东周卓玛-论文修改-接受[1]

2012 届毕业生论文 我国小麦转基因研究进展 系 别: 民族师范学院化学系 专 业: 科学教育（生物方向） 班 级: 08 科学教育（藏）班 学 号: 20082411608 姓 名: 东周卓玛 指导教师: 魏 乐 职 称: 教 授 完成时间： 2012 年 5 月 目录 摘要 .i Summary ii 致谢 .iii 1 引言 1 2 小麦转基因的方法 1 2.1 农杆茵介导的转化法 .1 2.2 花粉管通道法 .2 2.3 低能离子束介导法 .2 2.4 基因枪法 .3 2.5 其他直接转化法 .3 3 小麦转基因应用的研究 3 3.1 改善小麦品质的转基因研究 .4 3.2 抗黄矮病及抗其它病虫害小麦转基因研究 .4 3.3 耐非生物逆境胁迫的转基因研究 .5 3.4 其它方面的小麦转基因研究 .5 4 小麦转基因技术存在的主要问题 6 4.1 生物安全性仍是研究重点 .6 4.2 技术的发展还不够成熟 .6 5 未来的研究和发展趋势 7 参考文献 7 i 我国小麦转基因研究进展 东周卓玛 (青海师范大学 民族师范学院化学系科学教育班生物方向 810008） 摘要 小麦是世界上最重要的粮食作物之一，也是遗传转化比较困难的作物之一。传统的育种技术育种进 展缓慢，可利用的基因资源有限。因此研究应用新的技术方法导入广泛的外源基因，以创造新的种质资 源，加快小麦品种选育步伐是解决上述问题的根本，转基因技术已经得到了较广泛的应用。人们分别尝 试利用农杆菌转化、花粉管通道、离子束注入、基因枪等方法转化小麦。本文对小麦主要遗传转化几种 方法和策略进行了介绍和比较；回顾、评述、分析和总结了转基因小麦的应用；并对小麦转基因研究存 在的问题作了简单的总结，以增强我们对小麦转基因技术研究、应用和进展的了解。 关键词：小麦；遗传转化；转基因 ii The Transgenic Researches of Wheat in China Summary Wheat is one of the most important food crops in the world and also the comparatively more difficult one than other crops in their genetic transformation. In order to overcome the limitations of the conventional breeding methods, transgenic technology has been used in wheat breeding to create new germplasms and to shorten the breeding cycles to accelerate the pace of wheat breeding. In this paper, we summarized several methods of genetic transformation in wheat, such as, the agrobacterium-mediated transformation, the pollen tube pathway method, the ion beam injection method and the gene particle gun transformation, and analyzed and compared the advantages and disadvantages about these different transgenic strategies; We also reviewed the applications of wheat transgenosises and the problems about transferring genes into wheat to enhance our understanding of the progresses and prospects of the transgenic researches in wheat. Key words: wheat; genetic transformation; transgenosis iii 致谢 四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征 程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际， 思绪万千，心情久久不能平静。 伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位 平凡的人，我的导师-魏乐老师。从课题的选择到论文的最终完成，老师始终都给予了细心的指导和不 懈的支持，并且在耐心指导论文之余，老师仍不忘拓展我们的文化视野，让我们感受到了老师的宅心仁 厚，闲静少言，不慕荣利，对学生认真负责，在她的身上，我们可以感受到一个学者的严谨和务实，这 些都让我们获益菲浅，并且将终生受用无穷。毕竟“经师易得，人师难求”，希望借此机会向可爱可敬 的魏乐老师表示最衷心的感谢！ 此外，感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。本文最终得以顺利完成，也是与民师院其他老 师的帮助分不开的，虽然他们没有直接参与我的论文指导，但在开题时也给我提供了不少的意见，提出 了一系列可行性的建议，他们是尕藏本老师，张彦芬老师，李甲太老师等，在此向他们表示深深的感谢！ 也感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的 作者。 最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。 1 1 引言 小麦是世界上最重要的三大粮食作物（小麦、玉米、水稻）之一。世界上每年小麦总产量达 6 亿吨 左右，约有 1/3 的人口以小麦为主食。长期以来，由于病虫害、不良气候等严重制约着小麦的高产稳产， 加之小麦常规育种周期长，种质资源匮乏，育种手段单一，致使遗传背景狭窄，选育难度大等原因，使 小麦育种水平难有突破性提高，育种进展缓慢。可利用的基因资源有限，传统的小麦遗传育种方法，如 基因自发突变和有性杂交，遭遇了育种瓶颈。为了克服传统育种的局限性，转基因技术已经广泛地、成 功地应用于小麦的遗传改良和育种中。因此研究应用新的技术方法导入广泛的外源基因，以创造新的种 质资源，加快小麦品种选育步伐是解决上述问题的根本。 全世界转基因作物研究和商品化生产速度非常惊人，同时也伴随着潜在的风险性，因此世界各国都 在密切关注着转基因产品，抓紧制定相应法律法规和检验方法标准来保护自己的利益。欧盟、日本、德 国、韩国等国家已经出台了法律法规，要求对进境粮食及食品实行加贴标签管理。最低限量标准为欧盟 1，荷兰 0.1 1。而日本、韩国、德国、马来西亚等国家则要求对进口粮食及食品出具非转基因证明。 我国国务院 2001 年制定了农业转基因生物安全评价管理办法 ，农业部 2002 年制定了农业转基因生 物进口安全管理办法和农业转基因生物标识管理办法 ，国家局 2000 年颁布了进出口食品标签管 理办法 ，要求对转基因产品实施标识管理 1。 2 小麦转基因的方法 2.1 农杆茵介导的转化法 在所有小麦组织培养外植体中，幼胚再生性能最强，所以目前利用农杆茵介导转化小麦的大多数报 道基本上都以幼胚为受体。农杆菌 Ti 质粒介导基因转化是一种天然有效的遗传工程系统。在农杆菌浸染 植物时，其 Ti 质粒（包括 Ri 质粒）上一段转移 DNA（ T- DNA）插入到植物基因组中，使其携带的目的 基因在植物中得以表达 2 。 禾谷类作物不是农杆菌的天然宿主，因此禾谷类转化的困难可能与这种遗传上的限制和禾谷类对农 杆菌没有伤流反应现象，而小麦更是如此。但目前科学研究已打破了这一传统障碍。Mooney 采用根癌农 杆菌感染小麦胚得到转化细胞，虽然转化频率很低，且尚无足够的分子和遗传学证据支持 3。 农杆菌介导法最大的不足就是能否转化和转化效率极大地受寄主植物基因型的限制，单子叶植物因 不是农杆菌的天然寄主所以转化更加困难。令人欣慰的是，近年来农杆菌介导法在玉米、水稻、大麦和 小麦等单子叶作物的遗传转化方面也取得了一系列突破性进展。1998 年，刘庆法等首次在国内报道了开 展农杆菌介导法小麦遗传转化的研究工作。1999 年，夏光敏等再次报道了利用农杆菌介导法小麦遗传转 化的工作，部分小麦品种的转化效率达到了 5.9%。2000 年后农杆菌介导法小麦转基因的研究报道迅速增 2 多，而且抗病虫小麦转基因研究成为研究的重点 2。从 2002 年开始，农杆菌介导法小麦转基因研究的报 道以每年 810 篇左右的速度快速增长，到 2006 年累计发表相关论文达到 40 余篇，约占小麦转基因研 究报道总数的 15%2, 3。 2.2 花粉管通道法 花粉管通道法的遗传转化频率较低，随机性较强，而且转化后获得的群体大，后期检测困难但它避 免了复杂的组织培养和植株再生过程，可以在转化当代获得种子 4。并且，不受植物种类限制，成本较低， 操作简便，在我国的小麦遗传转化工作中，已取得了一些令人鼓舞的成果。因此，花粉管通道法不失为 一种简便的转基因育种方法。 花粉管通道是将外源 DNA 直接导入植物的技术。自 20 世纪 70 年代由周光宇教授的“DNA 片段杂 交假说”创立花粉管通道导入外源 DNA 的新技术后，相继在小麦，水稻、大麦、棉花等多种作物中应用。 它是将供体总 DNA 片段直接导入受体，筛选具有目的性状的优良后代，培育作物新品种或新种质。虽然 学术界对此法尚存争议，但它不需要昂贵的设备和复杂的离体培养过程，又不受克隆基因数量的限制， 转化率高，在转移多基因控制的数性状上是一个值得研究的转化系统。虽然小麦遗传基础复杂，研究相 对滞后，但通过此法仍得到了一些抗病和高蛋白品系。阎新甫等(1994)将抗白粉病的大麦 DNA 通过花粉 管途径直接导入感病的小麦品种花 76 中，不仅获得了符合遗传规律的稳定抗病后代，而且还确定了抗白 粉病基因由一对显性基因控制 5。花粉管通道法的优点在于它在整株水平上进行转化，难度小，简便易行， 可在大田、盆栽温室中进行，与常规育种紧密结合，育种时间短；转化的 DNA 可以是裸露的，或是重组 在质粒 DNA 上的，也可应用于重组分子的导入 2，关键在于要精确掌握导入植株的受精时间和规律。另 外 DNA 导入液浓度、DNA 分子片段大小、纯度对转化率影响较大 5。 花粉管通道法其最大优点是不依赖组织培养，人工再生植株，技术简单，不需装备精良的实验室， 常规育种工作者易于掌握。曾君祉 2也报道了花粉管通道法转基因小麦的获得，并对转基因植株后代进行 了性状表达分析和分子生物学鉴定，证明通过花粉管通道法能够获得可以稳定遗传的转基因小麦。 在花粉管通道法小麦转基因取得巨大成绩的同时，也发现小麦花粉管通道法转基因的研究大多集中 在对后代变异的分析，期望找到有应用价值的变异株系，而对花粉管通道法机理的研究较少，不同实验 的结实率和转化率差异太大，各种影响因素还没有得到充分的研究。因此，应加强外源 DNA 导入后对受 体 DNA 的作用机理研究，进一步优化各种转化条件，提高转化效率，使花粉管通道法在转移外源基因上 发挥更大的作用 6, 7。 2.3 低能离子束介导法 低能离子束介导的植物转基因技术是 20 世纪 90 年代初期我国发展起来的一种新的转基因方法，其 基本原理是：低能离子束可使得种胚细胞刻蚀并形成多个可修复的微孔，同时带正电荷离子的注入有利 于带负电荷外源基因进入细胞而实现遗传转化，然后利用细胞全能性获得转基因再生植株。低能离子束 诱变表现出比 射线、X 射线和高能电子束等离子辐射诱变手段更为奇特的诱变效果，即离子注入作物 具有损伤轻、突变频率高突变谱宽的特点。利用离子注入的高激发性、剂量集中性和可控性，有可能发 展定位诱变技术，从而使人们对生物体进行遗传改良的目的性提高。离子注入技术在农作物诱变育种 8具 3 有广阔的发展前景。 2.4 基因枪法 最早美国 Comell 大学的 Sanford 等研制了火药引爆的基因枪法 5，又称微粒轰击法。它是将外源 DNA 包被在微小的金粒钨粒表面，在高压的作用下，微粒被高速射入受体细胞或组织，微粒上的外源 DNA 进入细胞后，整合到植物染色体上得到表达，从而实现转化 4, 5。 基因枪法是一种借助于火药、高压放电或高压气体产生的动力，将吸附了外源 DNA 的微弹(直径 1m 的金粉或钨粉 )直接射入受体细胞核，并实现外源基因整合到受体细胞基因组中的转基因方法 9 。由 于该方法不像农杆菌介导法那样受到作物基因型的限制，也不像其它基于原生质体的转基因方法那样存 在组织培养及植株再生方面的困难，所以自 1987 年诞生以来在各类作物转遗传转化中得到了迅速广泛的 应用。 1992 年，Vasil 等利用基因枪法获得了世界上第一株转基因小麦，之后基因枪法成为小麦遗传转化的 重要方法 5。基因枪转化过程中，对外源基因和转化受体的伤害较大，转化率和再生率较低。而且，由于 转入的外源基因往往是多拷贝随机整合，并存在基因插入不完整的可能，容易造成基因失活。基因枪法 还存在转化成本较高，仪器设备费用昂贵的缺点。但基因枪法能省去原生质体再生的困难，其最大的优 点是不受生物种类和转化受体的限制。基因枪法在单子叶植物和双子叶植物上的转化效率没有明显差别， 其转化受体可以是胚性悬浮细胞，愈伤组织，未成熟胚等 3。此外，基因枪法可以实现多基因转化，即目 的基因与选择标记基因位于不同质粒载体上共转化，其优点在于能在分离世代中，把无生产利用价值的 标记基因去除，同时也可以导入更多的外源基因。 小麦基因枪转化研究发展快、潜力大，重要的是它能绕过全能性细胞数量的问题，目前已发展成小 麦最主要的转化方法，约 90的转基因小麦都是用此法获得的 5。但目前还有不少缺陷，如转化率低， 稳定性和可重复性差、多拷贝插入及价格昂贵等，因此基因枪法仍需进一步完善 5。 2.5 其他直接转化法 其它转化方法在小麦转基因研究中，也有部分成功的例子。在国外，Serik 等(1996 年) 用硅碳纤维结 合旋涡处理将 DNA 转入小麦成熟胚细胞，从这些处理胚诱导产生的愈伤组织包含可以表达的 Gus 基因。 由于小麦成熟胚材料来源十分方便，故此实验的成功将意义重大。另外，郭光沁等利用 PEG 法(1992 年) 获得小麦转基因植株 2。DNA 直接转化法还有显微注射法、PEG 介导法等 4。尽管都有成功的报道，但 转化效率都很低。同时转化受体材料都是原生质体，对基因型依赖性很大，而且理想状态原生质体受体 和再生植株的获得很困难，这可能是以原生质体或单细胞为受体的小麦转基因和获得再生植株很困难的 主要原因。 4 3 小麦转基因应用的研究 3.1 改善小麦品质的转基因研究 随着生物技术的迅速发展和生活水平的提高，人们对面食品质的要求也越来越高，利用转基因技术 对小麦进行品质改良成为近几年小麦研究的热点。 淀粉和蛋白质是小麦籽粒的主要组成成分。小麦面粉的加工品质取决于面筋的数量和质量。面筋使 面团兼具弹性、粘性和延展性，是面包粉质量的主要决定因素。面筋是麦谷蛋白和醇溶蛋白形成的连续 性的蛋白网络 10。按照导入外源基因的类型来分，小麦转基因品质育种主要包括转高分子量谷蛋白亚基 基因、优质植物总 DNA 和其它与品质相关基因等三大类。 小麦高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）的类型和数量关系到面筋的弹性和强度，从而决定了面粉的 烘烤品质。Payne 等(1984)发现仅占全部谷蛋白 10的 HMW-GS 决定了面包烘烤品质的 43，而与蛋白 总量一起则共同决定了面包加工品质变异的 68左右。小麦基因组中编码 HMW-GS 的基因位点(GIu- A，、GluB1、Gl一 D1)及其不同的 HMW-GS 对品质的贡献大小不同，其中以 5+亚基对面包烘烤品 质贡献最大，具有决定性作用。具有优质亚基 5+10、1 或 2*的品种往往具有较高的沉淀值和优良的面包 烘烤品质 11. 12. 13。 由于小麦基因转化频率相对较低(约 13) ，缺乏有重要应用价值的目的品质基因，限制了转基 因小麦的发展。由于安全问题，1999 年以来我国农业部基本上没有批准新的转基因作物的商品化生产 11， 在已经批准商品化生产的转基因植物中，没有一例是粮食( 饲料) 作物，结果我国自行研制的多种转基因作 物未能得到及时应用。错过了小麦品种的最佳应用时期，导致了研究成果的浪费。从整体水平看，我国 在转基因作物研究技术方面的进展与国际上基本同步，在发展中国家中居领先地位。但与国际先进水平 相比，我们的差距仍然很大，主要表现在拥有自主知识产权的基因很少，因此转基因作物研发缺乏后劲。 随着生活水平的提高，消费者对小麦食品的加工和营养品质的要求越来越高。虽然近年来育成了一些优 质专用小麦品种，但尚不能满足市场需求。利用转基因技术对控制小麦品质形成关键基因的定向操作， 可大大加速优质专用小麦品种的选育进程，培育出适合不同消费需求的多样化小麦品种。现在，以改良 品质、增加营养、提高食品医疗保健功能为主要目标的第二代转基因小麦，成为转基因小麦研发的重要 方向之一。 3.2 抗黄矮病及抗其它病虫害小麦转基因研究 黄矮病是由蚜虫介导的大麦黄矮病毒引起的小麦重要病毒病害之一，在世界各地均有发生。近年来 由于暖冬、暖春现象频繁，降水明显减少，给蚜虫越冬、繁殖和毒源保存创造了有利条件，致使黄矮病 在我国有扩展和危害加重的趋势 14。因此，防治黄矮病对于小麦高产稳产和持续发展非常重要。 由于黄矮病流行牵涉到病原体，寄主小麦和传播介体蚜虫三个环节，从理论上讲，只要切断上述三 个环节中任何一个环节，均可达到控制黄矮病的目的。由于蚜虫发生与病情难以预测及化学农药杀蚜引 5 起环境污染等问题 14，因此，选育和推广抗黄矮病小麦品种成为防治该病害的安全、经济、有效的首推 方法。 病虫害是造成小麦减产的重要限制因素，多年来小麦抗病虫育种一直是农业科技工作者的重要研究 方向。由于抗病虫小麦资源较少，常规育种获得的抗性又十分有限，所以小麦抗病虫育种进展缓慢。随 着植物生物技术的迅猛发展及各类抗病虫基因的分离克隆，作物抗病虫转基因育种显示出巨大的发展潜 力。用于小麦抗虫转基因研究的外源基因包括雪花莲外源凝集素基因、苏云金芽胞杆菌毒蛋白基因和蛋 白酶抑制剂基因三类；用于小麦抗病转基因研究的外源基因主要包括病毒外壳蛋白编码基因、几丁质酶 基因、抑菌蛋白编码基因、抗病作物总 DNA 及其它病程相关蛋白基因等几类 13。 3.3 耐非生物逆境胁迫的转基因研究 干旱及高盐碱等非生物逆境是影响小麦持续高产稳产的重要限制因素，近年来，我国科研工作者也 开展了一系列小麦耐逆境胁迫的转基因研究。近年来我国南方也频频出现干旱，使我国水稻生产受到严 重影响。干旱将成为我国农业生产的最大挑战，因干旱造成的我国粮食大幅度减产又直接威胁着世界粮 食安全性。因而开展我国重要农作物抗旱节水遗传改良研究，对我国乃至世界粮食安全，以及促进西部 经济开发和可持续发展具有重大意义。水资源的短缺将是世界未来发展的首要限制因子。目前世界上已 兴起了节水农业的研究热潮，已有的各种工程技术措施投资大，难以适应复杂多样的地形条件，面临继 续开发难度增大和潜力效益渐减的难题，越来越多的有识之士认识到生物节水的重要性，只有提高生物 自身的水分利用效率才有可能取得节水上的新突破。 我国在旱地农业方面有悠久的历史和丰富的栽培经验，目前我国在主要农作物小麦、玉米、水稻、 棉花上开展了较大规模的节水灌溉和栽培生理调控研究，取得了显著的成效 15，但在作物抗旱节水的分 子遗传和基因工程方面还相对落后。利用遗传育种改良生物抗旱节水品种是未来农业研究中一个有前景 的领域。最近，姗转录因子得了显著进展，该基因在干旱、高盐及低温胁迫信号传递中起重要作用。刘 录祥 13将 DREBlA 基因导入小麦，并得到了稳定遗传的转基因植株，其田间抗性鉴定正在进行中。 CIMMYT 研究者们也构建了以 29A：DREBlA 融合基因并将其导入 Bobw 中，转基因后代也已在墨西哥 进行了田间实验 13, 15。 提高小麦抗逆境能力是小麦遗传改良的重要目标之一。在小麦基因工程应用之前除了利用突变育种 外，还没有更好的办法来提高小麦品种的耐盐和抗旱性。通过遗传转化技术，向小麦导入与渗透调节有 关的基因，以获得某种蛋白超量表达的转基因小麦，从而改进抗盐（旱）性。郭北海等 2 将山菠菜甜菜 碱醛脱氢酶（BADH）基因导入小麦，在盐胁迫条件下，转基因植株叶片的 BADH 活性比受体亲本提高 很多。经 PCR 和 Southern 杂交分析，证明外源基因已整合到小麦基因组中，获得抗旱耐盐转基因小麦植 株，平均转化率高达 4.1%2, 13, 15 。 3.4 其它方面的小麦转基因研究 小麦是严格的自花授粉作物，其物理去雄非常烦琐、化学去雄易造成环境污染和其他的副作用，目 前发现的胞质雄性不育系也由于恢复源偏少等原因极大限制了小麦杂种优势利用。随着植物生物技术的 发展，通过转基因技术创造小麦雄性不育材料已成为可能。近年来，我国科研工作者在这方面也取得了 一些新的进展。 6 化学除草剂的合理使用极大地解放了农业生产的劳动力，并有效提高了作物生产效率。但是，由于 除草剂通过影响和阻断植物的生理生化过程来达到除草的目的，所以在一定程度上也会对作物的生长会 造成伤害，这已成为限制化学除草广泛应用的主要限制因素。所以，通过培育抗除草剂转基因作物来推 动化学除草技术的推广应用已成为作物转基因研究的重要内容。1992 年，Vasil 等获得了世界上第一株抗 除草剂转基因小麦 2, 3。 穗发芽是一种世界性的气候灾害，在我国小麦产区约有 85%的地区存在穗发芽问题，小麦穗发芽后会 导致产量降低、品质恶化，甚至丧失食用、加工和种用价值，给小麦生产造成严重的经济损失。虽然穗 发芽问题一直是世界各国农业科学研究的重要领域，但由于遗传资源所限，小麦抗穗发芽育种尚未有突 破性进展，穗发芽问题仍然是影晌小麦生产的瓶颈问题。国家小麦工程技术研究中心尹钧课题组利用基 因枪法获得了转反义硫氧还蛋白基因的抗穗发芽转基因小麦材料 8, 11, 15。目前，转基因抗穗发芽小麦已通 过国家转基因植物的安全评价，完成在河南省的中间试验，并进入生产释放与应用阶段。 4 小麦转基因技术存在的主要问题 作物转基因育种和常规育种相比具有明显的发展优势，因为它不仅极大地拓宽了育种的基因来源(如 动物、植物、微生物和人工合成)，而且可以实现高效精确的遗传改良，更为重要的是抗病虫等转基因育 种的发展将有效减轻农田的环境污染。但其研究仍然存在较多的问题。未来关于小麦功能基因的深入研 究和开发将仍是研究的重点，特别是那些与高产、优质、抗逆性、株型、高光效密切相关的基因将是研 究的热点。 4.1 生物安全性仍是研究重点 从 1992 年第一株转基因小麦在美国问世以来，国内外应用转基因技术对小麦都进行了大量研究，并 在抗虫、抗旱、抗病毒、雄性不育、品质改良等方面取得了很多成绩。但不仅由于小麦基因转化频率相 对较低，更重要的是转基因安全性问题限制了其应用价值。 转基因小麦的生物安全性可分为生态安全性和食品安全性两类：生态安全性主要表现在转基因的飘 移方面，食品安全性主要集中在标记基因的水平转移和表达产物是否会对食用者产生副作用方面。所以， 关于如何最大限度地消除转基因小麦可能带来的生物安全性风险将是很长一段时间转基因小麦研究的重 要方向。转基因小麦和其它转基因作物一道必将得到快速的发展，所以更要向着精确性、高效性和多样 性的方向转变，把小麦转基因育种将和常规育种结合，为人类提供更加安全优质的小麦产品。 4.2 技术的发展还不够成熟 目前，国内仍以花粉管通道法为主进行小麦转基因研究，但是由于花粉管通道法的遗传转化的效率 还较低，而且外源基因整合的随机性很强等明显的缺点还是限制了其发展速度。基因枪法的不足是成本 7 昂贵、转化率因受体材料基因型不同变化较大、外援基因拷贝数高，而且转基因时插入片段的确定性较 差。农杆菌介导法也因为受基因型的影响很大，所以在小麦转化中效率较低，转基因的方法还不成熟。 2, 4, 5, 12, 16 虽然转基因克服了常规育种方法将外源有益基因转育到生产上推广的优良品种中，造成人力物力耗 费多，且育种年限较长等缺点。但小麦转基因技术存在转化频率低，受体材料单一化，缺乏理想的表达 载体和筛选标记，缺乏有重要应用价值的目标基因，转基因小麦的抗病虫能力的丧失等问题。因为抗病 虫的变异是病原体本身具有的生存能力，所以育种学家只有不断地培育新的抗性品种来抵抗病虫的适应 性变异。 5 未来的研究和发展趋势 随着植物基因工程的迅猛发展，农作物的改良已跨入分子育种的新阶段。转基因技术为利用丰富多 样的基因库进行小麦改良开辟了新路。我国的小麦转基因研究与开发的整体水平与国际同步，已经由建 立或优化转基因体系过渡到利用转基因技术体系来改良品种。基因枪法和农杆菌介导法将作为低价基因 导入的主要方法，花粉管通道法将作为外源总 DNA 和多价基因导入的主要方法把大量的单价和多价有益 基因导入半冬性和冬性主栽小麦品种或优良品系。更多的优良性状基因将会被组合导入和表达，特别是 抗病( 病毒 )抗虫基因、改良面粉加工品质的基因、抗旱耐盐基因、春化或加速春化基因、提高矿质营养利 用率基因和人工雄性不育基因等 17。由于转基因育种是一项复杂的工程，不仅涉及到基因的分离、测序、 克隆和遗传转化等遗传学的工作，而且还涉及到生产应用等育种学的工作，因此需要多学科的共同合作， 把分子育种的先进技术与育种家的丰富经验相结合，以推动小麦育种的发展，使转基因育种进入一个崭 新的阶段。目前应继续探讨转基因技术，采用多种方法、多种基因相结合，进一步提高转化效率，是转 基因小麦取得突破的关键 18。相信随着新的、更多的具重要价值的基因的不断发现、遗传转化技术和转 化体系的日益完善，再结合生产上常规的育种方法，将培育出更多的高产、优