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转基因技术在花卉改良中的应用
在佳节庆典之际，很多人会选择赠送鲜花给亲朋好友，一些别致的花卉更能表达特别的心情．如蓝色妖姬、绿色美人、有香味的菊花、有红色心形图案的白玫瑰，这些花都是转基因技术的产物。自从1983年首批转基因植物(烟草、马铃薯)问世以来，转基因技术在培育植物品种方面得到了飞速发展．出现了“金色稻”，可以产生乙肝疫苗的转基因番茄等。随着转基因技术逐渐被应用到花卉业中．出现了各种各样的转基因花卉。转基因花卉就是利用分子生物学技术，将某些具有优良品质的基因转移到花卉中，改变原有的遗传物质，使其在花色、花型、抗逆性等方面有所改变，提高其观赏价值和产量，或改变其生长习性。
1 转基因技术在花卉业的应用现状
转基因技术在花卉改良中发挥着重要作用。培育色彩新奇、形态优美、抗性优良和花期延长的花卉新品种是转基因技术应用于花卉的主要目标．近年来主要致力于在改良花色方面。自从第1株转基因园艺植物淡紫色的康乃馨出现以后，转基因研究者已分离克隆了很多相关的酶和基因．培育出多种转基因花卉，如矮牵牛、香石竹、菊花、百合、玫瑰、郁金香、非洲菊、丝石竹。
然而，转基因技术在花卉业的应用较少，目前多数品种的转化仍然处在转化体系的建立和优化阶段，而且多数试验获得的转基因花卉还不能直接用于生产。在花卉中，双子叶草本花卉，如菊花、康乃馨转化相对容易，而单子叶的球宿根花卉．如郁金香、唐菖蒲和木本花卉转化比较困难。而且由于有些技术和信息无法从公开发表的论文中获得．至今全世界范围内大面积生产的转基因花卉只有康乃馨的若干改变花色和延缓花衰老的株系。
1．1转基因技术和手段
在对花卉进行性状改良之前，研究人员首先要了解植株的生理机制，找到并克隆出与之直接或间接相关的各种基因，再修饰并转入到需要改良品质的花卉中，使原来花卉的颜色、香味、形状和保鲜期等多方面的性状发生改变。从而定向创造出新品种。
弄清楚不同品种花卉的生理机制，从而选择不同的转基因策略。用于花卉业的转基因手段很多，以改变花色为例，可以利用反义RNA技术或核酸酶抑制花卉内源基因的表达：还可以通过导入新基因或者引入生物合成的转录调控因子使花卉具有合成某一种花色素的能力。例如，天竺葵花色美丽却没有香味，原因是它们的细胞不能合成芳香分子；而康乃馨有芳香物质，但花瓣表面有一层蜡质，香味m不来。设想把柠檬的香味基因转移到天竺葵中，就能让它发出柠檬香：如果用基因调控．让康乃馨的蜡质层有小孔，其身价将倍增。
1．2转基因技术在改变花卉园艺性状方面的应用
转基因花卉主要属于植物品质改良的基因T程。影响花卉观赏品质的因素很多，如观赏寿命、花朵大小、鲜重、颜色等，其中花色改良是花卉基因T程研究的重点．也是当今分子生物学的研究热点之一。下面介绍一下转基因技术在改变花卉园艺性状方面的应用。
花色修饰：丰富多彩的花色是优良品质的花卉所具有的一个重要特征。通过基因技术将外源基因导入花卉中。改变或调整花的颜色。从而培育出各色花卉，甚至是一花多色。目前。人们对决定花色的3大类色素(类黄酮、类胡萝卜素、生物碱)有一定的了解，但对其共同着色机理的研究较少。近年来科研人员在矮牵牛花中克隆到两个能使花趋向于显蓝色的基因，可以用于培育珍稀的蓝色月季和康乃馨。
改善花型、株型和调节开花期：利用转基因技术改良花卉形态，包括花器官形态、花序类型、植株形态。目前，很多人热衷于利用转基因技术对植株“侏儒化”以形成特色花卉，使牡丹小巧如菊花，玉兰缩似珠兰，提高了观赏价值和装饰价值。
改变花卉的香味、形状、大小和质地：例如， Dudareva等致力于研究一种花的香气物质单萜的合成。引。日本生产的一种大花蕙兰，是世界上品质最好的兰花之一，将来有望通过转基因技术注入香味基因，使其变得芳香扑鼻。
延长切花寿命以及控制开花期：对于绝大多数观赏花卉，阻断植物对乙烯的反应是一种非常有效的延长切花寿命的策略。编码乙烯生物合成酶的关键基因和乙烯信号传导途径基因的分离、鉴定，为采用分子育种技术有效延缓衰老铺平了道路。另外，如何促使花卉提早开花也是研究的热点。
抗病、抗逆、抗除草剂：采用遗传改良提高花卉的抗性仍处于早期阶段。今后。应该更多地从这方面展开研究，以减少由于病虫害造成的巨大损失。
1．3存在的问题
1．3．1 转基因技术本身的问题 目前，转基因技术主要存在转化效率低、表达水平不稳定等问题。值得注意的是，在花卉研究中，由于多年来传统育种的研究主要致力于改变花色、花型。提高产量和增强对病虫害的抗性方面，结果使很多花的香味有所下降。为克服这一遗传退化，需要对花朵中的香味化合物的生物合成途径进行鉴定．分离其关键基因，而这些基因可能会被用于培育有新颖香味的转基因花卉。
1．3．2 生物安全性的问题 “马铃薯”事件(用转基因的马铃薯饲喂大鼠，对其有害)和“斑蝶”事件(用转基因杂草饲喂昆虫君主斑蝶，导致部分幼虫死亡)引发了人们对转基因植物安全问题的研究。此后，对转基因技术就存在两种矛盾的心理。一方面希望利用转基因技术生产有显著疗效的药物，获得高产的农作物。培育出品质优良的花卉：另一方面，对于转基因产品存在恐惧心理，担心对人类有害。生物安全性问题主要涉及两个方面：其一，转基因植物的新性状是否会影响人类健康和生态环境；其二，外源基因在新遗传背景中所产生的相互作用。
人们对转基因花卉的接受能力是一个至关重要的问题。因为某些花卉体内可能存在有毒物质，有些在新陈代谢过程中可能会释放对人类有害的物质，故此在利用转基因技术改良花卉时．要确保对人类及环境无害。由于花卉仅供观赏。很少被人和动物食用，因而需要重点考虑对环境的影响，例如，杂草化、基因扩散等。
2建议和对策
1)由于控制花卉的某一性状不仅仅受一种因素调控，因此应考虑多种因素的综合影响。例如，植物学家将牵牛花的蓝色基因转移到玫瑰中．却没有得到蓝玫瑰。原来，不少花卉的色彩除受基因调控外，还与pH值、光照及温度等有关。因此既要考虑基因调控，又要考虑花色变化的环境因素。才能培育出蓝玫瑰。
2)我国是许多名花的故乡，有丰富的珍稀物种和野生资源，为了保护特有的种质资源，必须尽快建立相应的种质基因库，这将是取之不尽。用之不竭的基因源泉。如我国的兰花世界闻名，很多人热衷于兰花转基因研究，朱根发等(2004年)指出兰花具有特异的控制花色素合成的查尔酬合成酶基因和二氢叶酸还原酶基因．这些基因的分离和克隆为兰花的着色机制提供了分子基础。目前，蝴蝶兰、大花蕙兰和万代兰属等兰科植物都有转基因研究的相关报道。
3)充分了解我们的优势以加快转基因技术在我国花卉业中的应用。利用中国的特色种类，如月季、菊花、兰花和桂花等，采用反义技术延缓花的衰老，同时引进外源基因提高植株的抗逆性，生产一批特色花卉。然而，技术本来就是一把双刃剑，有利有弊。在转基因的研发和推广之前，要保证对人类和环境无害。此外，应借鉴国内外的成功经验，加强生物学领域各交叉学科的合作。
3转基因技术在花卉业的发展前景
我国野生花卉资源非常丰富，尤其高山花卉花型奇特．颜色艳丽，但目前还没有用于商业化生产。通过转基因技术改良其适应性或观赏品质．将有助于花卉业的发展。
将转基因花卉的研究成果应用于其他各个领域，使人类生活变得更方便、更美好。例如，把植物发光作为一种信号。可以为园林管理的自动化提供方便。如果将荧光表达与植物需要水的程序相连，需水时植物发出荧光。自动控制系统收到荧光信号，就自动供水。另外。会发荧光的植物还可以用作节日装饰。
3．1 转基因技术的发展潜力
转基因技术为花卉的品种改良开辟了新的途径[23]。荷兰青年同艺家哈格曼用常规杂交育种方法，经过7年才终于在1987年得到了一株全黑的郁金香，圆了荷兰人几个世纪的“黑郁金香之梦”。但如果是利用转基因技术，则可以极大地缩短整个培育周期。
南于很多花卉只在某一季节，某个时间段才能开花，因此花卉的消费具有季节性、时间性。如果用转基因技术人工，控制花卉的生长期，可有效解决花卉淡季的品种少，价格贵等问题。该技术的应用还可以降低生产成本，使名贵花卉走入寻常百姓家，使花店一年四季都有鲜花出售。
转基因技术在切花保鲜方面的应用。由于传统的保鲜技术主要是使用保鲜剂，同时配合温控、气调等方法，不能从根本上解决花卉容易衰老的品
质。而转基因技术可以通过改变花卉的遗传物质对花卉品质进行改良。更有优势。
3．2今后的总体规划
加快转基因技术在花卉业的发展。近期工作应该主要从以下五方面展开：①增加国家投入，拓展国际国内合作；②完善对转基因技术的管理，进行体制化建设；③加快科技成果的转化和产业化进程；④加强学科间联系；⑤建立健全转基因安全评价体系，使之快速健康发展。
湖北农业科学
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