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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1218
-
1226
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1218
-
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http://mpb.5th.sophiapublisher.com
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导致常规育种周期长、目标基因不明确，严重制约
了甘薯产业的发展，甘薯转基因技术可弥补其不
足，可在短时间内定向改良现有品种的农艺性状，
实现种质创新。
目前用于植物遗传转化的方法主要有农杆菌
介导法、基因枪法和电击法。对甘薯的遗传改良多
集中在数量性状
(
如产量、抗病虫害、品质等
)
，相
关基因片段较大，多成簇排布
(
李卫等
, 2000,
科学
通报
, 45(8): 798-807)
。根癌农杆菌介导法无包装限
制，加上拷贝数低、遗传稳定、目标明确等优点，
该法成为目前研究最清楚、应用最成功的转化方
法。在已获得的近
200
种转基因植物中，约
80%
是
由该菌介导完成
(
王关林和方洪筠
, 2000,
植物基因
工程原理与技术
, pp.361)
。自
1987
年
Eilers
利用甘
薯品种
Jewel
获得首个转基因愈伤组织和少量植
株，到目前甘薯遗传转化已取得较大进展。本文详
细论述了根癌农杆菌介导甘薯遗传转化的影响因
素，并简要列举了有益性状基因转化甘薯的进展，
分析甘薯遗传转化目前面临的问题，并展望了未来
发展方向和前景，以期对未来甘薯遗传转化研究提
供参考。
1
根癌农杆菌介导甘薯遗传转化影响因素
根癌农杆菌是否实现外源基因的导入并发生
整合与表达，取决于
vir
基因是否活化和植物细胞
的感受态，通过直接或间接影响
vir
基因和植物细
胞感受态可以影响转化效率。影响转化效率的因素
可归为遗传和环境因素两大类
(
邹智和卢长明
,
2008)
，其中遗传因素包括根癌农杆菌和甘薯两方
面。环境因素包括诱导物、共培养时间、选择压、
侵染时间等。影响甘薯遗传转化效率的因素也归为
遗传因素和环境因素。
1.1
遗传因素
1.1.1
菌株类型
目前，在甘薯遗传转化中应用的菌株主要是根
癌农杆菌
(
表
1)
。农杆菌对受体的吸附能力与菌株类
型有关，因此不同菌株对同一外植体的感染能力不
同。鲁迪慧
(1998)
以甘薯的近缘野生种
I. triloba
为
材料，比较了菌株
LBA4404
、
GV3111SE
、
A2083SE
和
EHA101
的转化效率，结果表明，
EHA101
的转
化频率较高；
Otani
和
Shimada (2001)
以菌株
EHA101
、
LBA4404
、
R1000 (
均携带
GUS
基因
)
感染甘薯胚性
愈伤组织，同样表明菌株
EHA101
GUS
基因瞬时表
达率最高，蒋盛军
(2003)
的研究也表明，菌株
EHA101
较
LBA4404
有更高的遗传转化率。因此，
EHA101
是较为理想的转化菌株。
EHA105
是
EHA101
的衍生菌
(
王关林和方洪筠
, 2000,
植物
基因工程原理与技术
, pp.373)
，在近年的甘薯遗传
转化中也被广泛使用。
表
1
用于甘薯遗传转化的根癌农杆菌菌株
Table 1 Different strains of
Agrobactrium tumefaciens
used in genetic transformation of sweetpotato
菌系
Mycelium
菌株
Strains
作者及年份
Authors and years
Nop
A208SE
翟红和刘庆昌
, 2003
Oct
LBA4404
Newell et al., 1995;
罗红蓉等
, 2002;
蒋盛军
, 2003;
蒋盛军等
, 2004;
高峰等
,
2001;
臧宁等
, 2008;
毕瑞明和高峰
, 2007; Yang et al., 2011
Agr/ Suc
EHA101
EHA105
Gama et al., 1996; Otani et al., 2003;
蒋盛军
, 2003; Shimada et al., 2006;
李强
,
2005a;
王欣等
, 2006
Choi et al., 2007; Song et al., 2004; Zang et al., 2009; Gao et al., 2011a; 2011b;
Xing et al., 2007; Xing et al., 2008
1.1.2
菌液浓度
由于菌株类型和植物材料的差异，不同研究所
得出的最佳侵染浓度不同，如凌键等
(2004)
用菌株
N9-1
与北京
553
的茎段外植体进行共培养，得出
OD
600
=0.4
，侵染时间
4 min
为甘薯较适宜的感染浓
度和侵染时间；李强等
(2005a)
研究表明，菌液
(EHA101)
浓度处于
OD
600
=0.1~0.9
之间时，徐素
18
的遗传转化效率无显著变化；而
Xing
等
(2007)
以徐
55-2
为材料，结果表明当菌液
(EHA105)
浓度
OD
600
=0.8
时，
GUS
瞬时表达率最高。虽然不同研