轉(zhuǎn)基因技術(shù)在改良玉米淀粉品質(zhì)中的應(yīng)用
轉(zhuǎn)基因技術(shù)在改良玉米淀粉品質(zhì)中的應(yīng)用
改良玉米的品質(zhì)，要從玉米種淀粉入手，淀粉是覺(jué)得玉米品種的一個(gè)關(guān)鍵因素，而直鏈淀粉又是淀粉中的決定因素。因此我們對(duì)淀粉進(jìn)行分析的時(shí)候，我們要借用直鏈淀粉測(cè)定儀來(lái)對(duì)玉米中直鏈淀粉進(jìn)行測(cè)定，然后提出改良方案。今天我們主要是介紹轉(zhuǎn)基因技術(shù)在改良玉米淀粉品質(zhì)中的應(yīng)用。
在過(guò)去十年中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)飛速發(fā)展。轉(zhuǎn)基因是通過(guò)某種方法將目的基因?qū)朐|(zhì)體，目前玉米上常用的兩種方法為基因法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)法。由于基因法重復(fù)性好，目前仍是玉米主要的轉(zhuǎn)基因方法。利用該方法，許多實(shí)驗(yàn)室得到了轉(zhuǎn)基因植株。一般來(lái)說(shuō)，利用該方法得到轉(zhuǎn)基因植株的頻率較低，而且大量的轉(zhuǎn)基因植株為多拷貝插入，容易發(fā)生基因沉默現(xiàn)象。
運(yùn)用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法在玉米上得到轉(zhuǎn)基因植株的報(bào)道很少。與基因槍法相比，該方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)入拷貝數(shù)少，從而降低了轉(zhuǎn)基因沉默頻率，提高了轉(zhuǎn)基因的效率。理想條件下，在玉米中利用該方法獲得轉(zhuǎn)基因植株的再生頻率為1．0%～4．3%;而且單拷貝插入的頻率達(dá)35%，遠(yuǎn)高于基因槍法的17%。
近年來(lái)，基因工程改良玉米淀粉品質(zhì)成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)，并取得了顯著的進(jìn)展。Rah-man(1994)對(duì)通過(guò)基因工程生產(chǎn)面筋品質(zhì)優(yōu)良、不含B型淀粉粒的軟粒玉米和改變直/支鏈淀粉比例進(jìn)行了探討。
淀粉分支酶和淀粉粒束縛淀粉合成酶Ⅰ可影響直/支鏈淀粉比例，因此通過(guò)改變淀粉分支酶和淀粉粒束縛淀粉合成酶Ⅰ的表達(dá)水平可以改變玉米品系淀粉結(jié)構(gòu)。用基因槍法將淀粉分支酶表達(dá)載體與選擇性標(biāo)記基因一起導(dǎo)入玉米盾片和培養(yǎng)的細(xì)胞，得到了缺失1個(gè)或2個(gè)淀粉粒束縛淀粉合成酶Ⅰ位點(diǎn)的玉米系。另外，利用遺傳工程，可以得到不同位點(diǎn)缺失的材料，得到富含支鏈淀粉的玉米。
雖然目前有關(guān)淀粉理化特性與加工品質(zhì)的關(guān)系及其基因表達(dá)調(diào)控方面的研究遠(yuǎn)落后于玉米蛋白的研究，而玉米的研究又落后于水稻、玉米和其它作物的研究，但在不久的將來(lái)，對(duì)玉米淀粉特性的研究將會(huì)有所突破。這有賴于參與淀粉合成的基因及其作用的進(jìn)一步闡明，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，分子標(biāo)記輔助選擇育種的發(fā)展，檢測(cè)淀粉結(jié)構(gòu)和理化特性的分析技術(shù)的發(fā)展。需要的種質(zhì)來(lái)源于兩個(gè)方面:一是利用分子標(biāo)記輔助選擇，如已得到的糯性玉米;另外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)將用于控制玉米內(nèi)源基因的表達(dá)，并轉(zhuǎn)入不同來(lái)源的新基因。盡管基因槍法目前仍是玉米上應(yīng)用廣泛和可靠的方法，但農(nóng)桿菌介導(dǎo)法可能將來(lái)更有生命力。
