1甘薯植株再生体系的建立
甘薯组织培养高频率植株再生是进行甘薯基因转化重要的一步，而利用各种外植体诱导胚性愈伤组织是前提。由于甘薯存在的种间、种内交配的不亲和性，严重限制了甘薯育种中的资源利用和亲本选配。因此，利用组培技术培育再生植株非常重要。研究表明，甘薯植株的芽、茎段、茎尖、叶柄、叶片等均可作为愈伤组织诱导的外植体，在附加不同浓度的植物激素2，4-D、6-BA、KT、NAA或2，4，5-T时，基本培养基则以MS为主。Mukherjee等［6］研究发现，附加一定浓度的2，4-D和6-BA可以诱导甘薯产生胚性愈伤组织，添加5g/LNaCl或0.7g/L的脯氨酸和0.2mg/L2，4-D可显著提高体细胞胚胎发生。周丽艳等［7］研究认为，1.0mg/L2，4-D与1.0mg/LKT（或6-BA）搭配有利于诱导高质量的甘薯愈伤组织。张勇为等［8］取甘薯芽和茎段接种至加有3%的蔗糖、2，4-D1mg/L、6-BA0.1mg/L的MS培养基上，在黑暗下诱导愈伤组织。周丽艳等［9］研究发现，茎段愈伤组织分化能力强于叶柄、叶片；1.0-2.0mg/L2，4-D与1.0mg/LKT组合有利于诱导胚性愈伤组织。王兰兰等［10］用甘薯无菌苗植株上部的幼嫩叶片作为外植体在MS基本培养基，附加6-BA0.5mg/L，NAA1.0mg/L的浓度配比诱导出愈伤组织。ElAbidineTriqui等［11］在附加2，4，5-T或毒莠定的培养基上诱导出愈伤组织，且胚性愈伤组织在转入无激素培养基之前先在附加1mmol/L2，4-D和1mmol/LKT或者单独加入5mmol/LABA的培养基上继代培养可以大大提高植株再生率。何博文等［12］研究表明，添加2mg/L2，4-D的MS培养基诱导率高，诱导时间缩短，生长速度增快。同时，茎段比茎尖和叶片更易诱导产生愈伤组织。周志林等［13］研究表明，商薯19植株再生能力较强，最佳诱导培养基为添加NAA0.1mg/L的MS培养基，其不同外植体植株再生能力由强到弱为茎段>叶片>叶柄。马佩勇等［14］研究发现，添加2mg/L2，4-D和0.2mg/L6-BA的MS固体培养基适合作为苏薯9号胚性愈伤组织的诱导培养基，能明显增加胚性细胞的诱导效率。苏文瑾等［15］以鄂薯6号为研究材料，结果表明，添加2.0mg/L2，4-D的MS固体培养基诱导出愈伤组织所需的时间短，诱导率高，平均诱导率为95.6%。
2甘薯的遗传转化
农作物生产力受其内在的生态生理特征与其生长的物理、化学和生物环境互作的影响。杂草、病虫害和不利的气候和土壤条件，如干旱、盐碱等，是制约农作物生产力的主要环境影响因素。所以，利用根癌农杆菌介导法和基因枪法等遗传转化方法进行甘薯的基因工程改良培育抗逆性强、品质好、产量高的甘薯新品种显得非常重要。甘薯的遗传转化是指主要利用胚性愈伤组织、悬浮细胞、原生质体等作受体，通过某种技术和途径转入外源基因，获得某些性状、品质改良的转基因植株。迄今为止，在获得的转基因甘薯植株的报道中，根癌农杆菌介导法占绝大多数；其次是基因枪法等。目前，甘薯的转基因研究取得了较大进展，依据用于遗传转化的功能基因的不同，涉及抗除草剂、抗逆、抗病毒、抗病、抗虫及品质改良等方面。
2.1抗除草剂基因
PPT乙酰基转移酶（bar）基因的表达可使植物具有一定的除草剂抗性，因而被广泛应用于抗除草剂转基因作物的生产。Otani等［16］利用携带有bar基因的根癌农杆菌EHA101转化甘薯胚性愈伤组织获得除草剂biolaphos抗性的转基因植株。Yi等［17］利用基因枪法将bar基因转入甘薯胚性愈伤组织，获得除草剂Basta抗性的转基因植株。Choi等［18］用农杆菌介导将bar基因转入甘薯胚性愈伤组织，获得除草剂Basta抗性的转基因植株。臧宁等［19］用农杆菌介导法将bar基因导入甘薯主栽品种徐薯18的胚性悬浮细胞中，获得了抗除草剂的转基因植株。臧宁等［20］以甘薯品种栗子香的胚性悬浮细胞为受体材料，获得了表达bar基因的抗除草剂转基因甘薯植株。阮龙等［21］用根癌农杆菌介导法获得了表达抗除草剂抗性基因bar基因的甘薯植株。
2.2抗逆基因
目前，已获得抗盐、干旱、寒及热等逆境的转基因甘薯植株。Kasukabe等［22］利用根癌农杆菌EHA101将黑籽南瓜的亚精胺合成酶基因（FSPD1）转入甘薯中，与对照相比，转基因植株对诸如盐、干旱、寒及热等环境胁迫表现出高耐性。Fan等［23］通过根癌农杆菌转化获得转菠菜甜菜碱醛脱氢酶SoBADH基因甘薯植株。转基因植株对包括盐、氧化胁迫和低温等各种非生物胁迫的耐性增强。李建梅等［24］的结果表明，在胁迫及复水条件下转Cu/Zn-SOD和APX基因甘薯的抗氧化系统可以更好地保护及修复光合机制。Park等［25］过表达IbLEA14的转基因甘薯愈伤组织对盐和干旱胁迫的耐性增强。王欣等［26］的研究表明，转入Cu/ZnSOD和APX基因增强了胁迫下甘薯清除活性氧的能力，从而提高了甘薯的耐盐性。Kim等［27］利用RNA干扰技术沉默CHY-β基因。在转基因培养细胞中，ABA含量增加，对盐胁迫耐性增强。阮龙等［21］利用根癌农杆菌介导法获得了转干旱耐逆基因HS1的基因甘薯植株。成雨洁等［28］的研究表明Cu/Zn-SOD和APX基因可以显著增加干旱胁迫下甘薯块根膨大期的SOD、APX活性和可溶性糖含量，提高其水分利用效率，从而减轻干旱胁迫对产量的影响。Kim等［29］获得转大豆冷诱导锌指蛋白SCOF-1基因的甘薯植株，与对照相比，转基因植株对低温胁迫耐性增强。
作者：李志亮 吴忠义 王玉文 邢浩春 叶嘉 张秀海 黄丛林 单位：邯郸学院生物科学系 北京农业生物技术研究中心 邯郸市禾下土种业有限公司
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