纳米载体介导的植物遗传转化研究现状和前景
2021-04-26孙敬爽胡瑞阳郑广顺麻文俊许言王军辉
孙敬爽 胡瑞阳 郑广顺 麻文俊 许言 王军辉
(1. 中国林业科学研究院华北林业实验中心 楸树国家创新联盟 北京 102300;2. 林木遗传育种国家重点实验室 国家林草局森林培育重点实验室 楸树国家创新联盟 中国林业科学研究院林业所 北京 100091)
遗传转化是植物功能基因组研究和分子育种的核心工作之一,发展高效、安全的新型遗传转化方法,一直是基因工程、分子生物学和遗传育种等领域的研究热点之一[1]。传统的植物遗传转化方法,主要通过根癌农杆菌侵染、基因枪轰击和病毒侵染等转化方法获得转基因植株。目前已经广泛应用于拟南芥、烟草等模式植物和一二年生草本植物或园艺植物。但对于木本植物或顽拗型基因型的植物来说,仍存在遗传转化技术难题,获得转基因植株仍非常困难。例如,林木转基因研究主要集中于杨树(Populus tremula×Palba.)[2]、火炬松(Pinus taeda)[3]、刺槐(Robinia pseudoacacia)[4]、白云杉(Picea glauca)[5]、白桦(Betula platyphylla)[6]、落叶松(Larix gmelinii)[7]等20 多个树种。大多数林木中克隆的功能基因只能转化到拟南芥和烟草等模式植株中进行分析验证,从而严重限制了植物分子育种以及基因功能的有效研究。
随着纳米技术的发展,纳米粒子作为基因载体已广泛应用于动物细胞、医学领域和基因治疗等领域[8-10]。因纳米载体具有大比表面积可高效负载基因、生物兼容性强可保护负载基因、毒性小安全性高等特点[11-12]。2007 年,Torney 等[13]首次利用介孔氧化硅纳米载体装载基因转化烟草细胞并获得成功,实现了纳米载体介导基因在植物细胞的转化,并逐渐发展成为一类具有创新性的高效植物转基因技术[14-15]。……
