启动子驱动的查耳酮合成酶基因导入矮牵牛后,自身和内源的查耳酮合成酶基因都发生沉默,推断这种现象是RNA介导的,这是人们最早发现的基因沉默现象。
1998年FIRE等[14]在线虫中证明双链RNA能够阻断线虫特异基因的表达,并称其为RNA干扰。
此后,人们发现在水蛭、锥体虫、果蝇等无脊椎动物中RNAi都非常有效,而且在植物中也广泛存在,从此RNA沉默一直是分子生物学领域的一个研究热点。
业已表明,RNA沉默是长度为20~30nt的小RNA介导的。
2.2植物小RNA种类和特性植物细胞中存在miRNA(microRNA)、siRNA(small interfering RNA)、ta-siRNA(trans-acting small interfering RNA)和nat-siRNA(natural antisense siRNA)等内源的小RNA分子[15],其中最主要的是miRNA和siRNA。
miRNA是基因编码的长度约22nt的单链RNA分子,其前体是长约70nt具有茎环结构的RNA分子; siRNA没有特定的编码基因,是由处于异染色质区的重复序列和转座元件等转录产生,其长度约24nt的单链RNA分子,由长的双链RNA(dsRNA)分子切割产生。
病毒侵染和转基因也能诱发siRNA的产生。
植物体内的miRNA和siRNA都对具有RNaseШ活性的DCL蛋白切割产生,而且其作用都需要Argonaute蛋白[16]。
植物miRNA通过PTGS的方式使靶基因沉默,即通过切割靶基因的mRNA和翻译抑制两种方式使靶基因沉默[17]。
目前的研究表明,miRNA在植物生长发育及胁迫应答等方面都扮演着重要角色。
许多miRNA的靶标是转录因子,如miR156通过降解转录因子SPL(Squamosa promoter binding protein like)的mRNA而使拟南芥植株处于幼年期[18]。
miR160和miR167的靶标是生长素响应因子,而miR393的靶标是生长素受体蛋白TIR1,生长激素应答途径的调控影响植物的生长发育和对病菌的抗性[19]。
近来的小RNA高通量深度测序结果表明,植物细胞中80%以上的小RNA是siRNA[20]。
siRNA介导DNA 甲基化和转录基因沉默(transcriptional gene silencing,TGS),由于siRNA主要是处于异染色质区域的重复序列和转座元件转录产生的,所以siRNA的主要作用是维持基因组的完整性[21]。
2.3小RNA的传递性与系统获得性沉默RNA沉默现象在真核生物中普遍存在。
RNA沉默信号不仅局限于单个细胞内,而且还可以在细胞与细胞之间甚至由诱导部位向更远的组织传播,这种现象称为系统获得性沉默(systemic acquired silencing,SAS)[22]。
多个嫁接试验结果表明,转基因沉默的砧木能够有效地诱发接穗中产生相应的基因沉默现象[23-24]。
系统获得性沉默研究多以易于嫁接并且易于遗传转化的草本植物为试材,最近系统获得性沉默研究在木本植物上开始出现,如HATTASCH等[25]构建了针对gus基因的hpRNAi植物表达载体并转化苹果品种Pinova,以获得的hpRNAi转基因植株为砧木,以gus基因过量表达的嘎啦苹果转基因植株为接穗,嫁接4周后,20%~70%的嘎啦苹果叶片表现出gus基因被沉默的现象。