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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1025
-
1031
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1025
-
1031
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1025
评述与展望
Review and Progress
甘露糖安全选择体系在观赏植物转基因中的应用
孙佳琦
,
张启翔
北京林业大学园林学院
,
国家花卉工程技术研究中心
,
北京
, 100083
通讯作者
: zqx@bjfu.edu.cn;
作者
分子植物育种
, 2012
年
,
第
10
卷
,
第
4
篇
doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0004
收稿日期：
2011
年
12
月
29
日
接受日期：
2012
年
02
月
21
日
发表日期：
2012
年
02
月
24
日
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中文
)
：
孙佳琦
,
张启翔
, 2012,
甘露糖安全选择体系在观赏植物转基因中的应用
,
分子植物育种
(online) Vol.10 No.4 pp.1025-1031 (doi: 10.5376/mpb.
cn.2012.10.0004)
引用格式
(
英文
)
：
Sun J.Q., and Zhang Q.X., 2012, Application of mannose safety selection system in transgenic ornamental plants, Fenzi Zhiwu Yuzhong (online) (Molecular
Plant Breeding) Vol.10 No.4 pp.1025-1031 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0004)
摘
要
本文从已应用甘露糖安全选择体系的园艺植物种类、临界筛选浓度及影响该系统转化效率的因素等三个方面，探
讨了该体系在观赏植物转基因中的应用；从甘露糖对人体和环境的安全性评价、甘露糖与其他筛选剂的价格比较和转化效率
等三个角度讨论了甘露糖安全选择体系的应用前景；同时，从原理和应用两个角度探讨了该系统存在的问题：该体系的作用
原理使之不适用于少数内源
PMI
活性较高的植物种类，而应用方面甘露糖筛选的临界浓度及转化效率存在较大差异。
关键词
甘露糖选择体系；
pmi
基因；安全转基因；转基因观赏植物
Application of Mannose Safety Selection System in Transgenic Ornamental
Plants
Sun Jiaqi , Zhang Qixiang
College of Landscape Architecture, Beijing Forestry University, China National Engineering Research Center for Floriculture, Beijing, 100083
Corresponding author, zqx@bjfu.edu.cn;
Authors
Abstract
I
n
this review, we investigated the application of mannose safety selection system in transgenic ornamental plants from
three aspects, including species of horticultural plants, critical selection concentration, and the factors affecting the transgenic
efficiency. We also discussed the prospects for the application of mannose selection system from the following facets: human and
environmental safety evaluations, the price comparisons between mannose and other safety selection systems, as well as the
transgenic efficiency. Additionally, we examined the potential problems for the mannose safety selection system from both the
principles and the application aspects. According to the principles of the system, the system does not apply to a small number of
plant species with higher endogenous PMI activities. As for the application aspect, the critical selective concentration and transgenic
efficiency was found to be quite different.
Keywords
Mannose safety selection system;
pmi
gene; Safety transgene; Transgenic ornamental plants
研究背景
转基因技术于上世纪
80
年代问世以来已经有
了长足的发展，但是其安全性也引起了科学家和大
众的普遍关注，除了目的基因的安全性之外，标记
基因的安全性也遭到了强烈质疑。而利用安全标记
基因是解决选择标记基因的生物安全性问题中一
条简单有效的途径
(
王彩芬等
, 2007)
。
甘露糖安全选择体系，是丹麦科学家
Morten
Joersbo
在
1996
年首次报道。该体系以
E.coli
中的
pmi
基因，即
6
-磷酸甘露糖异构酶基因
(6
-
phospho-mannose
isomerase gene)
为选择标记基因，采用
D-
甘露糖为选
择剂筛选转化苗与非转化苗
(Joersbo and Okkels, 1996)
。
甘露糖安全选择系统的作用机理为：使用对人
体和环境安全的
D-
甘露糖代替抗生素和除草剂等
作为选择剂，由于缺少内源的磷酸甘露糖异构酶或
活性很低，绝大多数植物的细胞不能直接利用
D-
甘
露糖作为碳源，只能在内源己糖激酶的作用下，将
甘露糖转化为
6-
磷酸甘露糖。而转入
pmi
基因的转化
苗，可以在
pmi
的编码产物磷酸甘露糖异构酶
(PMI)
的作用下，将
6-
磷酸甘露糖继续催化为
6-
磷酸果糖
(Joersbo et al., 1999) (
图
1)
。