可与有益细菌共生的转基因烟草和油菜

省部重点实验室

2011/09/10

私聊

生命科学仪器综合讨论

很多豆科植物的根细胞能与根瘤菌共生，并由此获得更多营养，提高植株的抗病害能力。那么能不能让其他作物也与根瘤菌共生，为增产创造条件呢？在对此进行尝试时，俄罗斯科研人员通过转基因手段，让烟草、油菜与根瘤菌成功“配对”。

根瘤菌在进入豆科植物的根细胞并定居下来后，能与后者协作合成为植株供氧的蛋白，并将游离的氮转变成氮素营养，因此很多豆科植物的种子不仅数量多，而且富含蛋白质。

可与有益细菌共生的转基因烟草和油菜

可否利用这种方式改进其他作物的长势和收成呢？实现这一目标着实不易，因为很多植物的根细胞无法和根瘤菌自然共生。那么能否人工“配对”呢？俄罗斯科学院乌法科学中心的研究人员决定用转基因手段进行尝试。

负责这项研究的小组不久前在俄学术刊物《应用生物化学和微生物学》上报告说，研究者将普遍种植的红花烟草和具有重要经济价值的甘蓝型油菜选为实验对象，截取烟草的小块叶片和油菜幼苗的茎部，并为其注入豌豆的一种基因。该基因能指导合成一种植物凝集素，它能与根瘤菌和植物根细胞同时结合，帮助根瘤菌在根细胞中安家落户。

在完成上述操作后，研究小组通过培植使烟草叶片边缘和油菜的嫩茎上生成细长的不定根，并让与豌豆共生的根瘤菌和这些不定根亲密接触。实验结果显示，与完全不含特定凝集素基因的烟草和油菜相比，在转基因烟草和油菜根部聚集的根瘤菌的数量分别高出１３倍和３６倍，人工“配对”取得显著进展。

目前研究小组正在观察“配对”后的根瘤菌和根细胞如何共同生活，分析这种共生能否改进烟草和油菜的性状。研究小组成员韦尔希尼娜认为，这种转基因研究有望为促进多种经济作物增产提供新途径。