植物转基因技术（transgenic technology）又称遗传转化技术（genetic transformation），通常是指将已经克隆、分离的外源或者内源基因构建到特定的载体上，然后借助生物、化学或物理的手段转移到受体植物细胞基因组中，使目的基因能够在受体内遗传，实现在新背景下稳定表达和遗传，并赋予植物人们所需要的农艺性状（如抗病、抗虫、抗逆等）的方法。

转基因技术不仅为基因的表达调控和遗传的研究提供了一个理想的试验体系，尤其重要的是为植物特别是农作物的定向改良和分子育种提供了一个有效的途径和方法。

自1983年转基因植物问世以来，在这短短的近三十几年的时间里，转基因技术发展十分迅速，至今已有数百种植物转基因获得成功。

文章简要介绍常见的几种植物基因转化的方法、转基因技术的应用及其发展前景。

1 植物转基因技术的方法迄今为止转基因技术大致可划分为两类：一种是载体介导法，即利用另一种生物来实现基因的转入和整合，如农杆菌介导法、病毒介导法等，其中主要的方法就是农杆菌介导法；另一种是DNA直接摄取法，即将裸露的DNA通过物理或化学的方法直接转入植物细胞，如基因枪法、聚乙二醇（PEG）介导法、花粉管通道法、电击法、显微注射法、超声波导入法等。

目前较常用的几种植物转基因技术有农杆菌介导法、基因枪法、聚乙二醇（PEG）介导法及花粉管通道法。

1.1 农杆菌介导法 农杆菌介导法是目前双子叶植物遗传转化最常用的方法［1,2］。

它是将植物表达载体转入根癌农杆菌，以根癌农杆菌工程菌为介导，通过侵染受体植物后能将它所携带的Ti-质粒上的一段目的DNA 插入到受体细胞基因组中，从而实现新基因的导入与整合。

根癌农杆菌Ti-质粒转化系统是目前研究最多，技术方法最成熟的基因转化途径。

然而长期以来农杆菌介导转化方法仅局限于双子叶植物，直到近年来才在单子叶植物上有了重大突破［3，4］，如水稻［5］、玉米［6］和大麦［7］等。

1.2 基因枪法基因枪法于1987年由Sanford提出［8］，是指用钨粉或金粉包裹外源DNA，然后利用火药的爆炸、高压放电或高压气体驱动力，将制备好的钨粉或金粉颗粒加速，射击真空室中的细胞或组织从而导入外源基因，进而达到目的基因在受体细胞中稳定遗传和表达的目的。

该方法对靶细胞、受体材料来源基本无严格要求，小到细胞大至组织、器官等均可作为受体实现转化。

目前，通过基因枪技术，很多植物如水稻［9］ 、玉米 ［10］、小麦 ［11］、大豆［12］、土豆［13］、棉花［14］等均已获得成功。

此外，基因枪技术还能将外源基因转化线粒体和叶绿体，使转化细胞器成为可能［15］。

1.3 聚乙二醇介导法 目前最常用的化学诱导物质是聚乙二醇（PEG），PEG能与原生质体融合，通过改变原生质体膜的通透性，进而提高原生质体对外源DNA的吸收效率，达到基因转化的目的。

该方法具有以下几个优点：首先对细胞伤害小；其次也是最主要的优点是充分植物转基因技术及其应用黄 珊（福建省农业科学院水稻研究所，福建福州350018）摘 要：植物转基因技术是研究植物基因功能及对植物各种农艺性状进行改良的重要手段之一。

近几十年来，植物转基因研究已成为国内外植物分子遗传学研究的热点并取得显著进展。

文章综述了植物转基因技术的原理及迄今为止在植物中常见的转基因技术的方法，概括了植物转基因的应用现状与前景。

关键词：植物；转基因技术；应用中图分类号：Q78 文献标识码：A 文章编号：1008 - 9799（2012）01 - 0084 - 04收稿日期：2012 - 02 - 14作者简介：黄珊（1980－），女，助理研究员，研究方向：水稻遗 传育种。

利用原生质体具有摄取外来物质的特异性，通过改变膜的通透性导入外源目的基因，原理简单，操作方便，成本较低，并且可实现一次转化多个原生质体。

1.4 花粉管通道法 花粉管通道法起源于1974年，中国科学家周光宇在观察远源杂交时发现了染色体水平以下的杂交现象，之后提出了DNA导入的假设［16］，随后在此基础上设计了自花授粉后将外源DNA导入植物的技术，并称之为花粉管通道技术。

该方法的基本原理：在植物授粉后，花粉会在柱头上萌发形成花粉管通道，将外源DNA液用微量注射器注入花中，带入受精卵而自然发育成种子。

随后观察后代的变异，筛选出理想的转基因植株。

2 植物转基因技术的运用从基础理论研究到应用研究，植物转基因技术都得到广泛的运用。

它是研究植物基因功能及对植物各种农艺性状进行改良的重要手段之一。

迄今为止，国内外已得到60种以上转基因植物，其中玉米、棉花、马铃薯、烟草和大豆等已大面积种植。

实践证实，转基因植物的产业化，尤其是转基因农作物的产业化，不仅节约了大量劳力、提高了作物产量、减少杀虫剂、除草剂等有害农药的使用量，更给社会带来巨大的经济效益。

在国家各种项目基金的资助下，中国转基因植物的研究和应用取得了举世瞩目的成绩，其中获得显著进展的领域主要为以下几个方面。

2.1 抗除草剂 目前应用最广的抗除草剂基因为barstar（bar）基因，另外，抗溴苯腈的bxn（bromoxynil-specific nitrilase gene）基因和抗绿磺隆的csrl（chlorsulfuron）基因等作为选择标记基因，也被成功地用于不同作物的遗传转化。

抗除草剂转基因作物的研究和推广一直是热门研究领域。

全球已成功开发且商业化的作物主要有烟草、玉米、小麦、水稻、大豆、甜菜、棉花等，其中大面积种植的作物主要有玉米、大豆、棉花等。

在已培育出的数百种抗除草剂品种中，所抗的除草剂的种类主要有草铵膦、草甘膦、咪唑啉酮类等。

2.2 抗逆性 植物的抗逆性是指植物具有抵抗不利环境的某些性状，如抗虫、抗病、抗旱、抗寒、抗盐等。

通过转基因技术不仅获得了一些抗虫、抗病等转基因植株并且对植物抗逆的分子机制有了更加深入的了解。

最早被利用的抗虫基因主要来源于苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）的晶体毒素蛋白基因。

1987年我国首次成功地将Bt（Bacillus thuringiensis）基因利用农杆菌介导的方法转化番茄和烟草并筛选获得相应的转基因植株，在此基础上又陆续获得了转Bt基因的玉米、水稻、棉花等。

实践证实转基因植物在生产应用上表现比较突出。

例如中国广泛种植的转基因抗虫棉，中国科研人员以为解决棉花生产受棉虫严重危害的问题为出发点，在国家相关项目的支助下，由中国农业科学院生物技术研究所人工合成和改造的Bt基因，随后与江苏省农业科学院等单位合作，利用转基因技术将上述Bt基因导入中国长江、黄河流域的棉花品种，筛选获得高抗棉铃虫的转基因棉花。

此外，中国农业科学院棉花所、南京农业大学等科研单位进而以转基因抗虫棉为亲本，育成了一批优秀的转基因抗虫杂交棉组合，其抗虫能力在80% 以上，单产比主栽品种提高15%以上。

目前研究人员通过分子生物学手段已克隆获得众多抗病相关的基因，如白叶枯病抗性基因Xa21［17］、水稻矮缩病毒的外壳蛋白基因［18］、抗黄萎病和枯萎病的枯萎几丁质酶基因［19］和葡萄糖氧化酶基因［20］等。

研究者通过转基因技术获得相关的转基因株系并证实这些基因在植物病害胁迫中发挥着直接或者间接的关系。

某些基因的转基因植株已进入生产试验阶段，如北京大学研制开发的抗病毒甜椒和番茄已经通过商品化审批进入生产，目前已经在北京、辽宁、云南和福建等地累计种植数千亩［21］。

除了上述抗病虫还方面的研究进展，抗旱、抗寒、耐盐等转基因研究也有较大的进展。

此外，利用转基因等基因工程手段，植物抗逆机制也得到了深入的研究，包括获得与抗逆直接相关的基因、抗性基因的上下游作用因子以及蛋白的修饰作用机制等。

2.3 品质改良方面 通过转基因技术对植物进行品质改良，可获得口感好、营养成分高、具有某种保健功能或者生育期改变等具有人类所期望的良好品质的转基因植物。

例如，研究人员已成功地将其它物种的psy （phytoene synthase gene）、lcy（lycopene gene）等基因整合到水稻基因组中，改变水稻胚乳无法合成维生素A的现实，从而实现人们从水稻的食用中也能获得维生素A的设想。

再如，北京大学已成功将马铃薯作为生物反应器将编码必需氨基酸的基因转入马铃薯，获得含高必需氨基酸的马铃薯品系［22］。

3 应用前景转基因技术是现代生物技术的核心，是研究植物基因功能及对植物各种农艺性状进行改良的重要手段之一。

与传统育种相比较，运用该技术能够较快培育出优质、高产、高效、抗病虫、抗逆等新品种，进而有效减少肥料、农药投入，保护生态环境，保障人体营养健康。

目前全球转基因作物种植面积激增，累计推广已突破10亿hm2。

迄今为止，抗病番木瓜、抗虫棉花等7种转基因植物已在我国获得批准并发放了农业转基因生物安全证书［23］。

此外，转基因玉米、棉花、大豆、油菜等4种作物的进口安全证书也得到批准［23］。

因此国家及科研人员在确保转基因安全的基础上，推进转基因技术研究与应用是着眼于未来国际竞争和产业分工的重大发展战略，也是确保粮食安全的必然要求。

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