转基因技术在甜瓜上有哪些应用？

目前在甜瓜作物上开展遗传转化研究的主要目的是改良品种。1990年美国Michigan州立大学的Fang和Grumer首次报道了用农杆菌改良株系LBA4404成功地将选择标记基因NPTII转入甜瓜，随后中国留学新加坡的学者Dong及其合作者（1991）、中国学者贾士荣等人（1992）以及西班牙的Valles和Lasa又先后报道了用根癌农杆菌介导方法将NPTII和报告基因（β-Glucuronidase基因，GUS）转入甜瓜取得成功。此后，用功能基因转化甜瓜的研究全面展开。从研究的总体情况看，通过遗传转化改良甜瓜的园艺性状，主要集中在提高甜瓜的耐贮运性和抗病性两个方面。

（一）提高果实耐贮运性

果实的成熟过程经历了一系列复杂的生理生化变化，包括乙烯的生物合成，淀粉和细胞壁的降解，色素、有机酸及蔗糖的变化等。乙烯作为调节果实成熟与衰老的关键因子，一直受到科学家的极大关注。用转反义基因技术抑制内源乙烯的合成，从而延缓呼吸跃变型果实的后熟进程，提高果实耐贮运性，最先在番茄上获得了成功，被证实是一条切实可行，而且快速培育耐贮运品种的有效途径。由于植物ACC（1-Aminocyclopropane-1-Carboxylic acid，1-氨基环丙烷-1-羧酸）合成酶和ACC氧化酶被证明为乙烯代谢途径上的限速酶，因此许多反义调控研究集中在两个关键酶上。1993年，Claudine等人研究表明，甜瓜ACC氧化酶多基因家族有3个组成成员。其中CM-ACO1是在成熟果实中唯一一个伴随着氧化酶活性高峰出现高水平转录的基因。1995年，R.Ayub等构建了由35S启动的甜瓜ACC氧化酶cDNA反义表达载体，在农杆菌介导下转化甜瓜获得了转基因植株。J.C.Pech（1996）进一步研究报道，转化植株经自交后，一部分后代中的ACC氧化酶mRNA表达量显著降低。1997年，E.Lasserre等又获得了CM-ACO1基因启动子序列。将它与GUS基因串联转化烟草，发现在受到创伤或乙烯刺激后12～18h，该特异启动子即驱动GUS基因表达。但在发育果实中的启动效果如何，未作进一步的报道。

在国内，1997年尹俊等以内蒙古自治区主要栽培品种河套蜜甜瓜为材料，克隆了一个ACC合成酶的cDNA片段，该片段长627bp。李天然等（1999年）将ACC合成酶cDNA反义基因经农杆菌介导转入河套蜜甜瓜中。陆璐等（2000）采用RT-PCR方法，分离克隆了哈密瓜ACC氧化酶基因cDNA，并构建了它的反义序列植物表达载体。用该反义基因对1个甘肃薄皮甜瓜品种甘甜1号，进行根癌农杆菌介导的转化，获得了转基因植株并进入中试。李文彬、陆璐等（2001）以另一个甜瓜主栽品种黄河蜜为材料，分离克隆了该基因特异启动子，其核苷酸序列与E.Lasserre（1997）报道的相比，有99.6%同源性。

此外，于喜艳等（2003）用SMART技术构建了甜瓜幼果cDNA文库，利用RT-PCR技术，克隆到了甜瓜果实酸性转化酶基因cDNA片段。哈斯阿古拉（2005）以河套蜜甜瓜（Cucumis melo L.cv. Helao）成熟果实为材料，得到ACC氧化酶基因的cDNA片段，长度为545bp，与已报道的甜瓜ACC氧化酶基因的相应cDNA片段有99.5%的同源性。

近年来，对乙烯信号传导与乙烯受体蛋白的研究成为蔬菜采后乙烯分子生物学研究中的热点之一。通过对乙烯受体蛋白的抑制，进而干扰乙烯对果实成熟的作用，可能成为调节乙烯生理功能的新途径。迄今为止，已从拟南芥中分离出5个乙烯受体蛋白基因：ETR1、ETR2、ERS1、ERS2和EIN4。将来自拟南芥的ETR基因转入番茄后，能明显抑制果实成熟，说明植物对乙烯的识别和反应途径是高度保守的。Kumi等（1999）根据与拟南芥乙烯信号传导途径基因同源性比较，从甜瓜中也分离到了乙烯受体基因，但目前对其功能及后续传导途径仍不清楚，尚有待进一步研究。

除乙烯外，另一引起果实软化的重要因子是果胶物质降解和细胞分离。20世纪60年代，Hobson指出多聚半乳糖醛酸酶（PG）与番茄果实软化密切相关。Crooks（1983）研究证明，该酶是一种细胞壁蛋白，它的主要功能是将果实细胞壁中的多聚半乳糖醛酸降解为半乳糖醛酸，使细胞壁结构解体，导致果实软化。

从应用的角度来看，虽然反义PG基因对番茄果实软化没有多大影响，但转基因果实的加工性能得到明显改善，能抗裂果和机械损伤，更能抵抗次生的真菌感染。这种果实在成熟后期采收，可以获得更好的果实品质，其果汁可溶性固形物含量较高、黏度较大，对提高番茄加工的效益十分有利。1994年美国推出了“Flavr SavrTM”转反义PG基因番茄，1996年英国也允许将PG转基因番茄用于番茄加工，展现出了很好的应用前景。在甜瓜上，Kristen等（1998）以一个网纹甜瓜品种Alpha（F1）的成熟果实为材料，分离出3个成熟期高水平表达的cDNA克隆，MPG1、MPG2和MPG3。核苷酸序列分析结果表明，MPG1和MPG2与从桃的果实和番茄离层中分离出的PG基因高度同源，而MPG3和来自番茄成熟果实的PG基因同源性高。在甜瓜果实成熟过程中，MPG1的mRNA量最为丰富。将该cDNA引入米曲霉（Aspergillus oryzae），对细菌培养滤液进行的催化活性分析结果显示，MPG1编码一个内切多聚半乳糖醛酸酶，并且能够降解甜瓜果实细胞壁中的果胶质。该研究结果为在甜瓜植物上开展转PG反义基因研究打下了基础。

张丽等（2001）以甜瓜品种河套蜜甜瓜成熟果实mRNA为模板，经反转录合成和PCR扩增，得到编码多聚半乳糖醛酸酶基因（Polygalacturonase，PG）全长cDNA，将其克隆于pUC19质粒中获得重组质粒pCMPG。此cDNA长1183bp，包括一个393个氨基酸残基组成的开放阅读框架，与已报道的甜瓜PG基因cDNA核苷酸序列比较，同源性为99.3%，相应的氨基酸的同源性为98.5%。

虽然迄今已有几十例获得甜瓜转化植株的报道，但均未有进入品种选育阶段的进一步报道。可见甜瓜的遗传转化难度很大，国内外至今尚未能将转基因技术应用到甜瓜育种实践中去。以色列甜瓜育种学者M Galperin（2003）认为，甜瓜转化率低的问题仍具有挑战性。他们用1个新特质甜瓜自交系BU-21/3为材料，研究其再生和转化能力，表明这个自交系的再生能力优于以往研究过的基因型。用含有报告基因M-O或MKF的根癌农杆菌侵染子叶外植体可产生0.4～1.5个转基因芽，在转化后的8～10周，将转基因植株移入可控温室，发现其表型和育性正常。再生能力的遗传分析表明，它受单个显性位点控制，因此，这种新特质的基因型有望成为甜瓜转基因育种的有效工具。

（二）提高抗病性

1992年日本学者Yoshioka等人首次报道了用根癌农杆菌方法将功能基因黄瓜花叶病毒（CMV）外壳蛋白基因（CMV-CP）转入甜瓜。以后，美国Michigan州立大学的Fang和Grumet将他们克隆的西葫芦黄化花叶病毒（Zucchini Yellow Mosaic Virus）外壳蛋白基因（ZYMV-CP）用农杆菌介导法转入甜瓜，转化植株表现出对西葫芦黄化花叶病毒（ZYMV）的抗性。美国Cornell大学Gonsalves等（1994）利用根癌农杆菌和基因枪成功地将黄瓜花叶病毒白叶株系的外壳蛋白基因（CMV-WL）转入甜瓜品种，其转基因植株表现出对CMV-FNY病毒株系（纽约地区一种危害最严重的株系）的抗性，但不同转基因植株个体间表现出抗性差异。

1995年薛宝娣等成功地将黄瓜花叶病毒外壳蛋白（CMV-CP）基因导入甜瓜，将表达了CP基因的转化植株接种CMV病毒后发现，45株甜瓜T1代转化植株的抗病性主要表现为推迟发病。接种后9d，未转化的对照植株100%发病，而转化植株发病率为7%，接种20d后发病率达69%，31d后达88%。仍有5株始终未见发病。50d后病情指数达42%，而对照植株达82%。李仁敬等（1994）也进行了将黄瓜花叶病毒外壳蛋白基因导入新疆甜瓜品种的研究。王慧中等（2000）以甜瓜品种黄金瓜子叶为外植体，通过根癌农杆菌介导法将WMV-ICP基因（西瓜花叶病毒1号外壳蛋白基因）转化甜瓜，并获得了转化植株。

转基因蔬菜（10）种植的蔬菜如何鉴别是否为转基因蔬菜？

“南菜北运”大环境下，回佳农业在以自身蔬菜大棚和深加工工厂的建设基础上，为了给消费者提供质量更好更营养的果蔬品类，组建了自身的专家团队，在科技种苗培育、标准化蔬菜生产等方面拥有丰富的经验，指导项目园区基地建设、种植生产实施和技术人员培养，更加有利于回佳农业标准化产业链的运行。

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这个团队涵盖了高等科研院校知名的专家学者，其中作为广东省创新团队核心成员引进到深圳大学生命与海洋学院，主要进行基因组编辑与作物改良方面研究的 于为常教授 是回佳农业科技团队的主要负责人之一。

于为常教授在演讲中

于为常，1988年毕业于北京大学植物生理学与生物化学学士，1991年中国科学院遗传所学士，2002年美国密苏里大学遗传学博士，2007年美国密苏里大学生物系博士后。

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担任国家自然科学基金评委，多个国际期刊评审及编委，是中国植物生理学会、美国科学学会、美国植物科学学家协会、国际植物生物技术学会等会员，深圳市知识界联合会会员和深圳市海归协会顾问及深圳市大鹏新区人才促进会副会长。

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于为常教授主要从事植物人工染色体的研究，在世界上首次利用植物端粒重复序列断裂玉米常染色体和B染色体，产生迷你染色体，并研究其作为植物人工染色体载体在植物染色体工程及基因工程上的应用，另外，他还从事植物人工染色体技术在其他作物（如水稻、小麦）中的应用等方面研究。

植物染色体示意图

2012年作为深圳蔬菜分子生物技术工程实验室副主任，负责市工程实验室的组建，并领导团队进行蔬菜育种及栽培技术的研究，目前，已经育出四个蔬菜新品系，并在广东省和广西省申请了蔬菜新品种审定。2016年的时候作为广东省创新团队核心成员引进到深圳大学生命与海洋学院，主要进行基因组编辑与作物改良方面的研究。

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基因工程是以植物组织、细胞等为受体系统，导入目的基因，改良作物农艺性状的一种育种方法，使育种目标更明确，操作更直接、程序更精简，能够有效的对农作物品质进行改良。

基因工程

回佳农业的专家团队所运用的基因技术不同于市面上的“转基因”，主要是进行蔬菜种质与品种创新，就是找出蔬菜中存在的缺陷或者不足，通过重新组合优质基因，让蔬菜变成“更好的自己” 。利用科研技术，回佳农业也能够更加有效地为人们提供营养蔬菜，帮助国民搭建更加完善的膳食结构。

通过以下方法辨别是否为转基因蔬菜。

1、个头

没有传统蔬菜参差不齐的外形，普遍个头均匀，型大体长，色泽光艳，质地鲜嫩。比如黄豆，形状应该像动物内脏腰子的样子，有点扁，有腰线，可现在的大豆，全是圆圆的、像豌豆一样，产量很高。

2、味道

转基因蔬菜没有传统蔬菜的原始地道的味道，无论是烹调前或烹调后的气味还是滋味与传统蔬菜有明显的区别。

传统的玉米一般就是黄玉米，白玉米，略带甜味，而现在流行的甜玉米，其甜度非常高，像加了蜜一样。甜玉米籽粒表面蜡质少，口感细嫩，有的还有糯性。

3、季节

非当地时令蔬菜，各类蔬菜的一大特性就是均具备很强的季节性和地域性，有部分非当地时令菜蔬是靠转置耐寒或耐高温基因所得，比如反季节的冬枣。

4、色彩

与传统色彩不一样，比如彩色棉花、黑米花生、紫色番薯。

5、产量

转基因蔬菜一般在开始几年，其产量要比传统蔬菜高不少。

扩展资料：

转基因蔬菜的安全性：

转基因蔬菜的安全性问题，一直是人们争论的热点，特别是选择性标记基因的使用，它是决定转基因植物能否向市场投放的一个关键因素。在转基因植株中消除选择性标记基因，可以减少人们过多的忧虑，从而能够更好地推动转基因技术的发展。

根据对转基因马铃薯、番茄、矮牵牛、棉花与非转基因对照相比较的研究，其对土壤微生物的种类和数量没有影响。

抗烟草花叶病毒(TMV)的转基因番茄对采花昆虫的传粉、觅食均无影响。转基因植物残渣对后季作物的影响与非转基因作物相比没有明显区别。

从目前转基因农产品上市实行的“实质等同性”原则来看，转基因蔬菜经过水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素 c、胡萝卜素以及锌、钙、铁、钾等化学成分分析，与非转基因均无明显差异。食用是否安全有待继续研究。

人民网-这些转基因食品你认识几个？

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百度百科-转基因蔬菜