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编号:93302
遗传转化技术在药用植物研究中的应用
http://www.100md.com 2022年6月28日 遵义医科大学学报 2022年第3期
外源,丹参,1植物遗传转化方法与影响因素,2药用植物遗传转化的应用概况,3展望
     黄恻隐,李 林,闻伟锷,李小妹,徐德林

    (遵义医科大学 细胞生物学教研室,贵州 遵义 563099)

    我国具有丰富的中药材资源,500多种常用中药材已有近一半开展了人工种植,例如大宗药材三七、丹参和当归已几乎全部来源于栽培[1]。中药材具有副作用相对较小、资源分布广、价格适宜的特点,对疾病的整体诊疗以及对慢性病、疑难病症也具有独特的治疗效果[2]。而通过遗传转化技术可以实现中药材品种改良,以及探究中药材的药用活性成分的分子合成机制,为中药材产业的持续健康发展提高技术支持。

    植物遗传转化(Plant genetic transformation)是利用重组DNA技术和细胞组织培养技术将外源基因导入植物基因组中使植物获得新性状的技术。遗传转化研究最早广泛应用于水稻、小麦、番茄、拟南芥和烟草等经济作物和模式植物中,以改良植物品种和研究基因调控功能为目的。随着人们对中医药促进健康的重视,以及满足民族中药材产业健康持续发展的需求,生产出高产优质的中药材是发展中药材产业的基本物质保障。研究调控中草药生长发育和药用活性成分合成积累的遗传机制,推进转基因技术、代谢工程等生物技术在中药材研究中的应用是大势所趋,也是促进中药材产业现代化升级的必经之路。然而,目前很多药物植物仍存在转基因技术应用少和进展缓慢的情况。

    借助在模式植物上的成熟研究思路和技术方法,通过解析调控植物生长发育和次生代谢产物合成的代谢机制,改良药用植物品种和提高其药用活性成分合成积累的目的[3-4]。本文综述了近年有关遗传转化技术在药用植物研究中的应用,探讨了该技术在药用植物研究中尚存在的主要问题,并对技术的发展趋势与进一步应用进行了展望,以期为中草药的生长发育规律揭示与药用活性成分的合成生物学研究提供借鉴。

    1 植物遗传转化方法与影响因素

    植物遗传转化是利用细胞组织培养和基因克隆等技术,有目的地将外源基因插入植物基因组中获得稳定表达的转基因植物的技术[5-6]。遗传转化方法包括基因枪法、电击法、超声波法、显微注射法、PEG法、花粉管通道法、农杆菌介导法和DNA病毒载体介导法。其中农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道法在植物中应用最为广泛[7-8],这3种遗传转化方法的优缺点和影响因素存在明显差异(见表1)。在这3种方法中,农杆菌介导法的影响因素较多,不仅对遗传转化受体有较高的要求,还需构建起系统的遗传转化体系,但该方法存在靶点性更明确,更有助于目标基因功能实现的优点,更适用于中草药中遗传背景较清晰的单个或少数基因的功能分析。而基因枪法的靶向性较弱但转化率高 ......

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