茶树遗传转化体系研究进展

摘要 茶树遗传转化技术是指应用重组DNA技术、细胞组织培养技术或种质系统转化技术，有目的地将外源基因或DNA片段插入到茶树受体基因组中并使其在后代植株中得以表达的过程，在茶树遗传改良、品种选育中发挥重要作用。对茶树遗传转化中受体系统建立、茶树遗传转化方法进行概述，阐述了茶树遗传转化研究重点、方向以及当前茶树遗传转化研究所面临的转化效率低和离体再生困难的问题，提出了原位转化技术在茶树遗传转化中的应用潜力，从而达到优化茶树遗传转化体系的目的。

关键词 遗传转化;外植体;农杆菌介导法;基因枪法

中图分类号 S 571.1  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）12-0014-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.12.004

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Abstract Genetic transformation technology of Camellia sinensis refers to the process of using recombinant DNA technology，cell tissue culture technology or germplasm system transformation technology to purposely insert a foreign gene or DNA fragment into the recipient genome of Camellia sinensis and express it in the progeny plants.It played an important role in genetic improvement and variety selection of Camellia sinensis.We reviewed the system of receptor regeneration and genetic transformation of Camellia sinensis in vitro，and recent advance in genetic transformation of Camellia sinensis were discussed.And also revealed the problems of low transformation efficiency and difficulty in vitro regeneration of the current genetic transformation research institute of Camellia sinensis.Consequently，planta agrobacterium mediated was proposed to achieve the purpose of optimizing the genetic transformation system of Camellia sinensis.

Key words Genetic transformation;Explant;Agrobacterium mediated;Bombardment mediated

植物遗传转化是指应用重组DNA技术、细胞组织培养技术或种质系统转化技术，有目的地将外源基因或DNA片段插入到受体植物基因组中，并使其在后代植株中得以表达的过程。植物遗传转化体系包括3个方面：植物遗传转化的受体体系、植物遗传转化的方法以及转基因植株再生和检测。从20世纪70年代起，植物遗传转化技术不断发展，特定基因能够根据人们的意愿在植物上得以表达。遗传转化技术打破了常规育种的界限，为改良作物、创造新品种的基因工程提供了一条新的途径，并对提高农业经济效益提供新的思路[1]。

茶树[Camellia sinensis （L.） O.Kuntze]属多年生异花授粉的木本植物，目前茶树育种的主要方法仍是常规系统育种和杂交育种[2]。但茶树的生育周期长、自交不亲和以及人工授粉成功率低等特性给育种工作带来很大限制[3]。作为我国重要的农业经济作物，茶树基因改良日益受到重视[4-5]。遗传转化技术既能缩短优良品种的选育周期形成茶树的定向育种，又能实现对茶树抗逆性状的筛选[6]。通过遗传转化技术将目标基因导入茶树中，培育出高产、优质和抗逆性强的茶树品种，使茶树品种按生产和市场的需求方向培育，从而推动茶叶经济的发展[7]。

1 茶树受体系统的建立

建立良好的受体系统是茶树遗传转化的重要基础。茶树受体系统的建立包括外植体的选择及外植体的消毒、培养基的选择、植物激素和外源添加物的选择、外植体褐化和调控等影响因素。

1.1 外植体的选择 选择适宜的外植体是受体系统建立的关键，茶树外植体常见的培养方式有器官培养和愈伤组织培养，此外茶树品种、外植体的生长状态对外植体的选择也有一定的影响。

茶树的子叶和茎段在器官培养中再生能力优于茶树其它器官。茶树子叶多用于诱导体胚，Mondal等[8]以子叶诱导的体胚作为转化受体，首次获得茶树的转基因植株;Saini等[9]和Lv等[10]相继用子叶诱导体胚进行茶树遗传转化，也获得了转基因植株。利用茶树子叶进行遗传转化成功率较高，但也存在缺点，表现为部分优良的茶树品种不易产生种子，或子叶是杂合体，遗传背景与母体之间存在较大差异;子叶的离体培养和遗传转化需要较长时间，Mondal等[8]建立的转化体系至少需要490 d。为了保持优质、稳定的遗传背景，Sandal等[11]认为茶树遗传转化的受体采用茶树叶片优于子叶，但茶树叶片的离体成活率仅0～7.1%[12]。而茶树茎段在茶树遗传转化具有很大的潜力，在茶树茎段培养中，要选择有一定成熟度、富含营养成分的茎段，有研究表明取第二腋芽的茎段为外植体，萌芽率最高[13]。