文/ 李芙蓉

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心 石家莊 050000

小麥?zhǔn)侨祟愔饕募Z食作物，其不僅蘊含著豐富的蛋白質(zhì)，同時還有維生素、纖維素等多種人體所必須的物質(zhì)。隨著人口數(shù)量的增加，對小麥的需求量也在逐漸的增加，我國已經(jīng)培育出好多品種的小麥，很大程度的提升了小麥的產(chǎn)量。但是隨著耕地面積的不斷減少、人口不斷的增長，小麥的生產(chǎn)面臨著很大的問題。轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠打物種之間的基因交流，按照種植的需要進(jìn)行基因的人工重組，從而充分的利用基因，有效的縮短育種的時間。現(xiàn)階段的小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)還存在著很多問題，需要進(jìn)行不斷的改進(jìn)。

1 小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究現(xiàn)狀

從方法上來說，小麥的轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以分為兩類，第一類是在培養(yǎng)的時候不依賴組織培養(yǎng)，如顯微注射法和花粉管通道管，第二類方法需要依賴組織培養(yǎng)，比如農(nóng)桿菌介導(dǎo)法、電擊穿孔法、基因槍法等。其中基因槍法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)法是現(xiàn)階段比較常見的技術(shù)，其操作簡單、受體的組織具有比較強(qiáng)的可再生能力。

1.1 基因槍法

世界上的第一株抗除草劑的轉(zhuǎn)基因小麥就是利用基因槍法研究而生的，在這之后，基因槍法又將多個優(yōu)良的特性導(dǎo)入到小麥中?；驑尫ǖ霓D(zhuǎn)化效率主要由小麥再生體系決定的，在轉(zhuǎn)化的過程中，通過加入氯化鈣和亞精胺，提高微彈與核酸之間的結(jié)合力，同時要注意選擇合適的表達(dá)載體和宿住，優(yōu)化基因的參數(shù)，從而提高轉(zhuǎn)化效率。要注意控制溫度和病蟲對小麥供體的侵害，保證受體組織在轉(zhuǎn)化時的細(xì)胞全能性。

基因槍法具有很多特點，比如宿主廣泛、操作簡單、可控制強(qiáng)等，但是也有很多的缺點，比如在轟擊的過程中，容易發(fā)生骨架載體的插入、多拷貝之間的整合、DNA斷裂等，在宿主的染色體上多基因的整合會使外源基因表達(dá)水平的不同，甚至可能發(fā)生基因沉默的現(xiàn)象，因此在使用基因槍法是要尤為注意。

1.2 農(nóng)桿菌介導(dǎo)法

農(nóng)桿菌介導(dǎo)法在1994年研發(fā)成功，這種方法證實了外源基因可具有遺傳的作用。影響小麥農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化效率的因素有很多，比如受體基因的類型、接種的時間、農(nóng)桿菌的濃度、載體的類型等，相關(guān)的研究表明，農(nóng)桿菌介導(dǎo)法的轉(zhuǎn)化率高于基因槍法，其單拷貝的轉(zhuǎn)基因植株的幾率也很高。農(nóng)桿菌介導(dǎo)法操作簡單、整合的位點很穩(wěn)定，同時還可以轉(zhuǎn)移大DNA片段，在現(xiàn)階段是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。

2 小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用情況

轉(zhuǎn)基因小麥主要面對的是以下幾方面的問題，抗病、抗蟲、提高產(chǎn)量、改良小麥品質(zhì)這幾方面。

2.1 抗病轉(zhuǎn)基因小麥

在小麥的生長階段內(nèi)，容易受到很多病癥的侵害，比如白粉病、紋枯病、黃花葉病等，每年因為病害的原因造成小麥減產(chǎn)20%之多，因此在進(jìn)行小麥的轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用時，首先要提升小麥的抗病性。

在進(jìn)行小麥抗病性轉(zhuǎn)基因操作中，被用來移植的轉(zhuǎn)基因主要有抗病程蛋白類基因、幾丁質(zhì)酶基因、類甜蛋白基因等，比如大麥幾丁質(zhì)酶能夠明顯的提升小麥抵抗白粉病的能力；抗菌肽蛋白類基因，如核糖體失活蛋白基因，能夠提升小麥的抗黑粉真菌的特性；植保素類基因，能夠增強(qiáng)小麥對白粉病的抗性；抗病毒類基因，比如外殼蛋白基因等，通過基因槍將小麥感染的黃花葉病毒復(fù)制酶基因?qū)氲叫←準(zhǔn)荏w中。從目前的研究上看，轉(zhuǎn)化的大部分為單個抗病基因，再通過多種抗病基因之間的聚合，從而將小麥培育成抗病轉(zhuǎn)基因小麥。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)帶有抗病性的轉(zhuǎn)基因小麥，讓小麥免受紋枯病、白粉病等病癥的侵害，是我國轉(zhuǎn)基因小麥研究的重點。

2.2 抗蟲轉(zhuǎn)基因小麥

影響小麥產(chǎn)量的另一個重要的因素就是害蟲的侵害，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，對小麥產(chǎn)生危害的害蟲可達(dá)百余種，常見的有麥蚜蟲、麥蜘蛛、麥葉蜂等，害蟲造成的小麥減產(chǎn)不亞于病癥的侵害，隨著全球變暖，害蟲的繁衍速度在不斷的增加，其危害的面積正在不斷的擴(kuò)大，因此，研究小麥的抗蟲性也很重要。

在進(jìn)行抗蟲性轉(zhuǎn)基因小麥的研究中，涉及的主要基因有蛋白酶抑制劑基因，比如胰蛋白酶抑制基因，能夠有效的抑制害蟲幼卵的存活，但是對葉面上的害蟲影響不大；外源凝集素基因，比如半夏凝集素基因，能夠有效的防止翅目類的害蟲。通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將基因轉(zhuǎn)入到小麥中，能夠有效的降低蚜蟲的存活率，提升小麥的抗蟲性。

2.3 抗逆轉(zhuǎn)基因小麥

小麥的生長還會受到環(huán)境因素的影響，比如干旱地帶、低溫地帶、鹽堿地帶等，由于我國耕地面積有限，為了充分運用有限的耕地，需要研發(fā)出抗逆轉(zhuǎn)基因小麥。在進(jìn)行抗逆轉(zhuǎn)基因小麥研發(fā)中涉及的基因主要有聚糖蔗糖酶基因、胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白基因等，將這些基因轉(zhuǎn)入到小麥中，發(fā)現(xiàn)植株在抗干旱、濕重等方面都有很大的提升。細(xì)胞膜上離子排運基因能夠提升小麥的抗鹽堿能力；調(diào)控基因能夠增強(qiáng)小麥的抗旱能力。

小麥的抗逆轉(zhuǎn)基因的研究在轉(zhuǎn)基因小麥研究中占了很高的比重，這些抗逆相關(guān)的基因可以有效的提升小麥的抗逆性，從而讓小麥在比較差的生長環(huán)境中獲得較高的產(chǎn)量。

3 結(jié)語

小麥的轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究是我國農(nóng)業(yè)上研究的重點，我國人口數(shù)量多，人均耕地面積少，因此小麥的轉(zhuǎn)基因研究關(guān)系到了我國的群眾溫飽問題。在進(jìn)行小麥轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用中，要根據(jù)基因的特點選擇合適的轉(zhuǎn)入方法，同時要注意提升小麥的各項特性，比如抗病能力、控蟲害能力等。要不斷的提升小麥的產(chǎn)量，增強(qiáng)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的技術(shù)水平，同時要積極的進(jìn)行新技術(shù)的研發(fā)，讓小麥的轉(zhuǎn)基因技術(shù)更好的發(fā)揮其作用。

[1]劉永偉, 徐兆師, 杜麗璞, 徐惠君, 李連城, 馬有志, 陳 明. 病毒復(fù)制酶基因 Nib8和 ERF 轉(zhuǎn)錄因子 W17基因槍法共轉(zhuǎn)化小麥. 作物學(xué)報, 2007,33(9): 1548-1552.

[2]董福雙,張艷敏,楊帆,等.小麥芽生長點的基因槍轉(zhuǎn)化技術(shù)研究.華北農(nóng)學(xué)報,2009,24（5）:1-6.