[01206216]转基因抗冷水稻新种质创制

一、项目来源： 本次提请专家鉴定的项目是吉林省科技厅其它项目“转基因抗冷水稻新种质创制”合同编号为20080560,经费额度8万元。本研究课题2008年与科技厅签定合同以来,经过全体课题组成员3年的共同努力,完成了合同中规定的各项任务指标。 二、立项背景： 水稻是世界上最重要的粮食作物之一,其遗传育种工作一直受到科学工作者的重视,尤其是在抗逆增产方面的研究。水稻属喜温作物,对温度变动极为敏感,低温冷害可引起明显减产,是世界水稻生产地区带有普遍性的问题。为确保水稻生产抵御低温危害,最经济有效的措施是培育耐冷性强的水稻新品种。自从1998年首次获得水稻转基因植株以来,水稻转基因技术得到了很大的重视和发展,尤其是利用农杆菌转化得到了空前的发展。 CBF基因是几年前发现的一类耐逆相关基因,其所编码的转录激活因子能与CRT/DRE DNA调控元件特异结合,促进启动子中含有这一调控元件的多个冷诱导和脱水诱导基因的表达,从而引起植株耐逆性的增强。转基因实验证明,CBF基因的组成型超表达不仅提高了转基因植株的低温耐性,而且也使转基因植株对干旱和高盐胁迫的耐受能力得到显著改良。因此,CBF基因在提高植物耐逆性方面的效果要优于单一功能基因的转化。 三、课题计划任务、考核目标及主要技术经济指标： （一）计划目标和主要研究内容 公关目标： 以超级稻为基础,利用基因工程技术创造抗冷转CBF1基因水稻新种质;提高水稻抗冷性;培育农艺性状优良的抗冷水稻新株系;为进一步培育高产、优质、多抗水稻新品种奠定基础。 研究内容： 1．植物表达载体的构建。 2．CBF1基因对水稻的高效转化体系建立。 3．抗冷转基因水稻种质资源的创建。 4．转基因新资源的分子检测。 （二）项目验收主要技术、经济考核指标 1．创制抗冷转基因水稻新种质6～10份。 2．培育优质、高产、抗冷水稻新株系1～3个。 （三）项目完成后所提供的成果形式 1．提供一套CBF1基因对水稻的高效转化体系。 2．提供一套抗冷转基因水稻新种质资源的创建体系。 3．提供抗冷新材料6～10份。 4．撰写学术论文1～2篇。 四、解决的关键技术： 1．具有优良性状的抗冷转基因水稻新株系的培育。 2．抗冷基因对水稻的遗传转化。 五、工作创新点： 利用基因工程技术创制抗冷转基因水稻新种质。 六、课题的整体水平评价： 通过本课题的研究,建立了一套水稻转CBF1基因的高效转化体系;筛选出一批抗冷水稻转基因新材料;形成了一套规模化转基因水稻生产技术体系。在水稻规模化转基因技术研究与应用方面取得了重要进展。 七、存在的问题： 植物抗冻性是有很多因素决定的复杂性状,除了自身遗传物质决定外,还受到外界环境条件的影响。导入外源功能基因或调节基因是当前植物抗逆性生物技术改良研究的主流方向,目前利用基因工程技术改良植物抗冻性的策略很多,一般都是增加低温胁迫调节基因的表达水平,通过导入一个转录激活因子可以开启下游一系列相关的低温响应基因的表达,是一个较单独导入一个抗冻基因更有效的方法。 利用基因工程将外源抗冻转录激活因子CBF1基因导入水稻,可以提高水稻的抗冻性,这在本实验中也得到验证。 虽然基因工程的应用对植株性状的改良提供了直接的快速的现代育种方式,但是鉴于基因工程中基因内部操作的不明确性,导入外源基因的位置的不确定性,极有可能在获得目的性状的同时也导致了其它重要基因的突变。所以在应用基因工程在改良植株性状时要加强筛选工作,减少其他基因突变引起的干扰和不利的性状变异。