Plant Transformation Methods with Domestic Independent Intellectual Property Rights in China: Research Progress

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas18030016

Abstract

Abstract: The aims are to understand the current status and existing problems of domestic research on plant transgenic methods and explore their future development direction and prospects. The authors summarized all plant transformation methods with independent intellectual property rights in China, reviewed their research achievements in cotton, rice, papaya, corn and other crops, and analyzed the trend and benefit of the industrialization of transgenic products. The problems existed in this field were put forward, mainly including less quantity of technology patents, poor connotation and quality of some patents and slow pace of industrialization of domestic transgenic products. The authors think that improving the management and supervision of plant transgenic research system, building a crucial technical team, encouraging industryuniversity- research cooperation, setting up a platform of sharing the scientific research achievements, promoting extensive plant transgenic science popularization, and realizing the industrialization of genetically modified staple crops as soon as possible can provide theoretical and technical support to future plant transgenic research in China.

References

[1] 王旭静, 贾士荣. 国内外转基因作物产业化的比较[J]. 生物工程学报, 2008, 24(4) : 541－546.
[2] Clive James. 2014 年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势[J]. 中国生物工程杂志, 2015, 36(1) : 1－ 11.
[3] 冯华. 我国并未商业化生产转基因主粮[J]. Adviser of Peasant Families, 2014, (3) : 15－15.
[4] 单美玉, 王戴尊, 李彩霞, 等. 基于专利分析的转基因玉米发展态势分析[J]. 农业图书情报学刊, 2015, 27(12) : 5－10.
[5] 佰腾专利检索系统. 佰腾专利检索—中国专利库[EB/OL]. http://so.baiten.cn/. 2016-01-23.
[6]Guang-yu Zhou, Jian Weng, Yi-shen Zeng, et al. Introduction of exogenous DNA into cotton embryos[J]. Methods in Enzymology, 1983, 101(6) : 433－481.
[7] 杨剑波, 吴李君, 吴家道, 等. 应用低能离子束介导法获得水稻转基因植株[J]. 科学通报, 1994, 39(16) :1530－1530.
[8] 周光宇. 从生物化学的角度探讨远缘杂交的理论[J]. 中国农业科学, 1978, 11(2):16－20.
[9] 段晓岚, 陈善葆. 外源DNA导入水稻引起性状变异[J]. 中国农业科学, 1985, 18(3) : 6－11.
[10] 黄骏麒, 钱思颖, 刘桂玲, 等. 外源海岛棉DNA导致陆地棉性状变异[J]. 遗传, 1981, 8(1) : 56－62.
[11] 曾君祉, 王东江, 吴有强, 等. 用花粉管途径获得小麦转基因植株[J]. 中国科学B辑, 1993, 23(3) : 256－262.
[12] 许宁, 赵南明, 章力建, 等. 超声诱导基因转移[J]. 生物物理学报, 1990, 6(2) : 281－281.
[13] 许宁, 赵南明, 章力建, 等. 超声波诱导植物组织基因转移方法[P].中国, CN97111924.4.
[14] 孙毅, 崔贵梅, 郝曜山, 等. 超声波辅助花粉介导植物转基因方法[P]. 中国, ZL 201110041484.0.
[15] 毛开云, 陈大明, 江洪波. 农作物生物育种产业化情况及发展趋势[J]. 生物产业技术, 2013, (2) : 51－57.
[16] 邓德旺, 郭三堆, 杨志民. 棉花花粉管通道法转基因的分子细胞学机理研究[J]. 中国农业科学, 1999, 32(6) : 113－114.
[17] 周平兰, 梁满中, 高健, 等. 花粉管通道法转柱头外露棉DNA及转化体RAPD分析[J]. 湖南师范大学自然科学学报, 2004, 27(4) : 81－86.
[18] 杜雄明, 潘兆娥, 孙君灵, 等. 棉花DNA遗传转化系的农艺性状变异和SSR标记分析[J]. 农业生物技术学报, 2004, 12(4) : 380－385.
[19] 雷勃钧, 李希臣, 卢翠华, 等. 外源野生大豆DNA导入栽培大豆及RAPD分子验证[J]. 中国科学B辑, 1994, 24(6) : 596－601.
[20] 王世伟, 杨晓杰, 王中革, 等. PAPD分子标记对高粱DNA经花粉管导入玉米自交系的验证[J]. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版), 2011, 27(1) : 54－60.
[21] 罗洪发, 钟秉强, 杨正林, 等. 水稻花粉管通道法导入高粱DNA的SSR分子验证[J]. 分子植物育种, 2004, 2(4) : 501－505.
[22] 王艳杰, 申家恒. 花粉管通道法转基因技术的细胞胚胎学机理探讨[J]. 西北植物学报, 2006, 26(3) : 628－634.
[23] 李万云, 李培夫. 外源基因导入技术在主要农作物育种上的应用进展[J]. 生物技术通报, 2006, (6) : 76－80.
[24] 刘冬梅, 武芝霞, 刘传亮, 等. 花粉管通道法获得棉花转基因株系主要农艺性状变异分析[J]. 棉花学报, 2007, 19(6) : 450－454.
[25] 周光宇, 龚蓁蓁, 王自芬. 远缘杂交的分子基础——DNA片段杂交假设的一个论证[J]. 遗传学报,1979, 6(4) : 405－413.
[26] 郭三堆, 崔洪志, 夏兰芹, 等. 双价抗虫转基因棉花研究[J]. 中国农业科学, 1999, 32(3) : 1－7.
[27] 谢道昕, 范云六, 倪万潮, 等. 苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)杀虫晶体蛋白基因导入棉花获得转基因植株[J]. 中国科学B辑, 1991, 21(4) : 367－373.
[28] 乐锦华, 祝建波, 崔百明, 等. 利用目的基因转化技术培育棉花抗病新品种[J]. 石河子大学学报(自然科学版), 2002, 6(3) : 173－178.
[29] 崔洪志. vgbM基因在植物中中的表达及抗虫棉GK12中外源基因整合的初步分析[D]. 北京:中国农业科学院, 2004.
[30] 马盾, 黄乐平, 黄全生, 等. 花粉管通道法在棉花转基因上的应用[J]. 新疆农业科学, 2004, 41(1) : 29 － 30.
[31] 马盾, 黄乐平, 周小云, 等. 花粉管通道法转基因棉花后代特性的研究[J]. 新疆农业科学, 2007, 44(Z3) : 105 －107.
[32] 刘方, 王坤波, 宋国立, 等. 花粉管通道法转基因棉花材料的获得[J]. 中国棉花, 2008, 35(8) : 16－16.
[33] 吕素莲. 转betA 和TsVP 基因提高棉花耐盐、抗旱性的研究[D]. 济南: 山东大学, 2007.
[34] 蔡永智. 转CBF1 和KatG 基因棉花抗旱性分析[D]. 石河子:石河子大学, 2013.
[35] 倪萌, 缪卫国, 刘海洋, 等. 棉花黄萎病菌诱导转hpa1xoo 基因棉花产生微过敏防御反应[J]. 新疆农业科学, 2009, 46(1) : 46－49.
[36] 徐理. 棉花与黄萎病菌的分子互作机制研究及GbWRKY1 基因的功能鉴定[D]. 武汉: 华中农业大学, 2011.
[37] 陈志贤, Danny J. Liewellyn, 范云六, 等. 利用农杆菌介导法转移tfdA 基因获得可遗传的抗2, 4 -D 棉株[J]. 中国农业科学, 1994, 27(2) : 31－38.
[38] 童旭宏, 吴玉香, 祝水金. 陆地棉EPSPS 基因的克隆及其组织特异性表达分析[J]. 棉花学报, 2009, 21(4) : 259－264.
[39] 裴炎, 侯磊, 李德谋, 等. 表达生长素合成相关基因的植物表达载体及其在棉花纤维性状改良的应用[P]. 中国, CN200810142518.3.
[40] Zhang M, Zheng X, Song S et al. Spatiotemporal manipulation of auxin biosynthesis in cotton ovule epidermal cells enhances fiber yield and quality[J]. Nature biotechnology, 2011, 29(5) : 453－458.
[41] 郭三堆. 中国转基因棉花研发应用二十年[J]. 中国农业科学, 2015, 48(17) : 3372－3387.
[42] 李建平, 肖琴, 周振亚,等. 转基因作物产业化现状及我国的发展策略[J]. 农业经济问题, 2012, (1) : 23－28,110.
[43] 张晓强. 中国高技术产业发展年鉴[M]. 北京:理工大学出版社, 2006, 155－160.
[44] 刘羊肠. “中国抗虫棉之父”郭三堆的种业强国梦[EB/OL]. http://news. xinhuanet. com/local/2014-05/14/c_1110690642.htm, 2014-5-14.
[45] 谢铭. 转基因作物产业化发展状况和面临的问题[J]. 广西农业科学, 2005, 36(1) : 82－84.
[46] 江雪莹. 我国转基因生物研究与产业发展的形势与对策金安江[J]. 安徽农业科学, 2014, 42( 19) : 6148 － 6149,6201.
[47] 王宇, 沈文星. 我国作物转基因技术创新与产业化推广[J]. 南京林业大学学报(人文社会科学版), 2014, (2) : 107－ 112.
[48] 谭涛, 陈超. 我国转基因作物产业化发展路径与策略[J]. 农业技术经济, 2014, (1) : 22－ 30.
[49] 张杰伟, 张中保, 陈亚娟, 等.中国转基因作物产业化分析[J]. 安徽农业科学, 2013, 41( 10) : 4250－ 4251, 4254.
[50] 罗云波, 贺晓云. 中国转基因作物产业发展概述[J]. 中国食品学报, 2014, 14 (8) : 10－15.
[51] 夏敬源. 我国转基因棉花技术创新及其产业化[EB/OL]. http://www.aweb.com.cn 2010年09月19日 16:03 农博网.
[52] 周鹏, 王树昌, 沈文涛, 等. 我国番木瓜抗环斑病毒种质资源创新研究及应用[J]. 热带作物学报, 2013, 33(5) : 51－55.
[53] 叶长明, 叶寅. 番木瓜环斑病毒外壳蛋白基因的构建[J]. 植物病理学报, 1991, 21(3) : 161－164.
[54] 周鹏, 郑学勤. 病毒RNA复制酶—Nib基因转化番木瓜的研究[J]. 热带作物学报, 1995, 16(S1) : 40－43.
[55] 周鹏, 郑学勤. PRV-CP-SN转基因番木瓜表达与抗病能力的研究[J]. 热带作物学报, 1996, 17(2) : 84－87.
[56] 陈谷, 叶长明, 黄俊潮, 等. 番木瓜环斑病毒复制酶基因转化番木瓜的研究[J]. 遗传, 1998, 20(S1) : 9－11.
[57] 赵志英, 周鹏, 曾宪松, 等. 核酶基因转化番木瓜的研究[J]. 热带作物学报, 1998, 19(2) : 20－26.
[58] 叶长明, 魏祥东, 陈东红, 等. 转基因番木瓜的抗病性及分子鉴定[J]. 遗传, 2003, 25(2) : 181－184.
[59] 阮小蕾, 李华平, 周国辉. 转PRSV 复制酶基因T2 代番木瓜植株的抗病性测定[J]. 华南农业大学学报, 2004, 25(4) : 12－15.
[60] 饶雪琴, 李华平. 番木瓜环斑病毒融合基因植物表达载体的构建[J]. 华中农业大学学报, 2005, 24(4) : 325－329.
[61] 冯黎霞, 阮小蕾, 周国辉, 等. 转基因番木瓜抗病性测定和纯合系的获得[J].仲恺农业技术学院学报, 2005, 18 (4) : 12－15, 20.
[62] 魏军亚, 刘德兵, 陈业渊, 等. 花粉管通道法介导PRSV-CP基因dsRNA转化番木瓜[J]. 西北植物学报, 2008, 28(11) : 2159－2163.
[63] 蔡群芳, 魏军亚, 周鹏. 花粉管通道技术转化番木瓜的初步研究[J]. 生命科学研究, 2009, 13(1) : 16－19.
[64] 阮小蕾, 侯燕, 李华平. 转PRSV 复制酶基因番木瓜食品安全性的初步评价[J]. 华中农业大学学报, 2010, 29(3) : 381－386.
[65] 贾士荣. 转基因植物食品中标记基因的安全性评价[J]. 中国农业科学, 1997, 30(2) : 1－15．
[66] 侯博, 阳检, 吴林海. 农药残留对农产品安全的影响及农户对农药残留的认知与影响因素的文献综述[J]. 安徽农业科学, 2010, 38(4) : 2098－2101,2129．
[67] 张欣, 付亚萍, 周君莉, 等. 水稻规模化转基因技术体系构建与应用[J]. 中国农业科学, 2014, 47( 21) : 4141 －4154.
[68] 陈善葆, 段晓岚. 外源DNA直接导入水稻的方法与结果[C]. 中国遗传学会, 中国的遗传学研究—中国遗传学会第三次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编, 长沙:湖南科学技术出版社, 1987 :176－177.
[69] Luo Z X, Wu R. A simple method for the transformation of rice via the pollen-tube pathway[J]. Plant Mol. Biol. Rep., 1988, 6(3) : 165 － 174.
[70] 谢道昕, 范云六, 倪丕冲. 苏云金芽孢杆菌杀虫基因导入中国栽培水稻品种中花11号获得转基因植株[J]. 中国科学B辑, 1991,21(8) : 830－834.
[71] 潘重光, 叶正祥. 导入模糊多基因提高上农香糯抗病性的研究[J]. 上海农学院学报, 1993, 11 (4) : 284 － 290.
[72] 严成其. 水稻花粉管通道法导入含Xa21 总基因的研究简报[J]. 宁波农业科技, 1996, (1) : 8－10.
[73] 严成其, 王光清. 外源DNA通过花粉管通道法导入水稻的研究[J]. 中国农业科学, 1997, 30(1) : 94－ 94.
[74] 姚方印, 周学标, 刘理梅. 外源DNA导入培育水稻抗白叶枯病种质材料的研究[J]. 山东农业科学, 2000, (1) : 14－15.
[75] 吴爱忠, 唐克轩. 花粉管导入法培育抗除草剂的转基因水稻[J]. 上海农学院学报, 1999, 17(4) : 237 － 241.
[76] 王忠华, 崔海瑞, 舒庆尧,等. Bt水稻“克螟稻”杂交后代中转基因的遗传表达及育种利用[J]. 农业生物技术学报, 2000, 8(1) : 89－ 94.
[77] 洪亚辉, 董延瑜, 赵燕, 等. 玉米DNA导入水稻选育高蛋白品系[J]. 湖南农业大学学报, 1999 , 25(2) : 87－91.
[78] 洪亚辉, 萧浪涛, 董延瑜. 密穗高粱总DNA导入水稻的研究[J]. 湖南农业大学学报, 2000, 26(1) : 28 －30.
[79] 陈剑虹. 花粉管通道法转水稻Ｗaxy基因[D]. 武汉:华中农业大学, 2001.
[80] 王才林, 朱镇, 赵凌, 等. 用花粉管通道法将慈姑蛋白酶抑制剂基因(API)导入水稻获得转基因植株[J]. 江苏农业学报, 2005, 21(4) : 245 －248.
[81] 张启发. 对我国转基因作物研究和产业化发展策略的建议[J]. 中国农业信息, 2005, (2) : 4－7.
[82] 黄季焜, 胡瑞法, 陈瑞剑, 米建伟. 转基因生物技术的经济影响－中国BT 抗虫棉10 年[M]. 北京:科学出版社, 2010, (2) : 157 －167.
[83] 丁群星, 谢友菊, 戴景瑞, 等. 用子房注射法将Bt毒蛋白基因导入玉米的研究[J]. 中国科学B辑, 1993, 23(7) : 707－713.
[84] 祁永红, 钱华. 外源DNA导入玉米自交系获得变异新品系[J]. 黑龙江农业科学, 1998, (5) : 1－4.
[85] 王罡, 杜娟, 张艳花. 用花粉管通道法将Bt杀虫蛋白基因导入玉米自交系的研究[J]. 玉米科学, 2002, 10(1) : 036－037.
[86] 杜娟. 大豆DNA片段导入玉米自交系提高蛋白质含量的研究[J]. 山西农业大学学报(自然科学版)), 2004, 24 (2) : 108－111.
[87] 杨晓玲,郭金耀. 大豆DNA对玉米籽粒蛋白质含量的影响[J]. 中国农学通报, 2005, 21(11) : 47－47.
[88] 张慧英, 刘爱华, 薛艳霞. 甘蔗DNA导入玉米自交系性状变异的研究[J]. 湖北农业科学, 2008, 47(5) : 498－500.
[89] 李茫雪, 张赫然, 于晶, 等. 花粉管通道法将Bt-CPTI双价抗虫基因转入玉米自交系的研究[J]. 玉米科学, 2010, 18(1) : 29－33, 41.
[90] 孟宪玉, 单长建, 王乾坤, 等. 玉米花粉管通道法转化脱水素BDN1基因[J]. 玉米科学, 2014, 22(6) : 32－35.
[91] 王景雪, 孙毅, 胡晶晶, 等. 花粉介导法获得玉米转基因植株[J]. 云南大学学报( 自然科学版), 1999, 21(S3) : 83－83.
[92] 王景雪, 孙毅, 崔贵梅, 等. 花粉介导法获得玉米转基因植株[J]. 植物学报(英文版), 2001, 43(3) : 275－279.
[93] 陈定虎, 王锡锋, 周广和. 抗SCMV转基因玉米植株的获得[J]. 云南农业大学学报, 2003, 18 (4) : 39－40.
[94] 杜建中, 孙毅,王景雪, 等. 基于花粉介导法转化的玉米自交系抗病植株的获得[J]. 中国农学通报, 2008, 24(5) : 79－82.
[95] 王秀红, 白建荣, 孙毅, 等. 花粉介导法将TaPHR1::GFP融合蛋白基因导入玉米[J]. 西北植物学报, 2011, 31(9) : 1732－1737.)
[96] 宋鉴达, 林春晶, 韦正乙, 等. 利用超声波处理花粉转化法获得玉米转基因新材料[J]. 玉米科学, 2012, 20(2) : 48－51.
[97] 张明义, 张彦芹, 杨丽莉, 等. 农杆菌介导法向玉米萌发种子转化bar基因的研究[J]. 生物技术通报, 2011, (5) : 80－86.
[98] 王守云, 韦正乙, 林春晶, 等. 利用玉米萌动胚转化体系获得抗除草剂转基因新材料[J]. 玉米科学, 2013, 21(2) : 52－57.
[99] 孙毅, 王景雪, 刘少翔, 等. 农杆菌介导植物萌发种子基因转化方法[P]. 中国, CN01104185.4
[100]王守才. 转基因育种与玉米产业发展[C]. 杨国航. 中国玉米品种科技论坛——中国玉米品种科技论坛论文集. 北京:中国农业科学技术出版社, 2007: 62－68.
[101] 薛光行, 陈茹梅. 玉米转基因育种及产业化[J]. 生物产业技术, 2010, (3) : 42－47.
[102] 李海英, 刘定福. 菲律宾转基因玉米的发展对玉米产业的影响[J]. 中国种业, 2013, (6) : 21－22.
[103] 王节之, 郝晓芬, 郑向阳, 等. 谷子花粉介导法转几丁质酶基因的研究[J]. 生物技术, 2004, 14(5) : 5－6.
[104] 梁雪莲, 郑奕雄, 庄东红, 等. 花生CpTI基因转化——花粉介导法[J]. 花生学报, 2006, 35(4) : 1－5.
[105] 杜春芳, 刘惠民, 李朋波, 等. 花粉介导法获得油菜转基因植株研究[J]. 作物学报, 2006, 32(5) : 749－754.
[106] 魏玉杰, 张梅秀, 常瑛, 等. 野罂粟花粉介导法转萝卜抗菌肽基因方法研究[J]. 甘肃农业科技, 2009, (11) : 6－8.
[107] 魏玉杰, 张金文, 何庆祥. 花粉介导法将萝卜抗菌肽基因导入野罂粟的影响因素研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(15) : 32－37.
[108] 马倩倩, 宋跃, 孙毅, 等. 超声波处理花粉介导黄花梨遗传转化体系的建立[J]. 果树学报, 2013, 30(4) : 537－542.
[109] Wang W Q, Wang J X, Yang C P, et al. Pollen-mediated transformation of Sorghum bicolor plants[J]. Biotechnology SApplied Biochemistry, 2007, 48(2) : 79－83.
[110] WangSJ, LiSY, LiangSC. Recovery of transgenic plants by pollen- mediated transformation in Brassica juncea[ J] . TransgenicSresearch, 2008 , 17 ( 3 ) : 417S-424S..
[111] 奚亚军, 林拥军, 张启发, 等. 利用花粉管通道法将叶片衰老抑制基因PSAG12-IPT 导入普通小麦的研究[J]. 作物学报, 2004, 30(6) : 608－612.
[112] 武小霞, 刘伟婷, 刘琦, 等. 利用花粉管通道法将抗虫基因(cryV)转入大豆的研究[J]. 大豆科学, 2010, 29(4) : 565－568.
[113] 张立全, 牛一丁, 郝金凤, 等. 通过花粉管通道法导入红树总DNA 获得耐盐紫花苜蓿T0 代植株及其RAPD 验证[J]. 草业学报, 2011, 20(3) : 292－297.
[114] 曹阳, 赵东利, 王仁军, 等. 高粱花粉管通道法导入抗虫基因的研究[J]. 大连大学学报, 2001, 22(6) : 47－52.
[115] 赵世锋, 刘根齐, 田长叶, 等. 花粉管通道法导入外源DNA 创造燕麦新种质[J]. 华北农学报, 2003, 18(3) : 53－56.
[116] 张梦然. 全球转基因农作物发展现状与趋势[J]. Adviser of Peasant Families, 2012, (5) : 9－10.