华南植物园利用子房注射法建立了兜兰转基因技术体系

兜兰（Paphiopedilum）由于独特的花朵造型、绚丽的花朵色彩、持久的观赏花期而具有极高的观赏价值，在国际上广泛应用。由于生态环境的破坏以及人们对其过度地采挖，兜兰现已成为世界上最濒危的植物物种之一，许多种类已濒临灭绝，所有兜兰野生种均被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）附录I而被禁止交易，可谓植物中的大熊猫，因此，兜兰也被视为珍稀濒危植物保护中的“旗舰”类群。目前，我国大陆市场上销售的兜兰多是从台湾等地引进的杂交种以及一些直接从山上采挖的野生种，其主要原因是由于我国大陆兜兰育种起步较晚，同时由于种苗繁殖难度大、难以建立有效的再生体系造成的。

中科院华南植物园农资中心曾宋君研究员及科研团队，近年来在兜兰种质资源和收集和评价、杂交育种、种苗生产和产业化推广方面取得了一些显示性成果，包括获得了国家科技进步二等奖、广东省科学技术一等奖和中国专利优秀奖等。目前，在兜兰的转基因技术研究方面也取得了突破，利用子房注射法成功地将FT基因转入到兜兰中，初步建立了兜兰转基因技术体系。

花粉管通道法是由我国科学家周光宇于1979年首先提出和设计的，它是利用植物受粉后所形成的天然花粉管通道，经珠心通道将外源DNA携带进入胚囊，转化受精卵或其前后的生殖细胞。由于此时的转化细胞没有形成细胞壁并正在进行活跃的DNA复制、分离和重组，很容易将外源DNA片段整合进受体基因组中，以达遗传转化的目的，其外源DNA转化的最佳时期也被证明在精卵融合至合子分裂前这一段时期。由于兜兰从受粉至受精一般需要40－50天，如果直接采用花粉携带目的基因会产生降解。曾宋君研究员等科研人员利用子房注射法有效的解决了这个问题。即先对摩帝兜兰的胚胎发育过程进行了显微观察，发现其在受粉后40－45天是受精期，在此时期进行子房注射能获得较高的转化率，最高可达2.54%，而兜兰果实中一般均有数万粒种子。

该技术于2019年获得了国家发明专利，相关研究成果于2021年1月发表在国际学术期刊International Journal of Molecular Sciences（2021, 22, 84:1-22）上。

论文链接：https://www.mdpi.com/1422-0067/22/1/84

图1. 摩帝兜兰胚囊发育过程。

图2. 摩帝兜兰胚胎受精后的发育过程。

图3. 摩帝兜兰子房注射法转基因体系的建立。

专利证书