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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
-
1226
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1221
翟红和刘庆昌
, 2003)
。甘露醇除了间接诱导
Vir
基
因表达外，还有渗透剂的作用，可使细胞发生质壁
分离，细胞质变浓厚，减少转化对细胞的伤害，并
且利于转化细胞的有效恢复，增强瞬时表达和稳定
转化频率
(Ye et al., 1990)
。
1.2.1.3 AgNO3
在植物遗传转化中应用
AgNO3
，不仅可增强植
物细胞的感受态，还能抑制共培养过程中农杆菌的
过度生长，提高农杆菌的转化效率。在甘薯遗传转
化中，在预培养基中加入
AgNO
3
不利于转化，而在
共培养中添加适当浓度的
AgNO
3
则能极大促进甘
薯的遗传转化频率
(
陈永文等
, 2002;
凌键等
,
2004)
。在甘薯遗传转化中，使用的
AgNO
3
浓度通
常为
1 mg/L~10 mg/L
，浓度过大会造成愈伤黄化甚
至坏死，对细胞产生毒害
(Sharma et al., 1990)
。
1.2.2
共培养时间
共培养是转化的关键环节，农杆菌的附着、
T-DNA
的转移及整合均在该环节完成。研究表明，
农杆菌在附着到受体细胞
16 h
之后才开始转化，因
此必须控制好共培养时间。共培养时间过短，
T-DNA
转移过程不能完成；共培养时间过长，农杆
菌过度繁殖从而不能有效抑制。在甘薯上，经优化
的农杆菌共培养时间为
3 d~5 d (
王关林和方洪筠
,
2000,
植物基因工程原理与技术
, pp.393)
。因不同研
究采用的甘薯基因型、农杆菌菌株及外植体种类不
同，因此结果存在差异，如高峰等
(2001)
以“新大
紫“的茎段外植体为材料，探索出最佳共培养时间
为
2 d
；而翟红和刘庆昌
(2003)
以栗子香胚性悬浮细
胞为受体，结果表明共培养
4 d
时，其
GUS
基因瞬
时表达率最高。
1.2.3
选择压
不同植物对抗生素的敏感性不同，要根据受体
材料的特性确定最适宜的选择压。如
Gama
等
(1996)
在甘薯品种“
White star
”的遗传转化中发现，抑
制非转化愈伤组织的卡那霉素浓度为
25 mg/L
，而
翟红和刘庆昌
(2003)
以甘薯品种“栗子香”的胚
性悬浮细胞为材料，得出的适宜的
Kn
浓度为
50 mg/L~75 mg/L (
悬浮培养阶段
)
和
100 mg/L (
增
殖培养阶段和植株再生阶段
)
。
1.2.4
选择方法
研究表明，适当的延迟选择培养能提高转化效
率。翟红和刘庆昌
(2003)
比较了共培养后立即选择
和延迟选择两种方法对栗子香胚性悬浮细胞转化
效率的影响。结果表明，延迟选择
6 d
时，抗性愈
伤形成率最高，达
47.7%
，而用直接筛选的方法最
后得到抗性愈伤形成率仅为
27.7%
。
1.2.5
侵染时间
控制好侵染时间，有助于减少后继培养中可能
造成的污染，减轻农杆菌对植物细胞的毒害。研究
中采用的侵染时间均不超过
10 min (Wakita et al.,
2001; Xing et al., 2007; 2008)
。侵染时间的确定还需
考虑到菌液浓度，当菌液浓度过高时，即使侵染时
间很短，农杆菌也会在外植体表面生长过旺，掩埋
整个外植体，最终导致外置体褐变并死亡
(
凌键等
,
2004)
。
总之，根癌农杆菌介导的遗传转化受众多因素
的影响，同时各因素间存在互作，如甘薯基因型与
选择压、
AS
与
pH
，菌液浓度与侵染时间等，要想
获得较高的转化效率，必须根据外植体的特性对每
个影响因子进行深入研究。
2
根癌农杆菌介导的甘薯有益性状基因的转化
随着甘薯遗传转化体系的不断优化，甘薯遗传
转化取得了重大进展。目前已有抗生物胁迫
(
抗虫、
抗病毒、抗真菌病害
)
、改良作物品质、抗非生物胁
迫
(
抗除草剂、抗旱抗寒等
)
等三大类基因转入甘薯
基因组中，并获得了转基因植株
(
表
2)
。
3
问题及展望
根癌农杆菌介导的以胚性愈伤组织为受体材
料的转基因体系的建立推动了甘薯转基因技术走
向成熟，但是胚性悬浮系建立后很长一段时间，仅
利用少数非主栽品种获得了转基因植株，在生产上
难以形成规模，甘薯基因型的依赖性成为制约甘薯
转基因技术应用的瓶颈。经过近几年的探索和研
究，目前已建立适宜多个甘薯主栽品种的非基因型
依赖性遗传转化体系
(Yang et al., 2011)
，为甘薯的遗
传改良及功能基因组学研究搭建了平台。尽管甘薯
转基因技术趋于成熟，但还有许多亟待解决的问
题，如甘薯遗传资源匮乏、优异野生种利用困难；
相对于马铃薯等其他作物，甘薯特殊的营养和淀粉
品质有待改良；甘薯病毒及病虫害严重制约了甘薯
的产业化；抗生素等筛选标记基因的应用引发的人
们对转基因植物环境安全性的担忧等。