抗逆转基因植物

抗逆转基因植物第1页/共5页土壤盐渍化是限制植物生长、导致农作物减产的重要因素。在盐胁迫下植物的外部形态和内部生理特性都发生一系列变化：①盐胁迫能抑制植物组织器官的生长，加速发育过程，使营养生长期和开花期缩短。②盐胁迫对植物的光合作用具有抑制效应，光合作用的有关酶类受到抑制，导致植物光合作用能力下降。③植物内源激素发生改变，如脱落酸(abscisicacid，ABA)的水平明显上升。植物的耐盐是在一系列酶的调节下而发挥作用的，这些酶或蛋白分别参与植物的渗透调节、离子区域化和离子的选择吸收。参与植物细胞内渗透调节的是一类小分子有机化学物如脯氨酸、甜菜碱等，这些小分子的合成酶是耐盐相关基因研究的一个重点。通过对渗透调节剂合成基因的克隆和转移，可大大提高植物的抗盐性。将大肠杆菌和菠菜的醛脱氢酶基因转移到烟草中，获得了具有高抗盐能力的转基因植株。将枯草杆菌果聚糖合成酶基因转化烟草细胞后，也获得了具有高抗盐的转化株。跨膜运输蛋白对植物的耐盐性也起重要作用，它决定植物细胞内盐离子浓度的水平。第2页/共5页抗冻转基因植物。植物在长期的进化过程中形成了一套与相应环境相适应的保护机制，改变植物生活环境因素如将生活在热带或亚热带的植物移栽到寒带可能导致植物死亡，其原因是热带植物缺乏对过低温度的保护机制。然而，人口增长的巨大压力要求我们迅速扩大农作物的种植面积和区域，培育耐寒和抗冻的植物品种无疑是一种最佳的选择。抗冻蛋白(antifreezeprotein，AFP)是一种能降低冰点和减少冰晶生长速度的蛋白质，在许多生物包括动物和植物中都存在抗冻蛋白。目前研究的最多的是鱼类动物的抗冻蛋白，生活在两极的海洋鱼类主要靠血液中的AFP来降低体液的冰点，以防止因体液冻结而死亡。抗冻蛋白分为两大类：含糖的抗冻蛋白和不含糖的抗冻蛋白。以鱼类的抗冻蛋白处理植物组织细胞，可减少细胞的冰晶生长、降低冰冻温度。将黄盖鲽AFP基因转移到番茄和烟草中，其组织提取物冰晶的生长明显受到抑制。Hhomashow等将CBFl(C-repeatingbindingfactor)基因导入拟南芥，诱导一系列低温调节蛋白的表达，使未经低温驯化的植株具有较强的抗寒能力，能抵御寒冷的气候。第3页/共5页抗除草剂转基因植物。在大田中杂草能与农作物争夺空间、阳光和各种养分，导致农作物减产。发达国家每年使用化学除草剂的费用高达百亿美元，然而除草剂对农作物的生长会造成一定的影响，这就限制了除草剂的应用。解决除草剂对作物的伤害可从两方面考虑：一是使用对作物伤害较小的除草剂，二是将抗除草剂的基因导入作物中。草甘膦(glyphosate)是一种广谱的有机磷除草剂，对许多一年生或多年生杂草有很强的抑制作用，其除草机理是抑制叶绿体芳香族必需氨基酸生物合成途径中的5-烯醇式丙酮酸基莽草酸-3-磷酸盐合成酶(EPSPS)的活性。将矮牵牛花的EPSPScDNA重组到CaMV35S启动子控制下的表达载体中并导入矮牵牛细胞中，转化的愈伤组织中EPSPS的含量增加了20—40倍，由愈伤组织再生的转基因植株在施加高浓度草甘膦的田