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农杆菌介导的玉米转化体系的优化与抗蚜虫基因的转化研究
随着农业发展和人口增长的需要，对于高产、高质、高效的农作物越来越被重视。而生物技术作为一个可以改善农作物品质、增加产量的新型手段，已经成为现代农业的一个新亮点。农杆菌介导的玉米转化体系已成为玉米转基因的标准手段，具有高效、可靠、经济、适用于多品种和多种组织转化等优点。本文主要探讨农杆菌介导的玉米转化体系的优化及抗蚜虫基因的转化研究。
一、玉米转化体系的发展
农杆菌介导的玉米转化体系是在自然界中存在的一种物种——土壤链霉菌(Agrobacteriumtumefaciens)基础上所研究开发出来的，从1977年开始，经过20余年的改进与优化，发展成为一个完整的体系，并应用于玉米等各种作物的遗传转化。
农杆菌作为天然的植物寄生菌，可以将它自身所携带的特定质粒——农杆菌T-DNA质粒插入到植物细胞中，并且在插入的T-DNA上产生蛋白质，从而形成与植物细胞共生结构——根瘤。农杆菌介导的遗传转化主要是利用农杆菌T-DNA质粒中所搭载的两个基因：右边界(RightBorder,RB)和左边界(LeftBorder,LB)，这两个基因之间所包含的DNA序列称为T-DNA。将需要转化的外源基因插入T-DNA的区域，利用RB和LB进行识别和剪切，将外源基因转移到宿主植物细胞的染色体DNA上，从而达到转基因植物的目的。
目前，玉米转化体系的关键因素包括：植物再生体系、农杆菌菌株、转移条件和筛选方法四个方面。针对这些因素，已经有研究得到了显著的优化，使得农杆菌介导的玉米遗传转化体系更加完善和高效。
二、玉米转化体系的优化
1.植物再生体系
玉米再生体系的建立是玉米转化体系成功的关键，它是指在体外培养条件下，从植物体内分离出的单个细胞或一小块组织，通过适当处理，使其在培养基上再生为完整的植株。目前，玉米再生体系主要包括愈伤组织法、愈伤球法、愈伤芽法、胚性愈伤法，其中以胚性愈伤法最为常用。
在种子中，胚芽是发育最成熟的组织，它与外部条件的影响少，可以采取外部条件控制的方式进行培养，促进它的体内再生。同时，利用高质量种子和无菌技术，可以消除抗生素、杂菌、真菌等微生物对培养的影响，有利于再生体系的建立。
2.农杆菌菌株
农杆菌因其高通量和寄生性被广泛应用于植物遗传转化。但不同菌株之间的转化效率和适用性有很大差异，其中最常用的是LBA4404和EHA101两个菌株。LBA4404主要适用于禾本科作物，植株再生快，适用范围广；而EHA101则更适用于离体叶片、离体小芽等，且转化效率较高。
3.转移条件
转化体系中，转杂因素是影响转化效率的重要因素。主要包括了匹配方式、耐受性、筛选条件、反应时间等。其中，影响最大的是转杂匹配方式和抗性选择方式。
匹配方式包括简单匹配和复杂匹配两种方式。微量DNA和细胞的数量需严格掌控，同时在外源基因的选择上，也需要分析基因的特殊性，以便在转化体系中作为筛选标志。如GUS作为选择标志，即在转化体系中，利用色谱法检测变性的β葡萄糖呋喃糖苷酶(GUS)的活性；如果需要对遗传材料进行鉴定，还要加入PCR检测等方法。
4.抗蚜虫基因的转化研究
蚜虫是对玉米的生长和产量危害最大的昆虫，遗传转化抗蚜虫是玉米转基因中的一个重要研究方向。大部分抗蚜虫基因来源于其他物种，通过转化技术导入到玉米中。如玉米隐花草素基因，是利用人工DNA合成技术，将其导入到玉米中而实现抗蚜虫。
经过多年的研究，抗蚜虫作物的转化技术已经较为成熟。然而，为了确保转基因玉米的生态安全和环境友好，仍需要许多研究来证明，特别是在长时间的生产过程中必须注意转基因玉米的长期影响和生态风险。
三、结论
农杆菌介导的玉米转化体系已经成为现代农业中非常重要的新型手段，其优良的转化效果以及较好的适用性使其得到了广泛的应用。可持续地进行基因鉴定、遗传优化、基因重构和基因模拟等研究，将进一步加快我们对玉米转化体系的认识，促进农业发展和社会进步。但是，同时也要引起人们的重视，对生态环境进行规范化管理，为了确保长期生态安全和环境友好，转基因玉米生产需要严格的管理和监管。