大豆在国内外农产品市场上占有重要的地位，因此提高大豆产量和优化大豆品质成为人们关注的热点，下面是搜集的一篇探究大豆性状改良中转基因技术的论文范文，欢迎阅读查看。
大豆[Glycinemax(L.)Merr]属于豆科、蝶形花亚科、大豆属的二倍体(2n=40)植物，起源于中国，后传入日本、欧洲、美国等地[1].大豆营养丰富，既是蛋白质作物，又是油料作物，可用作食品工业原料和饲用，在作物轮作制中占有重要地位。随着人们对自身生活品质和养生保健等方面的意识的增加，大豆逐渐发展成为备受人们欢迎的保健食品。
作物新品种的培育，一是通过常规育种手段，二是采用常规育种手段与现代生物技术相结合的方法。常规育种方法很难使作物在产量、品质和抗性等方面产生大幅度改进，因为控制产量的性状多数属于数量性状或多基因控制的质量性状，很难从表型上进行判断，这就需要育种人员具有较丰富的育种经验，而且常规育种的工作量大、周期长;且受作物遗传资源的限制，寻找作物优良性状的难度大。基因工程等生物技术手段在20世纪80年代迅速崛起，基因工程的出现为作物遗传育种开辟了一条新的道路。通过转基因技术，可将具有优良农艺性状的基因整合到作物基因组中，从而获得具有优良性状的转基因作物。通过这条途径克服了植物远缘杂交的不亲和性，可以准确的、有目的的对作物的品质等农艺性状进行定向的改良，大大缩短作物的育种周期。分子生物学和功能基因组学的快速发展将给育种工作者带来更广阔的发展空间。
1大豆遗传转化方法的新方向
随着人们对大豆油脂和蛋白质的需求增加，全世界范围内通过转基因技术和功能基因组学来提高大豆的品质和产量变得越来越重要，现有的大豆遗传分析和改良技术主要依靠重组再生和转化体系。目前，大豆转化中比较成功的方法有农杆菌介导的遗传转化体系和基因枪遗传转化方法，还有一些其他的转化技术也比较常见，例如电击法[2]、PEG法[3]、碳化硅介导法[4]、显微镜注射法[5]、叶绿体介导法[6]等。然而，这几种大豆遗传转化的方法都仅限于几个基因型中并且转化和筛选效率不高。因此，研究一种有效的、一致的遗传转化方法将会有助于促进大豆功能基因组学的发展和遗传转化技术的进步。
现最广泛使用的遗传转化方法多是农杆菌介导法，20世纪80年代，Hinchee等[7]首次以大豆品种Peking的子叶作为外植体，经农杆菌侵染，以抗生素作为筛选剂，获得了6%的含有报告基因gus基因和筛选基因nptII基因的转基因植株。此后，许多科学家对农杆菌介导法做了进一步的改良，以提高其转化效率[8-11],此法具有拷贝数少、整合基因完整、遗传稳定、重复性好、能转化大片段的目的基因等特点。但其在转化中会无意识插入一些无用的抗生素标记和激活子等，这一问题可引发潜在的生物安全问题，如环境问题和人类健康问题等。为了克服这些潜在的危险，科学家们致力于发展无标记转基因植株方法，共转化[12]、专一位点的共转化[13]和转座子介导的转化[14]等方法由此诞生。这些方法中共转化系统是最常用于无标记转化植株的方法，其原理是将标记基因和目的基因放在两个独立的质粒上再转入植株基因组中，经转化植株后代的遗传重组，目的基因在后代中与标记基因分离，得到无选择标记基因的转化植株。大部分农杆菌可以包含多个T-DNA,并且冠瘿瘤常与多个T-DNA共转化[15].Kamori等[12]通过试验找到一种合适的超级双元载体系统的共转化方法，已在水稻和烟草中生产出携带两个无标记T-DNA片段的特殊质粒。
在Komari的基础上，Lu等[17]进一步改进了质粒的构建方法，将两个独立的T-DNA序列改建成含双右边界T-DNA和一个左边界T-DNA的序列，转化的水稻植株有36%~64%的转基因后代目标基因与目的基因发生分离。近年来，Jonathan等[18]构建的双右边界载体pMarkfree5.0是将bar基因放在双右边界T-DNA序列中，克隆的β-葡萄糖醛酸酶和nptII基因(标记基因)在左边界T-DNA上，得到的转化烟草植株后代中有55.6%的植株抗卡那霉素，利用双右边界载体pMarkfree5.0共转化nptII基因和bar基因的频率是66.7%,并且两种基因在转化植株后代中共表达且各自分离。随着共转化系统的优化及新的理论的提出，育种家们即可创造出一种包含重要农艺性状及其它优良基因的全新植株。
针对植物性状改良的研究，功能基因组的发展同样受到科学家们的重视，比如，大段细菌人工染色体(bacterialartificialchromosome,BAC)和增强植物转化竞争力的双元质粒克隆[15]等已逐步深入到各种植株的研究中。在功能基因组研究中，BAC是一个基于大肠杆菌致育质粒(F因子)上的单拷贝的人工染色体载体。它在宿主细胞中稳定存在，可用于大规模的基因克隆[19].由于基因功能组中一些BAC库存在大量的亚克隆而不能直接转入植物中，人们又发展了双元细菌人工染色体(binarybac-terialartificialchromosome,BIBAC)库。BIBAC库基于BAC载体，同时含有大肠杆菌(E.coli)F因子质粒的复制起始点和发根土壤杆菌(Agrobacteriumrhi-zogenes)Ri质粒的复制子。这种载体也含有一个sacB基因作为大肠杆菌的阳性选择基因和植物的选择标记基因。它是一种既能用于克隆并构建基因组文库，又能进行转化，可将克隆的DNA片段导入植物基因组内的新型载体。自报道了BIBAC载体以来，这些载体已经应用于像烟草、油菜、番茄和水稻等模式植物的转化中[20-23].尽管转化效率很低，但是通过农杆菌介导的转化体系BIBAC载体作为单基因位点已经成功的作为大片段插入到这些作物中，被转入的T-DNA在几个世代中可稳定保持和遗传，也无基因沉默现象[22].Wang等[24]利用盐芥的BIBAC文库获得特异的抗盐BAC克隆，利用BIBAC文库可快速、高效筛选出特异性相关的DNA大片段，这将有利于加快高产、优质特异性品种的选育进程。然而，目前还没有使用BIBAC载体的大豆遗传转化体系，育种工作者正致力于此方向的研究。
大豆[Glycinemax(L.)Merr]属于豆科、蝶形花亚科、大豆属的二倍体(2n=40)植物，起源于中国，后传入日本、欧洲、美国等地[1].大豆营养丰富，既是蛋白质作物，又是油料作物，可用作食品工业原料和饲用，在作物轮作制中占有重要地位。随着人们对自身生活品质和养生保健等方面的意识的增加，大豆逐渐发展成为备受人们欢迎的保健食品。
大豆在国内外农产品市场上占有重要的地位，因此提高大豆产量和优化大豆品质成为人们关注的热点。
作物新品种的培育，一是通过常规育种手段，二是采用常规育种手段与现代生物技术相结合的方法。常规育种方法很难使作物在产量、品质和抗性等方面产生大幅度改进，因为控制产量的性状多数属于数量性状或多基因控制的质量性状，很难从表型上进行判断，这就需要育种人员具有较丰富的育种经验，而且常规育种的工作量大、周期长;且受作物遗传资源的限制，寻找作物优良性状的难度大。基因工程等生物技术手段在20世纪80年代迅速崛起，基因工程的出现为作物遗传育种开辟了一条新的道路。通过转基因技术，可将具有优良农艺性状的基因整合到作物基因组中，从而获得具有优良性状的转基因作物。通过这条途径克服了植物远缘杂交的不亲和性，可以准确的、有目的的对作物的品质等农艺性状进行定向的改良，大大缩短作物的育种周期。分子生物学和功能基因组学的快速发展将给育种工作者带来更广阔的发展空间。
2大豆遗传转化方法的新方向
随着人们对大豆油脂和蛋白质的需求增加，全世界范围内通过转基因技术和功能基因组学来提高大豆的品质和产量变得越来越重要，现有的大豆遗传分析和改良技术主要依靠重组再生和转化体系。目前，大豆转化中比较成功的方法有农杆菌介导的遗传转化体系和基因枪遗传转化方法，还有一些其他的转化技术也比较常见，例如电击法[2]、PEG法[3]、碳化硅介导法[4]、显微镜注射法[5]、叶绿体介导法[6]等。然而，这几种大豆遗传转化的方法都仅限于几个基因型中并且转化和筛选效率不高。因此，研究一种有效的、一致的遗传转化方法将会有助于促进大豆功能基因组学的发展和遗传转化技术的进步。
现最广泛使用的遗传转化方法多是农杆菌介导法，20世纪80年代，Hinchee等[7]首次以大豆品种Peking的子叶作为外植体，经农杆菌侵染，以抗生素作为筛选剂，获得了6%的含有报告基因gus基因和筛选基因nptII基因的转基因植株。此后，许多科学家对农杆菌介导法做了进一步的改良，以提高其转化效率[8-11],此法具有拷贝数少、整合基因完整、遗传稳定、重复性好、能转化大片段的目的基因等特点。但其在转化中会无意识插入一些无用的抗生素标记和激活子等，这一问题可引发潜在的生物安全问题，如环境问题和人类健康问题等。为了克服这些潜在的危险，科学家们致力于发展无标记转基因植株方法，共转化[12]、专一位点的共转化[13]和转座子介导的转化[14]等方法由此诞生。这些方法中共转化系统是最常用于无标记转化植株的方法，其原理是将标记基因和目的基因放在两个独立的质粒上再转入植株基因组中，经转化植株后代的遗传重组，目的基因在后代中与标记基因分离，得到无选择标记基因的转化植株。大部分农杆菌可以包含多个T-DNA,并且冠瘿瘤常与多个T-DNA共转化[15].Kamori等[12]通过试验找到一种合适的超级双元载体系统的共转化方法，已在水稻和烟草中生产出携带两个无标记T-DNA片段的特殊质粒。
在Komari的基础上，Lu等[17]进一步改进了质粒的构建方法，将两个独立的T-DNA序列改建成含双右边界T-DNA和一个左边界T-DNA的序列，转化的水稻植株有36%~64%的转基因后代目标基因与目的基因发生分离。近年来，Jonathan等[18]构建的双右边界载体pMarkfree5.0是将bar基因放在双右边界T-DNA序列中，克隆的β-葡萄糖醛酸酶和nptII基因(标记基因)在左边界T-DNA上，得到的转化烟草植株后代中有55.6%的植株抗卡那霉素，利用双右边界载体pMarkfree5.0共转化nptII基因和bar基因的频率是66.7%,并且两种基因在转化植株后代中共表达且各自分离。随着共转化系统的优化及新的理论的提出，育种家们即可创造出一种包含重要农艺性状及其它优良基因的全新植株。
针对植物性状改良的研究，功能基因组的发展同样受到科学家们的重视，比如，大段细菌人工染色体(bacterialartificialchromosome,BAC)和增强植物转化竞争力的双元质粒克隆[15]等已逐步深入到各种植株的研究中。在功能基因组研究中，BAC是一个基于大肠杆菌致育质粒(F因子)上的单拷贝的人工染色体载体。它在宿主细胞中稳定存在，可用于大规模的基因克隆[19].由于基因功能组中一些BAC库存在大量的亚克隆而不能直接转入植物中，人们又发展了双元细菌人工染色体(binarybac-terialartificialchromosome,BIBAC)库。BIBAC库基于BAC载体，同时含有大肠杆菌(E.coli)F因子质粒的复制起始点和发根土壤杆菌(Agrobacteriumrhi-zogenes)Ri质粒的复制子。这种载体也含有一个sacB基因作为大肠杆菌的阳性选择基因和植物的选择标记基因。它是一种既能用于克隆并构建基因组文库，又能进行转化，可将克隆的DNA片段导入植物基因组内的新型载体。自报道了BIBAC载体以来，这些载体已经应用于像烟草、油菜、番茄和水稻等模式植物的转化中[20-23].尽管转化效率很低，但是通过农杆菌介导的转化体系BIBAC载体作为单基因位点已经成功的作为大片段插入到这些作物中，被转入的T-DNA在几个世代中可稳定保持和遗传，也无基因沉默现象[22].Wang等[24]利用盐芥的BIBAC文库获得特异的抗盐BAC克隆，利用BIBAC文库可快速、高效筛选出特异性相关的DNA大片段，这将有利于加快高产、优质特异性品种的选育进程。然而，目前还没有使用BIBAC载体的大豆遗传转化体系，育种工作者正致力于此方向的研究。
3抗逆性改良的转基因大豆
