目標花卉與花色之決定及其花色素生合成路徑之分析︰利用基因工程技術進行作物品種改良與傳統(tǒng)育種方法相同的是,首先須決定所要改良的花卉作物的種類及欲創(chuàng)造之花色。進而對目標作物色素生合成途徑基因的功能及作用機制充分了解,探討其色素生合成途徑之生化或分子層次的缺陷,方能利用分子生物技術,將特定的花色基因,由另一物種分離,再轉移至缺乏此基因的目標作物品種,突破種間雜交的障礙,創(chuàng)造新的花色品種。
基因來源物種之決定及目標基因之選殖與改造︰依據(jù)生物化學的分析結果選定具有目標花色之作物,做為花色基因的提供者,進行色素基因選殖,以獲得該基因。例如,決定育成藍色的菊花,必須從有藍色花的作物,如愛麗斯、洋桔梗、飛燕草等花卉分離藍色基因。
基因轉殖載體之構筑︰因為基因無法單獨進入植物細胞內(nèi),轉殖載體可做為將基因由植物細胞外帶入植物細胞核的交通工具。為此,我們所選殖的基因,必須經(jīng)過各種基因操作技術,如接上激活子,使能激活基因表現(xiàn);接上促進子或調(diào)節(jié)子等去氧核糖核酸片段,使目標基因更易于控制與表現(xiàn)后,再構筑于含有適當選拔標志或報導基因之轉殖載體,方能進行基因轉移。
將基因轉移至目標花卉品種︰基因轉移的方法有多種,主要有基因槍(槍)、農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)及電穿孔法等。必須依據(jù)作物種類及再生特性,選擇適當?shù)幕蜣D移系統(tǒng),將經(jīng)改造構筑于載體之基因,轉移至目標作物。
轉基因植株之篩選及色素基因表現(xiàn)與產(chǎn)物分析︰經(jīng)基因轉移后再生所得之植株,需以抗生素、聚合酵素連鎖反應、南方、北方及西方型轉漬等篩檢方法,篩選出含有目標基因及表現(xiàn)正常之轉基因植株。由于目標基因屬外來基因,可能嵌入目標作物的基因組之任一位置,而影響原有基因之正常表現(xiàn),因此,含有目標基因之轉基因植株,需經(jīng)數(shù)代的基因表現(xiàn)分析、基因穩(wěn)定性測試及遺傳分析,確定此一外來基因可于世代間穩(wěn)定表現(xiàn),才算是成功的基因轉移。
轉基因新花色品種之育成與上市︰基因工程品種因含外來基因,并非天然的作物品種,因此,世界各國對轉基因植株之育成,及其產(chǎn)品上市過程,均有嚴格之規(guī)范,以維護現(xiàn)有作物品種之安全,除避免轉基因在自然界隨意擴散,更要保障消費者的安全;ɑ苤饕獮橛^賞用,且一般均以盆栽或設施方式于溫、網(wǎng)室內(nèi)栽培,對環(huán)境生態(tài)的可能沖擊較一般轉基因植物小,只要不隨意丟棄或自行于戶外栽植,應是安全的。因此,未來消費者對轉基因花卉品種之接受程度,較其它基因改造有機體產(chǎn)品高且容易,市場阻力小,發(fā)展空間極大。
目前利用基因工程技術成功創(chuàng)造新花色的實例有:矮牽牛、花煙草、菊花、非洲菊等,藍色康乃馨與藍玫瑰更聲稱已成功育出,唯仍未見有標示轉基因花卉品種上市,可能與基因改造有機體的規(guī)范有關。