基因工程改良花色研究的可行性與必要性

耿曉娜　王天珊

摘 要：該文通過對(duì)花色的影響因素的簡(jiǎn)要分析，提出了利用基因工程改良或是改變花色的可行性；并通過對(duì)基因工程改良花色背景的研究，指出了其必要性。

關(guān)鍵詞：基因工程 花色 改良

中圖分類號(hào)：Q789 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（a）-0020-01

觀賞植物的重要性狀之一是花色， 其優(yōu)劣直接影響植物的觀賞價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，特別是近期隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，那些有著新奇花色的植物有著很廣闊的市場(chǎng)前景。

改良、改變花色或是創(chuàng)造新花色的方法很多，但相比較來說利用基因工程技術(shù)來改良觀賞植物花色的前景更為廣泛，主要是因?yàn)槔弥参锘蚬こ谈牧蓟ㄉ梢詮浹a(bǔ)傳統(tǒng)的育種技術(shù)缺陷，培育出具有新奇花色的植物，為各生物工程公司創(chuàng)造出不菲的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又可以點(diǎn)綴人類的生活，是近期基因表達(dá)、調(diào)控和互作方面研究的熱點(diǎn)課題。決定花色的物質(zhì)主要包括三大類：類胡蘿卜素、生物堿、類黃酮類色素，其中，類胡蘿卜素可產(chǎn)生黃色；生物堿可產(chǎn)生紅色、紫色、黃色[1]；而類黃酮類色素所產(chǎn)生的顏色范圍最廣，可產(chǎn)生淺黃至深黃、深紅到紅紫的全部顏色，因此對(duì)其所包含的花色素的研究也較多，花色苷則是其中研究較為深入的一種。目前，植物花色苷代謝途徑方面的研究已比較成熟，影響其代謝的基因主要分為兩類：結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，前者直接編碼參與花色苷代謝的酶類，而后者控制前者的表達(dá)強(qiáng)度和程式。

利用控制花色苷代謝的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因改良花色具有廣闊的發(fā)展前景，自然界花卉的顏色種類繁多，但是一些重要的花卉缺乏新奇的顏色，如仙客來、非洲紫羅蘭等缺乏黃色；菊花、郁金香等缺乏藍(lán)色或紫色，而利用基因工程改良花色克服了傳統(tǒng)育種技術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、性狀不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，為植物花色的研究帶來新的方法和途徑，它可以通過導(dǎo)入控制某些性狀的基因而擴(kuò)大其基因庫(kù)，從而定向修飾觀賞植物的某個(gè)性狀而不改變其原有的性狀。因此可在維持植物原有的性狀的基礎(chǔ)上，改變其花色，甚至培育該品種所沒有的新奇花色，在短時(shí)期內(nèi)培育出穩(wěn)定遺傳的新品種。絕大多數(shù)雙子葉觀賞植物的組織培養(yǎng)體系已很成熟，且遺傳轉(zhuǎn)化也相對(duì)的較容易。較其他作物的基因工程來說觀賞植物的花色基因工程效果明顯可見，遺傳操作簡(jiǎn)易、檢測(cè)方便，且在安全方面的考慮也比可食性作物要少，因此觀賞植物的花色基因工程有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)達(dá)國(guó)家已在觀賞植物的花色基因工程上開展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，并取得了有效的成績(jī)，具備明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，見表1。

此外，1992年， Sandory公司分別與Calgenene Pacific公司和Calgenene Pacific公司合作，采用基因工程的方法成功培育出紫、藍(lán)色矮牽牛，2004年Sandory公司成功培育出藍(lán)色玫瑰。

我國(guó)在觀賞植物基因工程上也開展了一定工作，先后從擬南芥、矮牽牛、玉米和金魚草等多種植物中克隆出了部分和花色有關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、R、Sn、Lc、Del、B、C1、Pl、P等[3]，并在花色基因工程的研究上也取得了一定的進(jìn)展（表2）。

雖然我國(guó)在花色基因工程研究方面雖已取得很大的進(jìn)步，但仍與發(fā)達(dá)國(guó)家在相關(guān)方面的研究相差較遠(yuǎn)，因此我們必須從諸如建立轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)、分離結(jié)構(gòu)基因、摸索轉(zhuǎn)化方法、研究基因?qū)π誀畹目刂频然A(chǔ)工作做起，逐漸深入開展我國(guó)的觀賞植物的花色及其它各種性狀的基因工程研究。一旦研究成果成功應(yīng)用于實(shí)踐，對(duì)發(fā)展和振興我國(guó)花卉業(yè)無(wú)疑具有重大意義，將大大豐富人們的生活并具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 廉利，車代弟，李靜，等.花色基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，2004（4）：8-9.

[2] 蘇煥然，張丹，汪清胤，等.花卉基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，1996（4）：26-28.

[3] 趙云鵬，陳發(fā)棣，郭維明.觀賞植物花色基因工程研究進(jìn)展[J].植物學(xué)通報(bào)，2003，20（1）：51-58.endprint

摘 要：該文通過對(duì)花色的影響因素的簡(jiǎn)要分析，提出了利用基因工程改良或是改變花色的可行性；并通過對(duì)基因工程改良花色背景的研究，指出了其必要性。

關(guān)鍵詞：基因工程 花色 改良

中圖分類號(hào)：Q789 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（a）-0020-01

觀賞植物的重要性狀之一是花色， 其優(yōu)劣直接影響植物的觀賞價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，特別是近期隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，那些有著新奇花色的植物有著很廣闊的市場(chǎng)前景。

改良、改變花色或是創(chuàng)造新花色的方法很多，但相比較來說利用基因工程技術(shù)來改良觀賞植物花色的前景更為廣泛，主要是因?yàn)槔弥参锘蚬こ谈牧蓟ㄉ梢詮浹a(bǔ)傳統(tǒng)的育種技術(shù)缺陷，培育出具有新奇花色的植物，為各生物工程公司創(chuàng)造出不菲的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又可以點(diǎn)綴人類的生活，是近期基因表達(dá)、調(diào)控和互作方面研究的熱點(diǎn)課題。決定花色的物質(zhì)主要包括三大類：類胡蘿卜素、生物堿、類黃酮類色素，其中，類胡蘿卜素可產(chǎn)生黃色；生物堿可產(chǎn)生紅色、紫色、黃色[1]；而類黃酮類色素所產(chǎn)生的顏色范圍最廣，可產(chǎn)生淺黃至深黃、深紅到紅紫的全部顏色，因此對(duì)其所包含的花色素的研究也較多，花色苷則是其中研究較為深入的一種。目前，植物花色苷代謝途徑方面的研究已比較成熟，影響其代謝的基因主要分為兩類：結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，前者直接編碼參與花色苷代謝的酶類，而后者控制前者的表達(dá)強(qiáng)度和程式。

利用控制花色苷代謝的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因改良花色具有廣闊的發(fā)展前景，自然界花卉的顏色種類繁多，但是一些重要的花卉缺乏新奇的顏色，如仙客來、非洲紫羅蘭等缺乏黃色；菊花、郁金香等缺乏藍(lán)色或紫色，而利用基因工程改良花色克服了傳統(tǒng)育種技術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、性狀不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，為植物花色的研究帶來新的方法和途徑，它可以通過導(dǎo)入控制某些性狀的基因而擴(kuò)大其基因庫(kù)，從而定向修飾觀賞植物的某個(gè)性狀而不改變其原有的性狀。因此可在維持植物原有的性狀的基礎(chǔ)上，改變其花色，甚至培育該品種所沒有的新奇花色，在短時(shí)期內(nèi)培育出穩(wěn)定遺傳的新品種。絕大多數(shù)雙子葉觀賞植物的組織培養(yǎng)體系已很成熟，且遺傳轉(zhuǎn)化也相對(duì)的較容易。較其他作物的基因工程來說觀賞植物的花色基因工程效果明顯可見，遺傳操作簡(jiǎn)易、檢測(cè)方便，且在安全方面的考慮也比可食性作物要少，因此觀賞植物的花色基因工程有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)達(dá)國(guó)家已在觀賞植物的花色基因工程上開展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，并取得了有效的成績(jī)，具備明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，見表1。

此外，1992年， Sandory公司分別與Calgenene Pacific公司和Calgenene Pacific公司合作，采用基因工程的方法成功培育出紫、藍(lán)色矮牽牛，2004年Sandory公司成功培育出藍(lán)色玫瑰。

我國(guó)在觀賞植物基因工程上也開展了一定工作，先后從擬南芥、矮牽牛、玉米和金魚草等多種植物中克隆出了部分和花色有關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、R、Sn、Lc、Del、B、C1、Pl、P等[3]，并在花色基因工程的研究上也取得了一定的進(jìn)展（表2）。

雖然我國(guó)在花色基因工程研究方面雖已取得很大的進(jìn)步，但仍與發(fā)達(dá)國(guó)家在相關(guān)方面的研究相差較遠(yuǎn)，因此我們必須從諸如建立轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)、分離結(jié)構(gòu)基因、摸索轉(zhuǎn)化方法、研究基因?qū)π誀畹目刂频然A(chǔ)工作做起，逐漸深入開展我國(guó)的觀賞植物的花色及其它各種性狀的基因工程研究。一旦研究成果成功應(yīng)用于實(shí)踐，對(duì)發(fā)展和振興我國(guó)花卉業(yè)無(wú)疑具有重大意義，將大大豐富人們的生活并具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 廉利，車代弟，李靜，等.花色基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，2004（4）：8-9.

[2] 蘇煥然，張丹，汪清胤，等.花卉基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，1996（4）：26-28.

[3] 趙云鵬，陳發(fā)棣，郭維明.觀賞植物花色基因工程研究進(jìn)展[J].植物學(xué)通報(bào)，2003，20（1）：51-58.endprint

摘 要：該文通過對(duì)花色的影響因素的簡(jiǎn)要分析，提出了利用基因工程改良或是改變花色的可行性；并通過對(duì)基因工程改良花色背景的研究，指出了其必要性。

關(guān)鍵詞：基因工程 花色 改良

中圖分類號(hào)：Q789 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（a）-0020-01

觀賞植物的重要性狀之一是花色， 其優(yōu)劣直接影響植物的觀賞價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，特別是近期隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，那些有著新奇花色的植物有著很廣闊的市場(chǎng)前景。

改良、改變花色或是創(chuàng)造新花色的方法很多，但相比較來說利用基因工程技術(shù)來改良觀賞植物花色的前景更為廣泛，主要是因?yàn)槔弥参锘蚬こ谈牧蓟ㄉ梢詮浹a(bǔ)傳統(tǒng)的育種技術(shù)缺陷，培育出具有新奇花色的植物，為各生物工程公司創(chuàng)造出不菲的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又可以點(diǎn)綴人類的生活，是近期基因表達(dá)、調(diào)控和互作方面研究的熱點(diǎn)課題。決定花色的物質(zhì)主要包括三大類：類胡蘿卜素、生物堿、類黃酮類色素，其中，類胡蘿卜素可產(chǎn)生黃色；生物堿可產(chǎn)生紅色、紫色、黃色[1]；而類黃酮類色素所產(chǎn)生的顏色范圍最廣，可產(chǎn)生淺黃至深黃、深紅到紅紫的全部顏色，因此對(duì)其所包含的花色素的研究也較多，花色苷則是其中研究較為深入的一種。目前，植物花色苷代謝途徑方面的研究已比較成熟，影響其代謝的基因主要分為兩類：結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，前者直接編碼參與花色苷代謝的酶類，而后者控制前者的表達(dá)強(qiáng)度和程式。

利用控制花色苷代謝的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因改良花色具有廣闊的發(fā)展前景，自然界花卉的顏色種類繁多，但是一些重要的花卉缺乏新奇的顏色，如仙客來、非洲紫羅蘭等缺乏黃色；菊花、郁金香等缺乏藍(lán)色或紫色，而利用基因工程改良花色克服了傳統(tǒng)育種技術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、性狀不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，為植物花色的研究帶來新的方法和途徑，它可以通過導(dǎo)入控制某些性狀的基因而擴(kuò)大其基因庫(kù)，從而定向修飾觀賞植物的某個(gè)性狀而不改變其原有的性狀。因此可在維持植物原有的性狀的基礎(chǔ)上，改變其花色，甚至培育該品種所沒有的新奇花色，在短時(shí)期內(nèi)培育出穩(wěn)定遺傳的新品種。絕大多數(shù)雙子葉觀賞植物的組織培養(yǎng)體系已很成熟，且遺傳轉(zhuǎn)化也相對(duì)的較容易。較其他作物的基因工程來說觀賞植物的花色基因工程效果明顯可見，遺傳操作簡(jiǎn)易、檢測(cè)方便，且在安全方面的考慮也比可食性作物要少，因此觀賞植物的花色基因工程有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)達(dá)國(guó)家已在觀賞植物的花色基因工程上開展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，并取得了有效的成績(jī)，具備明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，見表1。

此外，1992年， Sandory公司分別與Calgenene Pacific公司和Calgenene Pacific公司合作，采用基因工程的方法成功培育出紫、藍(lán)色矮牽牛，2004年Sandory公司成功培育出藍(lán)色玫瑰。

我國(guó)在觀賞植物基因工程上也開展了一定工作，先后從擬南芥、矮牽牛、玉米和金魚草等多種植物中克隆出了部分和花色有關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、R、Sn、Lc、Del、B、C1、Pl、P等[3]，并在花色基因工程的研究上也取得了一定的進(jìn)展（表2）。

雖然我國(guó)在花色基因工程研究方面雖已取得很大的進(jìn)步，但仍與發(fā)達(dá)國(guó)家在相關(guān)方面的研究相差較遠(yuǎn)，因此我們必須從諸如建立轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)、分離結(jié)構(gòu)基因、摸索轉(zhuǎn)化方法、研究基因?qū)π誀畹目刂频然A(chǔ)工作做起，逐漸深入開展我國(guó)的觀賞植物的花色及其它各種性狀的基因工程研究。一旦研究成果成功應(yīng)用于實(shí)踐，對(duì)發(fā)展和振興我國(guó)花卉業(yè)無(wú)疑具有重大意義，將大大豐富人們的生活并具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 廉利，車代弟，李靜，等.花色基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，2004（4）：8-9.

[2] 蘇煥然，張丹，汪清胤，等.花卉基因工程研究進(jìn)展[J].北方園藝，1996（4）：26-28.

[3] 趙云鵬，陳發(fā)棣，郭維明.觀賞植物花色基因工程研究進(jìn)展[J].植物學(xué)通報(bào)，2003，20（1）：51-58.endprint