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“美妆大师”基因工程,如何让花草更美丽?

来源:光明网2020-11-11 14:52

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  作者:上海海关动植物与食品检验检疫技术中心 尹璐 李想

  杨万里在《晓出净慈寺送林子方》诗中咏道“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红。” 周敦颐说了:“予谓菊,花之隐逸者也;牡丹,花之富贵者也;莲,花之君子者也”。

“美妆大师”基因工程,如何让花草更美丽?

  自古以来像这样赋诗赞美花朵、写意人生的诗句实在是太多了,而且牡丹菊花各有所爱。可见花朵在艺术和生活中的重要地位,假如有时空机器让那些诗人可以穿越到现代的话,我想他们肯定会为现在的“奇花异草”惊奇万分,然后大写特写很多诗句让我们背诵(想到这里,记性不好的小编不禁暗自庆幸还好只是设想)。

  为什么说是“奇花异草”呢?因为现在的花卉经过数百年花艺工作者的培育,无论是传统的杂交技术、诱变技术,还是最新的基因工程技术,花卉有越来越多的经济性状供人们赏玩。紫色的康乃馨、蓝色的玫瑰已不再是想象,而是确实存在的。

  那么,基因工程技术都改变了花卉哪些性状呢?

  1、改变了花卉的颜色

  花的颜色主要是由类黄酮、类胡萝卜素和甜菜色素三大色素决定的,其中,类黄酮中的花色素对花色起主要作用,控制着花的粉红色、红色、紫罗兰色和蓝色。此外,花的颜色还受到色素浓度、液泡pH等其他因素影响。所以通过调控或者转入控制色素合成的基因、调控液泡pH的基因,就可以改变花色。

  

“美妆大师”基因工程,如何让花草更美丽?

  将类黄酮-3’,5’-羟化酶(f3’5’h)基因转入康乃馨呈现不同程度的紫色,转入玫瑰呈现淡紫色。

  其实大自然本身也是能工巧匠呢!早在16世纪,荷兰种植的郁金香花瓣出现了花斑或条纹,也称碎色花或杂色花,这种花往往比单色花的价格贵上好多倍,被世人追捧,有名的《郁金香热》说的就是它。后来经过研究发现,这其实是由于郁金香碎色病毒(Tulip breaking virus,TBV)侵染郁金香植株,这个病毒可能会抑制或激活花青素合成路径中某些因子的表达,从而改变了花朵的颜色,造成郁金香品种及其杂交品种在红色和紫色变种中花色的断裂,从而表现出一种“病态美”,只不过这样的“能工巧匠”最终会使得植株生长不良、种球退化。

“美妆大师”基因工程,如何让花草更美丽?

  迈克·达什所著的《郁金香热》 碎色病毒感染的郁金香1 碎色病毒感染的郁金香2

  2、控制植株的形态

  花卉的形态对花卉植物的经济价值有着决定性的作用。目前的基因工程技术可以通过改变花器官形态、花枝着生状态、花序类型、植株形态等方面对花卉形态进行改良。例如,矮生的洋桔梗株高20-25厘米,传统的洋桔梗株高30-100厘米。

“美妆大师”基因工程,如何让花草更美丽?

  3、改变了花香

  却疑桃李夸三色,得占春光第一香。——清·秋谨《玫瑰》

  可见花的香味也是人们很关注的。香叶天竺葵就是个很好的例子,它因为叶片清香,名驱蚊草,很适合用来清新空气。基因工程改造的香叶天竺葵的芳香物质增加了3-4倍。

  

“美妆大师”基因工程,如何让花草更美丽?

  4、改变、延长花期

  比如通过基因工程技术控制乙烯的生物合成,延缓花蕾的凋落,延长花期。  

“美妆大师”基因工程,如何让花草更美丽?

  5、提高抗病害的能力

  基因工程改造的花卉抗病虫害大大增强,可大量减少杀虫剂、杀菌剂的使用,方便管理、保护环境、降低成本。

  小提醒:

  基因工程技术让大地更加丰富多彩,不过,在我们赏心悦目的同时,也要注意这些基因工程的花卉对环境和种质带来的潜在风险,一定要对他们进行生物安全评价后,再合理种植。

  参考文献:

  [1] 熊华斌,程在全,王玲仙,鄢波,郑丽屏,黄兴奇.国内外转基因花卉的研究进展.西南农业学报,2004,17(B05):340-346.

  [2] 李金枝. 转基因技术在花卉改良中的应用[J]. 湖北农业科学, 2008(02):229-232.

  [3] 段筱薇. 花卉在基因工程育种中的研究进展[J]. 花卉, 2018, 000(010):11.

  [4] 吴昌宇. 越病越美丽的植物[J]. 科学大众(中学生), 2015(Z1):77-79.

  [5] 杨建霞, 范小峰, 卜婷,等. 矮牵牛转基因延长花期的研究进展[J]. 中国农业信息, 2013(21):63-64.

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