苜蓿生物技术中研究（已发表）

苜蓿生物技术研究

俞金蓉 玉永雄

（西南大学牧草与草食家畜重点实验室，重庆 北碚 400716）

摘要：苜蓿是世界上重要的豆科牧草，它具有品质优良易于栽培等特点在生态环境保护方面也发挥着积极作用，随着分子生物学和植物基因工程的发展，在分子水平上对苜蓿进行遗传改良的研究已取得了部分成果。本文简单介绍了苜蓿组织培养的种类及影响因素，综述了近年来遗传转化和分子标记等生物技术在苜蓿研究领域的应用，并展望了苜蓿基因工程在今后研究工作中的重要地位和发展前景。 关键词：苜蓿；生物技术；研究进展

Application of biological techniques in alfalfa

YU Jin-rong, YU Yong-xiong

(Southwest University, Forage & Herbivore Key Lab., Beibei Chongqing 400716)

Abstract: As an important legume forage plant in the word, alfalfa possesses quite a fine quality of nutrition, easily to be planted ,and playing a positive role in improving natural environment. With the development of molecular biology and genetic engineering of the plant some achievements about genetic improve of alfalfa have been obtained on the molecular level .In this paper, some types and influence factors of alfalfa tissue culture were introduced briefly, application in the research field of the alfalfa, such as genetic transformation and molecular marking was summarized .Finally, we also looked forward to the important position and prospect of alfalfa genetic engineering in the research wok in the future.. Keywords: Alfalfa; Biotechnology; Progress

苜蓿（Medicago sativa），英文名Alfalfa或Lucerne，为豆科，苜蓿属。是世界上栽培最早，分布面积最广的优质豆科牧草之一。全世界种植面积约3500万hm。苜蓿在我国已有两千多年的栽培历史，全国各地都有种植，主要分布在西北和华北地区，种植面积约499万hm。苜蓿中蛋白质含量约占总干物质量的17％－20％，与其它豆科牧草相比，其营养价值被列为各种牧草之首，又由于其高产、稳产、易栽培等特点，素有“牧草之王”的美誉，是一种极好的饲料作物。尽管苜蓿优点甚多，但也存在种子细小、硬实率较高、产量低、花叶病危害大及反刍动物大量采食易得膨胀病等，这就给苜蓿产业化生产带来了许多不便，人们已充分认识到针对上述缺点对苜蓿加以改良的必要性。 因此以常规育种为基础，借助于生物技术改良品质，培育优质、高产的新品种，不失为一种直接、有效的方式。

1972年，美国率先开始了对苜蓿花药和组织培养技术的研究。与此同时，前苏联也进行了类似的研究，并进行百脉根、红三叶、红豆草的花药培养、组织培养和细胞培养技术的研究。加拿大等国还研究了紫花苜蓿原生质体培养技术。70年代末到80年代初，美国等又开始了牧草基因工程的研究，并取得了突破，1991年转基因苜蓿植株已移至田间种植。我国牧草生物技术的研究是在70年代末开始起步的，一个重要标志是1979－1980年黑龙江畜牧研究所和中国农业科学院草原研究所分别运用花药培养获得了紫花苜蓿再生植株。在发达国家，基因工程中的许多先进技

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术已被广泛应用于苜蓿研究的各项领域，并在苜蓿抗性育种、减少膨胀病危害、提高干物质消化率、品质改良等方面取得了进展和突破。国内在上述方面的研究则起步较晚，与国外相比尚存在一定的差距。 1.苜蓿组织培养

1972年,美国学者Saunders 和Bingham[1]从未成熟的苜蓿花药、子房、子叶愈伤组织分化再生植株成功，标志着苜蓿组织培养研究的开始，自此大量有关苜蓿组织培养的研究工作得以开展。到目前为止，苜蓿的组织培养已经发展到许多种方法，并已建立起了成熟的再生体系。常用的组培途径有愈伤组织培养、原生质体培养、细胞悬浮培养、茎尖分生组织培养、花药培养、合子胚培养等。

影响苜蓿组织培养效果的因素很多,据国内外关于苜蓿组织培养的报道,大致可分为如下几种: （1）品种基因型

基因型在植株再生中的重要作用已得到许多学者的肯定。已经证实，不同的苜蓿品种再生能力存在着遗传差异, 即使是再生能力较强的品种，在不同的再生体系中也会显示不同的结果。 苜蓿愈伤组织的植株再生能力是高度遗传的，并可通过轮回选择的方法进一步提高再生能力。 邓百万等认为，基因型杂合程度越高的品种，其胚胎形成能力越强，再生能力也越高。 （2）外植体型

苜蓿组织培养开展近30年来， 国内外研究报告中所采用的外植体种类繁多，几乎苜蓿所有的器官或组织都可作为外植体，如茎尖、叶片、茎段、幼芽、子叶、下胚轴、上胚轴、花药、花粉、子房、胚珠、叶柄等。一般形成脱毒苗时常以茎尖作为外植体，可高度保持种性；形成胚性愈伤组织时可选用叶柄、子叶、上胚轴、下胚轴、幼芽等作为外植体，优点是：污染较小、材料易得、操作方便；快繁时可选用茎段、花茎、叶片、花序等作为外植体，操作简单、取材容易；单倍体选择则应选花药、花粉、胚珠、子房等作为外植体，但组织培养的难度较大。 （3）培养基种类、激素浓度及配置组合

苜蓿组织培养中最常用的培养基有如下4种：B5、N6、MS和SH。多数报道为：以它们其中一种或两种为基本培养基，再辅加一些细胞生长调节物质，如NAA、IAA、2,4-D、6-BA、KT、ZT等，其中NAA、IAA、2,4-D属于植物细胞生长素类，在离体培养中主要诱导愈伤组织的形成和根的发育。而6-BA、KT、ZT则属于细胞分裂素类，在培养基中加入细胞分裂素的目的，主要是为促进细胞分裂和由愈伤组织或器官上分化不定芽。

危晓薇等的研究发现，用SH 培养基的无机盐与MS培养基的有机成分对诱导苜蓿愈伤组织较合适。另外在培养基中加入适量水解酪蛋白（CH）、肌醇对愈伤组织的健康生长和芽丛分化也都有促进作用。肖荷霞等 报道。不同外植体来源的愈伤组织生长以及降低褐化所需的激素种类和浓度不同。对于下胚轴形成的愈伤组织

2,4-D0.5mg/L+KT1.0mg/L是一个较为理想的组合，茎的愈伤组织在1.0mg/L的2,4-D与1.5-2.0mg/L的KT 配合使用时，生长量与KT呈正相关，而在0.5mg/L的2,4-D条件下，3.0mg/L的KT 反不如1.0mg/L 的KT效果好。 2 苜蓿遗传工程

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由于苜蓿在畜牧生产上占有极其重要的地位。与其它牧草相比，生物技术在苜蓿中的研究进行得较为深入。各种研究手段，转化方法如原生质体融合、诱导变异、利用农杆菌介导、电击法、显微注射、基因枪直接导入外源DNA等均有成功报道。另外，转化的内容也极为广泛，包括品质改良，抗除草剂，抗病虫害，抗逆性等。 2.1 突变体细胞筛选

苜蓿经过脱分化或原生质体形成的再生植株，会产生变异，实验证明这些变异有些是可遗传的，而培养基中加入有毒物质或实验材料经过处理，产生变异机会更大。这是利用体细胞无性系变异选育新品系的基本原理。 在抗寒突变体的筛选方面：由继红等报道，以紫花苜蓿叶片诱导产生的愈伤组织（诱导时间在一个月左右，继代次数不超过三代）为诱变供试材料，以EMS为诱变剂，进行低温筛选，成功地获得了抗寒性突变体。另外，已有许多的研究表明，生物胁迫和非生物胁迫都与活性氧有关。超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）能消除活性氧对细胞膜的伤害。Mckersie等1993年将烟草的Mn- …… 此处隐藏：5754字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……