分子植物育种
(
网络版
), 2016
年
,
第
14
卷
,
第
1001
-
1006
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2016, Vol.14, 1001
-
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利用非除草剂抗性和非抗生素抗性的选择标
记，将无疑会减少对环境和生物安全的潜在危害。
manA
基因可能是一种比较理想的非毒性选择标
记基因，该基因编码磷酸甘露糖异构酶
(PMI)
，能
够将甘露糖
-6-
磷酸转化成果糖
-6-
磷酸。转化细胞
能够以甘露糖作为碳源而正常生长，而非转化细
胞则由于没有可利用的碳源停止了生长
(Gao et al.,
2005b)
。目前，已有多项研究利用
manA
基因对
高粱转化株进行选择，并取得了良好的效果
(Gurel
et al., 2009; Gao et al., 2005b; Gurel et al., 2012;
Wu et al., 2014)
。
4.2
报告基因
报告基因是一类可以非常方便地通过瞬时表
达来检测其表达产物的基因，将其与目的基因相
融合，可以通过报告基因的表达情况来确定转化
的目的基因是否得到表达。农杆菌介导的高粱转
化中，应用最为广泛的报告基因为编码β
-
葡萄糖
苷酸酶
(GUS)
的
gus
基因
(Zhao et al., 2000; Jeoung
et al., 2002; Carvalho et al., 2004; Howe et al., 2006;
Nguyen et al., 2007; Verma et al., 2008; Lu et al.,
2009; Indra Arulselvi et al., 2010; Ignacimuthu et al.,
2014; Zhang et al., 2014)
。然而，利用
GUS
作为一
个报告系统的最大缺点是它需要一个破坏性的实
验，妨碍了所鉴定的转化组织的进一步增殖和再
生
(Girijashankar and Swathisree, 2009)
。
另外一个重要的报告基因
gfp (
编码绿色荧光
蛋白
GFP)
也被成功应用于农杆菌介导的高粱遗
传转化研究
(Jeoung et al., 2002; Gao et al., 2005a, b;
Gurel et al., 2009; Shridhar et al., 2010; Gurel et al.,
2012)
。该报告系统是一个不具破坏性的可视系
统，有利于所鉴定转化组织的恢复。可见，在转
基因植株的早期检测过程中
GFP
系统要优于
GUS
系统
(Girijashankar and Swathisree, 2009)
。此外，
另外两种可视报告系统，即
DsRed (
编码红色荧光
蛋白
)
和
YFP (
编码黄色荧光蛋白
)
也被用于农杆菌
介导的高粱转化研究中
(Wu et al., 2014)
。
5
问题及展望
农杆菌介导法能够产生较高的转化效率，并
且能将单拷贝基因插入基因组并进行整合，是至
今用于高粱遗传转化的最有效的方法。然而，从
2000
年首次报道农杆菌介导的高粱遗传转化以
来，至今成功的例子仍然非常有限。目前，利用
农杆菌介导法进行高粱遗传转化所面临的主要问
题包括：
(1)
高粱组织培养过程中产生的酚类物质
会造成植物组织的坏死，严重影响转化植株的再
生；
(2)
对基因型与外植体要求较高，缺乏成熟的
转化方法，难以建立高效转化的体系；
(3)
大部分
研究主要集中在提高转化和再生频率上，只有少
数农艺性状基因在以农杆菌介导的高粱遗传转化
中得以应用。
随着利用农杆菌介导法进行高粱遗传转化的
转化策略和转化机制的不断研究与发展，今后的
研究可集中在以下几个方面：
(1)
不断优化高粱的
组织培养和再生体系，提高转化植株的再生频率；
(2)
改善转化方法，对基因型与外植体，农杆菌株，
以及选择、筛选系统等影响转化的关键参数进行
进一步的优化；
(3)
将更多农艺性状相关基因应用
于农杆菌介导的高粱遗传转化，获得具有高品质、
抗病虫害等有益性状的转基因植株。相信通过以
上努力，必将能提高农杆菌介导的高粱遗传转化
的效率，拓宽转化范围，并极大地促进高粱转基
因研究工作的发展。
作者贡献
邵玉涛是本综述的主要撰稿人，负责完成资
料的收集整理以及论文初稿的撰写；王振杰，贾
晋和潘建刚参与部分资料的收集和论文内容的修
改。全体作者都阅读并同意最终的文本。
致谢
本研究由内蒙古自治区高等学校科学研究项
目
(NJZY152)
和内蒙古科技大学创新基金项目
(2014QDL008)
共同资助。
参考文献
Carvalho C.H.S., Zehr U.B., Gunaratna N., Anderson J.,
Kononowicz H.H., Hodges T.K., and Axtell J.D., 2004,
Agrobacterium-mediated transformation of sorghum:
factors that affect transformation efficiency, Genet Mol
Biol, 27(2): 259-269
Cheng M., Lowe B.A., Spencer T.M., Ye X.D. and Armstrong
C.L., 2004, Invited Review: Factors influencing
Agrobacterium-mediated transformation of monocoty-
ledonous species, In Vitro Cellular and Developmental
Biology-Plant, 40(1): 31-45
