植物葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)及應(yīng)用研究進(jìn)展

母連勝，何勇，田志宏 長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434025；主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化

湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434025

植物葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)及應(yīng)用研究進(jìn)展

母連勝，何勇，田志宏 長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434025；主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化

湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434025

葉綠體轉(zhuǎn)化是植物基因工程中的新熱點(diǎn)，葉綠體轉(zhuǎn)基因通常具有較高表達(dá)水平，可以在操縱子中成簇串聯(lián)，而且可以有效地防止外源基因的花粉逃逸。最近的研究逐步地?cái)U(kuò)展了人們對(duì)葉綠體基因工程的應(yīng)用，許多實(shí)例表明，質(zhì)體轉(zhuǎn)化在作物遺傳改良上有著巨大的潛力，同樣在植物生物反應(yīng)器的發(fā)展上也有巨大作用，可持續(xù)且高效益地生產(chǎn)生物醫(yī)藥、生物酶以及化工原材料。綜述了葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)的最新進(jìn)展，重點(diǎn)闡述了葉綠體轉(zhuǎn)化的表達(dá)調(diào)控及葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用。

葉綠體轉(zhuǎn)化；葉綠體基因工程；植物；質(zhì)體

植物細(xì)胞具有3個(gè)基因組，并且在一些種子植物中，這些基因組中的2個(gè)，即核基因組和質(zhì)體基因組(葉綠體基因組)是可轉(zhuǎn)化的。葉綠體基因組主要是長(zhǎng)度為120～220kb的共價(jià)閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，編碼120～130個(gè)基因[1]。目前，已有多種植物成功進(jìn)行了葉綠體轉(zhuǎn)化，這種可能性已經(jīng)引起了人們極大的興趣，因而質(zhì)體基因組相對(duì)于核基因組具有更大的吸引力。首先，每個(gè)細(xì)胞有大量的葉綠體，每個(gè)葉綠體基因組有很高的拷貝數(shù)，可使外源基因達(dá)到非常高的表達(dá)水平，通常高于核基因組1到2個(gè)數(shù)量級(jí)[2,3]。其次，通過(guò)同源重組，可使外源基因定點(diǎn)整合到質(zhì)體基因組中，葉綠體基因工程成為植物高度精確的遺傳工程技術(shù)(通常通過(guò)非同源重組整合外源DNA進(jìn)入核基因組)。第三，作為來(lái)源于通過(guò)內(nèi)共生獲得的藍(lán)細(xì)菌的原核系統(tǒng)，質(zhì)體遺傳系統(tǒng)缺乏基因沉默和干擾穩(wěn)定轉(zhuǎn)基因表達(dá)的其他表觀遺傳機(jī)制。第四，類(lèi)似于細(xì)菌基因，許多質(zhì)體基因排列在操縱子中，具有通過(guò)將它們排列在人工操縱子中成簇串聯(lián)轉(zhuǎn)基因的可能性。最后，由于在大多數(shù)被子植物物種中，葉綠體是母性遺傳，其大大降低了花粉的傳播，從而較好抑制基因逃逸[4,5]，所以質(zhì)體轉(zhuǎn)化已經(jīng)作為用于轉(zhuǎn)基因抑制的有效工具，從而受到了極大的關(guān)注[6,7]。

自Boynton等[8]和Svab等[9]分別在1988年和1990年完成了萊茵衣藻和煙草葉綠體的遺傳轉(zhuǎn)化以來(lái)，葉綠體基因工程發(fā)展迅速，促進(jìn)了其他植物葉綠體的轉(zhuǎn)化。但目前葉綠體轉(zhuǎn)化仍然限于相對(duì)少量的植物，且不僅僅是單子葉植物(包括代表世界上最重要主食的糧食作物)。因此，在葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)方面仍然面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，要做出突破，需要繼續(xù)努力探究。為此，筆者對(duì)葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)的研究進(jìn)展及其應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

1 葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)與過(guò)程

1.1 葉綠體轉(zhuǎn)化方法

過(guò)去二十多年以來(lái)，葉綠體轉(zhuǎn)化的基本方法沒(méi)有改變?；驑尳閷?dǎo)轉(zhuǎn)化[10]仍然是主要的轉(zhuǎn)化方法，聚乙二醇(PEG)介導(dǎo)[11]的原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化偶爾替代使用[12]。相比較于基因槍法，PEG介導(dǎo)的葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)要求高，費(fèi)力更費(fèi)時(shí)，但是該方法具有的優(yōu)點(diǎn)是不受專(zhuān)利保護(hù)，不依賴(lài)于組織培養(yǎng)方法的葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)(農(nóng)桿菌侵染)更能被廣泛應(yīng)用。最近，在溫室生長(zhǎng)的煙草臺(tái)葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，特別是利用靶向質(zhì)體的噬菌體衍生的重組酶的位點(diǎn)特異性重組轉(zhuǎn)移去除標(biāo)記基因[13]。通過(guò)注射根癌農(nóng)桿菌將重組酶導(dǎo)入到土壤中生長(zhǎng)的煙草腋芽中，在切掉芽尖后，從注入的腋生分生組織側(cè)枝常常形成具有無(wú)標(biāo)記質(zhì)體基因組的組織，子代中出現(xiàn)7%的無(wú)標(biāo)記質(zhì)體基因組。盡管該結(jié)果表明，通過(guò)用基因工程的質(zhì)體靶向酶的核表達(dá)，在植物中至少可以進(jìn)行質(zhì)體DNA的一些改進(jìn)操作，但通過(guò)不依賴(lài)組織培養(yǎng)方法獲得質(zhì)體轉(zhuǎn)化的目標(biāo)仍然難以實(shí)現(xiàn)。

1.2 選擇標(biāo)記基因

類(lèi)似于DNA的轉(zhuǎn)錄程序，在過(guò)去的20a里獲得轉(zhuǎn)基因植株的篩選程序沒(méi)有多大變化。壯觀霉素抗性基因aadA編碼氨基葡糖苷-3'-腺苷酰轉(zhuǎn)移酶(具有壯觀霉素和鏈霉素抗性)[14]仍然是葉綠體轉(zhuǎn)化中最常用的選擇標(biāo)記基因[15]。雖然近年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種替代的抗生素抗性標(biāo)記基因[16～18]，它們似乎不如aadA有效，可能是因?yàn)樗鼈冃枰叩谋磉_(dá)水平來(lái)賦予表型抗性。盡管如此，當(dāng)考慮知識(shí)產(chǎn)權(quán)時(shí)，它們可以作為有吸引力的替代品，并且它們還代表有價(jià)值的工具用于超轉(zhuǎn)化。

1.3 葉綠體基因組細(xì)胞間轉(zhuǎn)移

目前葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)仍然限于相對(duì)較少的植物，開(kāi)發(fā)新物種的轉(zhuǎn)化體系需要大量的工作，用以?xún)?yōu)化組織培養(yǎng)、再生和篩選過(guò)程[19,20]?？捎糜谌~綠體轉(zhuǎn)化的重要模式植物(包括擬南芥)和農(nóng)業(yè)上重要的主要作物(包括所有糧食作物)仍然缺乏有效體系，有時(shí)甚至轉(zhuǎn)變?yōu)槊芮邢嚓P(guān)的物種或不同品種之間的轉(zhuǎn)化都是有挑戰(zhàn)性的[21]。改變建立一個(gè)新的轉(zhuǎn)化方案是將轉(zhuǎn)基因質(zhì)體從易于轉(zhuǎn)化的物種轉(zhuǎn)移至不易轉(zhuǎn)化的相關(guān)物種或栽培品種，這可以通過(guò)應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)方法來(lái)完成，如原生質(zhì)體融合，通過(guò)在原生質(zhì)體融合實(shí)驗(yàn)(例如通過(guò)X-射線(xiàn)照射)中消除融合配偶體之一的核基因組來(lái)產(chǎn)生細(xì)胞(或胞質(zhì)雜合體)。為了將轉(zhuǎn)基因葉綠體與新核聯(lián)合，轉(zhuǎn)移原生質(zhì)體的核基因組需要消除，并且在原生質(zhì)體融合后，在轉(zhuǎn)基因葉綠體抗性篩選下獲得(野生型)質(zhì)體與外來(lái)物種或品種的轉(zhuǎn)基因質(zhì)體的再生植物。這種方法已經(jīng)被證明有效，但由于原生質(zhì)體融合和原生質(zhì)體植株再生過(guò)程中費(fèi)力又耗時(shí)的苛刻過(guò)程，僅適用于少量的植物物種。

最近，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了在植物之間轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)基因質(zhì)體的更簡(jiǎn)單的方法。有個(gè)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，質(zhì)體DNA(可能整個(gè)質(zhì)體)可以在嫁接植物的細(xì)胞之間遷移[22～24]。由于可以嫁接不相容性的植物，該方法允許通過(guò)嫁接位點(diǎn)(在建立嫁接接合后)將轉(zhuǎn)基因質(zhì)體轉(zhuǎn)移到不易轉(zhuǎn)化植物的細(xì)胞中來(lái)完成植物之間的質(zhì)體轉(zhuǎn)化[25]，這種方法可能有助于擴(kuò)大葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)的物種范圍，但其適用性將限于密切相關(guān)的植物。核基因組與新質(zhì)體基因型的組合可能導(dǎo)致所謂的質(zhì)體基因組不相容性，其隨著系統(tǒng)發(fā)生距離的增加變得更可能，并且可能導(dǎo)致嚴(yán)重的突變表型[26]。

2 葉綠體轉(zhuǎn)化的表達(dá)調(diào)控

2.1 蛋白表達(dá)穩(wěn)定元件

生物技術(shù)人員對(duì)葉綠體轉(zhuǎn)化關(guān)注的主要原因在于通過(guò)從質(zhì)體基因組表達(dá)轉(zhuǎn)基因可獲得非常高的外源蛋白積累水平，在極端情況下，可超過(guò)葉中總可溶性蛋白質(zhì)的70%[27]。盡管許多情況下可以獲得較高的表達(dá)率，但是重要的是要意識(shí)到，還有一系列的蛋白質(zhì)在質(zhì)體中的表達(dá)是有問(wèn)題的，表達(dá)水平低或不可檢測(cè)得到。雖然很少系統(tǒng)地研究轉(zhuǎn)基因不成功表達(dá)的分子原因，但從實(shí)驗(yàn)的一些細(xì)節(jié)分析表明蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)鍵通常是限制外來(lái)蛋白質(zhì)的積累[28]。即使相當(dāng)充分地研究了在質(zhì)體中的RNA轉(zhuǎn)錄和穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)，但是關(guān)于控制蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的規(guī)則知之甚少。最近的跨膜系統(tǒng)研究已經(jīng)揭示了N末端在確定葉綠體蛋白質(zhì)穩(wěn)定性中的重要作用。因此，操縱不穩(wěn)定重組蛋白質(zhì)的N末端或?qū)⑺鼈內(nèi)诤系椒€(wěn)定蛋白質(zhì)的N末端可以幫助緩解蛋白質(zhì)穩(wěn)定性[29]。然而，似乎不可能用不穩(wěn)定的N末端來(lái)解釋所有低外源蛋白積累的情況，內(nèi)部序列模式或蛋白質(zhì)的不正確折疊也可能引發(fā)蛋白質(zhì)快速降解。目前不了解蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的內(nèi)在決定因素，控制在質(zhì)體中表達(dá)的蛋白質(zhì)可折疊性的規(guī)則也是難以捉摸的。因此，使重組表達(dá)的蛋白質(zhì)穩(wěn)定性在質(zhì)體更可預(yù)測(cè)和如何穩(wěn)定固有不穩(wěn)定蛋白質(zhì)提供指導(dǎo)是未來(lái)研究的主要挑戰(zhàn)。

葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)的另一個(gè)吸引力涉及質(zhì)體基因表達(dá)機(jī)器的原核性質(zhì)，它提供了在操縱子中成簇串聯(lián)多個(gè)轉(zhuǎn)基因并從單個(gè)啟動(dòng)子作為多順?lè)醋觤RNA[30]共表達(dá)它們的可能性，這對(duì)于代謝途徑的工程化(其通常需要多種酶的協(xié)同表達(dá))特別有用。盡管在某些情況下操縱子表達(dá)已經(jīng)成功[31]，但是在轉(zhuǎn)化到葉綠體基因組中的操縱子構(gòu)建體中還至少存在一些轉(zhuǎn)基因差異表達(dá)的幾個(gè)實(shí)例[32]。在細(xì)菌中，由操縱子制備的多順?lè)醋觤RNA直接進(jìn)入翻譯，但葉綠體中的許多多順?lè)醋愚D(zhuǎn)錄物必須經(jīng)歷轉(zhuǎn)錄后切割成單順?lè)醋訂挝灰源龠M(jìn)翻譯，特別是操縱子中下游順?lè)醋拥姆g。為了確保轉(zhuǎn)基因操縱子的所有順?lè)醋釉谫|(zhì)體中的可翻譯性，可以包括將順?lè)醋蛹庸まD(zhuǎn)化為穩(wěn)定的單順?lè)醋觤RNAs[33]的小序列元件。IEE[34](反順?lè)醋颖磉_(dá)元件)是源自質(zhì)體psbB操縱子中的加工位點(diǎn)，該元件為合成操縱子設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的作用，因?yàn)槠浯蟠笤黾恿巳~綠體轉(zhuǎn)化中操縱子成功表達(dá)的機(jī)會(huì)。

2.2 非綠色組織中基因表達(dá)

葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)在非綠色組織(如水果、塊莖和種子等)中基因表達(dá)水平很低。番茄果實(shí)和馬鈴薯塊莖中的轉(zhuǎn)錄和翻譯的全基因組分析揭示，在這些非綠色存儲(chǔ)器官中幾乎所有葉綠體基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平明顯下調(diào)。有趣的是，雖然一些特殊的基因維持相對(duì)較高的mRNA水平但翻譯水平較低(例如番茄中編碼光系統(tǒng)II的D1蛋白的psbA基因)，另一小部分的特殊基因具有較低轉(zhuǎn)錄水平，但mRNA顯示出較強(qiáng)的結(jié)合核糖體活性翻譯(例如番茄中編碼乙酰輔酶A羧化酶亞基的accD基因)。該觀察表明在果實(shí)或塊莖中高mRNA積累的基因的啟動(dòng)子和與多核糖表現(xiàn)出較強(qiáng)結(jié)合力的mRNA的50個(gè)非翻譯區(qū)(50UTR，含有用于調(diào)節(jié)翻譯起始的順式元件)組合的可能性。實(shí)際上，這種混合表達(dá)元件的構(gòu)建可使根、塊莖和果實(shí)[35]中的轉(zhuǎn)基因表達(dá)水平得到顯著改善，并且因此為非葉狀組織的葉綠體中的代謝工程和重組蛋白質(zhì)生產(chǎn)開(kāi)辟了新的機(jī)會(huì)。

2.3 誘導(dǎo)調(diào)控表達(dá)系統(tǒng)

改變質(zhì)體中重組蛋白質(zhì)產(chǎn)物的有害影響的策略是應(yīng)用誘導(dǎo)調(diào)控表達(dá)系統(tǒng)，可通過(guò)核轉(zhuǎn)基因容易實(shí)現(xiàn)，例如乙醇誘導(dǎo)型T7RNA聚合酶基因，其蛋白質(zhì)產(chǎn)物靶向質(zhì)體并轉(zhuǎn)錄束縛于T7啟動(dòng)子的質(zhì)體轉(zhuǎn)基因[36]。由于核轉(zhuǎn)基因的使用移除了轉(zhuǎn)基因組技術(shù)的控制優(yōu)勢(shì)，因此非常需要開(kāi)發(fā)用于誘導(dǎo)型轉(zhuǎn)基因表達(dá)的質(zhì)體純系統(tǒng)，提供嚴(yán)格控制和高感應(yīng)速率的高效系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是具有挑戰(zhàn)性的，到目前為止，已經(jīng)有2種選擇：一是基于細(xì)菌lac抑制子和lac操縱子的系統(tǒng)[37]，其中通過(guò)用化學(xué)誘導(dǎo)物IPTG噴霧或葉浸潤(rùn)轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)基因表達(dá)；二是合成核糖開(kāi)關(guān)誘導(dǎo)應(yīng)答于天然化合物茶堿的應(yīng)用的翻譯[38]。值得一提的是，在轉(zhuǎn)基因植物中純化重組蛋白質(zhì)的有效性和減少其成本效益的策略是葉綠體生物技術(shù)的重要應(yīng)用方面。在這一領(lǐng)域的最新進(jìn)展包括評(píng)價(jià)一些純化標(biāo)簽和外源蛋白質(zhì)成功靶向塑料球，這有助于通過(guò)浮選離心簡(jiǎn)單的富集重組蛋白。

有時(shí)，在葉綠體中轉(zhuǎn)基因的表達(dá)導(dǎo)致嚴(yán)重的突變表型，導(dǎo)致延緩的生長(zhǎng)，或在極端情況完全阻止自養(yǎng)生長(zhǎng)。這可能具有不同的原因，可能是重組表達(dá)的蛋白質(zhì)的酶活性影響葉綠體的代謝過(guò)程，外源蛋白質(zhì)與葉綠體膜的有害相互作用或簡(jiǎn)單地由重組蛋白質(zhì)的極端積累水平施加的高代謝負(fù)荷[39]?？梢杂?種可能的方式來(lái)處理轉(zhuǎn)基因植物表現(xiàn)出極端表型的問(wèn)題，一種較快的解決方案是在生物反應(yīng)器中異養(yǎng)或混養(yǎng)植物(或其衍生的細(xì)胞培養(yǎng)物)。最近，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了臨時(shí)浸漬生物反應(yīng)器，其有利于從表現(xiàn)出嚴(yán)重突變表型并因此難以在土壤中生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因植物的生物制品的生產(chǎn)。生物反應(yīng)器中的生物培養(yǎng)需要無(wú)菌條件和合成培養(yǎng)基，這使得其生物制品生產(chǎn)成本明顯高于在自養(yǎng)條件下或是溫室中植物的生產(chǎn)成本。然而，生物反應(yīng)器代表高價(jià)值產(chǎn)品(例如昂貴的生物藥物)的可行選擇，其中生物制品生產(chǎn)的額外成本可忽略。此外，生物反應(yīng)器提供了全部的控制條件，這對(duì)于某些產(chǎn)品可能是理想的，并且可簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)基因植物的控制條件。

3 葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)的新應(yīng)用

葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)已廣泛用于將抗性基因插入質(zhì)體基因組中，使植物耐受除草劑或增強(qiáng)抗蟲(chóng)性[40,41]，表達(dá)用于疫苗分子農(nóng)業(yè)中重組蛋白質(zhì)和工程化代謝途徑[42,43]，開(kāi)發(fā)可能用作除草劑的D-氨基酸的葉綠體抗性基因[44]，以及抗氧化系統(tǒng)的酶的成功表達(dá)以增強(qiáng)對(duì)非生物脅迫的耐受性。盡管最初亞基疫苗的抗原是轉(zhuǎn)質(zhì)體系統(tǒng)技術(shù)在分子農(nóng)業(yè)中的主要應(yīng)用，但在過(guò)去的5a中，已經(jīng)有很多的藥物蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)基因質(zhì)體中表達(dá)。這些蛋白質(zhì)中的一些可以表現(xiàn)出很高的水平表達(dá)，比如一些噬菌體衍生的宿主可以提供新一代抗生素。

隨著人類(lèi)的開(kāi)發(fā)利用和極端天氣的增加，人們對(duì)植物在非生物逆境條件下生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高的要求也在增加，這就要求提高植物耐旱、耐極端溫度和耐鹽的能力[45]。滲透保護(hù)劑通過(guò)在滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中穩(wěn)定膜和蛋白能有效提高植物的耐鹽和耐旱能力，但大多數(shù)植物不能直接利用，通過(guò)在植物體內(nèi)引入編碼滲透保護(hù)劑的相關(guān)基因顯然是一個(gè)可行的辦法。通過(guò)質(zhì)體遺傳轉(zhuǎn)化在煙草葉綠體基因組中導(dǎo)入編碼阿拉伯糖醇脫氫酶的ArDH基因，Khan等[46]獲得了能正常生長(zhǎng)于含350mmol/L NaCl土壤中的轉(zhuǎn)化植株。Kumar等[15]利用質(zhì)體轉(zhuǎn)化技術(shù)在胡蘿卜中引入并表達(dá)了編碼甜菜堿脫氫酶的BADH基因，發(fā)現(xiàn)在含100mmol/L NaCl的培養(yǎng)基上，轉(zhuǎn)化植株BADH的表達(dá)量比非轉(zhuǎn)化植株提高了50～54倍，有效提高了轉(zhuǎn)化植株的耐鹽能力。通過(guò)增加不飽和脂肪酸含量來(lái)增強(qiáng)植物的抗氧化防御能力，或利用大腸桿菌panD基因編碼的L-天冬氨酸脫羧酶將L-天冬氨酸分解為巴拉寧和CO2，可有效提高植物高溫脅迫的耐受性[47]。

工業(yè)酶的表達(dá)已成為葉綠體生物技術(shù)的一個(gè)令人興奮的新領(lǐng)域。隨著對(duì)可再生能源日益增長(zhǎng)的需求，生物燃料酶的生產(chǎn)已經(jīng)受到特別強(qiáng)烈的關(guān)注。研究表明，很多可用于將纖維素產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖的酶可在葉綠體基因組表達(dá)出非常高的水平，例如各種纖維素酶[48]，以及木聚糖酶、葡糖苷酶、果膠酸裂解酶和角質(zhì)酶。這些酶的一些基因取自嗜熱生物，因此具有熱穩(wěn)定性質(zhì)，這是用于以工業(yè)規(guī)模化處理纖維素產(chǎn)物的特別有用的特征。雖然目前對(duì)昂貴的木質(zhì)纖維素產(chǎn)物的熱酸預(yù)處理仍然是經(jīng)濟(jì)上可行的纖維素乙醇生產(chǎn)的主要障礙，但具有廉價(jià)的降解纖維素和半纖維素的酶是解決方案的重要組成部分。

使用轉(zhuǎn)基因植物作為生產(chǎn)所謂“綠色化學(xué)品”的工廠(chǎng)也越來(lái)越受到關(guān)注，即化工原材料和積木。最近轉(zhuǎn)基因煙草生產(chǎn)的聚羥基丁酸酯(PHB)，是一種可再生的生物塑料，其超過(guò)18%的干重代表了植物新陳代謝成功定向合成大量新化合物是特別引人注目的例子。PHB的高水平積累影響轉(zhuǎn)基因植物的生長(zhǎng)，但是這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)PHB操縱子的誘導(dǎo)表達(dá)而有效地解決。

4 展望

經(jīng)過(guò)近年來(lái)的不懈研究，葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步。葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)作為分子水平上的一種技術(shù)手段，為植物基因工程的研究開(kāi)辟了一個(gè)新的方向，但是成為生物技術(shù)的常規(guī)技術(shù)手段還需要一段時(shí)間，技術(shù)上的不足以及局限還應(yīng)得到逐步完善。隨著對(duì)葉綠體基因工程的進(jìn)一步探索與研究，葉綠體基因工程將會(huì)在作物遺傳改良、工農(nóng)業(yè)及生物反應(yīng)器等多個(gè)方面發(fā)揮巨大的作用。具有高水平重組蛋白表達(dá)和多基因工程的巨大進(jìn)展對(duì)該技術(shù)的商業(yè)化具有很大幫助，雖然來(lái)自轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)品尚未進(jìn)入市場(chǎng)，特別是在制藥領(lǐng)域，預(yù)期葉綠體轉(zhuǎn)基因的商業(yè)市場(chǎng)將很快到來(lái)。

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[編輯] 余文斌

2017-04-24

主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心開(kāi)放基金項(xiàng)目(2015MS006)。

母連勝(1991-)，男，碩士生，研究方向?yàn)樗具z傳與基因工程。通信作者：田志宏，zhtian@yangtzeu.edu.cn。

Q812

A

1673-1409(2017)14-0052-06

[引著格式]母連勝，何勇，田志宏.植物葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) ，2017，14(14)：52～57.