抗虫转基因甘蔗的培育及其抗性丧失的防控策略
2020-08-04冯翠莲张树珍
生物技术通报 2020年7期
冯翠莲 张树珍
(中国热带农业科学院热带生物技术研究所甘蔗研究中心 农业部热带作物生物技术重点开放实验室,海口 571101)
甘蔗(Saccharum officinarumL.)属于单子叶植物禾本科甘蔗属,是我国最重要的糖料作物。一直以来,蔗糖占食糖总产量的比例都在70%以上,在2018/2019榨季,蔗糖产量则占全国食糖产量88%[1]。甘蔗也是迄今最成功的可再生能源植物,通过发酵生产出的燃料乙醇占世界燃料乙醇的40%[2]。因此甘蔗产业对国民经济具有重要的意义。近年来由于高产、高糖甘蔗品种的大面积使用,但缺乏相应的抗虫品种,甘蔗虫害日益严重。甘蔗在大田的整个生长发育期内可受到120余种虫害威胁[3],其中条螟、大螟等各种螟虫的危害尤其严重,苗期受害造成枯心,生长期受害造成虫害节、虫害茎,严重影响产量。甘蔗另一类害虫——同翅目的绵蚜、粉蚧等,虽然直接造成的产量损失并不如螟虫的严重,但其危害时传播甘蔗花叶病等多种甘蔗病毒,是甘蔗多种病毒的传播媒介。因此,其造成的间接损失比直接危害造成的损失更为严重。
到目前为止,对于甘蔗害虫的防治主要依赖化学防治,但长期大量施用化学农药造成一系列的环境污染、农药残留等严重问题,因此培育抗虫甘蔗新种质是甘蔗育种的一个重要目标。然而甘蔗是高度杂合的无性繁殖作物,其遗传背景十分复杂,基因组巨大,通常表现为异源多倍体和多倍的非整倍体[4],给育种工作带来很大的盲目性;另一方面由于缺乏甘蔗抗虫种质资源,因此要想通过常规的杂交育种方法和程序在优良品种中引入抗源无疑是非常困难的。……
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