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马铃薯是世界上重要粮食作物。由于营养丰富，增产潜力大，被认为是人类未来的理想食品。我国已成为世界上马铃薯生产第一大国，近来又将玉米、大豆、马铃薯列为有发展前景的国家主要作物，马铃薯已成为富民强国的重要经济作物和工业原料作物。在地理气候条件方面我国具有生产马铃薯的得天独厚的优势，在亚太地区具有很强的竞争力。因此在西部大开发形势下进行农业结构调整，把大力发展马铃薯产业作为发展西部现代农业的重要战略，具有十分重大的经济意义和现实意义。马铃薯育种在发展马铃薯生产中具有重要作用。尽管用常规育种方法改良品种，过程复杂，且需时较长，然而我国育种工作者在过去60多年中育成了170多个高产抗病的新品种。现在又加强了品质育种，各种专用型品种选育，如食品加工品种、高淀粉品种、鲜食出口创汇品种以及机械化生产的品种等。为此要求重视种质资源的研究利用、加强育种技术研究，使常规育种和生物技术育种相结合，提高育种效率，缩短品种改良的时间，培育出更多的专用型品种以满足我国现代马铃薯产业发展的需要。近10余年来，随分子生物学和现代生物技术的进展我国已将细胞工程、基因工程、分子标记等技术用于马铃薯品种改良，取得了可喜的进展。金黎平(2003)，胡诚等(2002)，李晶等(2002)，张鹤龄(2000)分别综述了我国马铃薯种质资源利用及育种技术、马铃薯抗病分子生物学、马铃薯抗晚疫病基因工程及抗病毒基因工程方面的研究进展。本文介绍我国近10多年来在马铃薯品质改良，抗真、细菌病害以及马铃薯作为生物反应器等主要基因工程研究概况。
1 品质改良基因工程
国外在改善马铃薯块茎品质基因工程方面已取得许多进展。通过导人细菌ADP葡萄糖焦磷酸化酶基因将马铃薯干物质含量从平均19.3%提高到平均22.6%；转入巴西豆2S蛋白基因使块茎中蛋氨酸含量提高20% --25%；通过转基因技术降低马铃薯中的龙葵素含量，降低块茎贮藏过程中的还原糖，降低多酚氧化酶活性等。此外改变直链淀粉和支链淀粉比例的基因工程可能为马铃薯淀粉加工工业带来巨大经济效益。用环化糊精糖基转移酶基因转化马铃薯，可使其中环化湖精含量达到总淀粉的1% -10%，而环化糊精在医药和食品工业上应用十分广泛。
1.1 高必需氨基酸转基因马铃薯
为增加马铃薯块茎中必需氨基酸和含硫氨基酸的含量，改良块茎品质，国际马铃薯中心和美国路易斯安娜州立大学合作，将人工合成的编码高必需氨基酸的基因HEAAE (High essential amino acid encoding DNA)，构建到CaMV 35启动子下游。以Ri质粒为载体，用发根农杆菌介导，转入马铃薯，由于非块茎专一性表达，其表达水平不高。中国科学院植物研究所基因工程中心实验室，将天然的玉米15 KD醇溶蛋白基因，玉米10 KD Zein基因和水稻10 KD醇溶蛋白基因‘201构建到马铃薯块茎专一启动子Patatin class I，Patatin class II．（经修饰）和甘薯块根特异启动子Sporamin A的下游，在块茎中特异表达。以农杆菌介导，用叶园片法转化Desiree，获得转基因植株。经多年选育，选出田间表现良好的表达玉米15 KD Zein基因的C3-4和C2-16两个株系和用NPT II转化的C1-6株系。用ELISA测定15 KD Zein蛋白在块茎中表达量约占可溶性蛋白的1.5%，块茎中表达量比叶片表达量高50倍。块茎中必需氨基酸分析结果，上述转基因马铃薯株系中必需氨基酸含量提高10%以上，而且含硫氨基酸及蛋白质含量均较未转基因植株有明显增加。
表达10 KD玉米醇溶蛋白基因的马铃薯已进行了田间试验。
复旦大学遗传研究所王光清等将玉米醇溶蛋白Zein-HEAAE融合基因[271置于马铃薯块茎特异启动子Patatin下游，插入双元载体pBIN19中，通过农杆菌介导，转化马铃薯“东农303”，获得转基因植株。氨基酸分析结果，在转基因植株中绝大多数氨基酸含量均有显著提高，其中Asp增加了243.0%，总氨基酸增加96.1%。作者认为氨基酸含量的增加主要来自nptⅡ基因的表达。
1.2提高淀粉含量
为促进马铃薯块茎中干物质积累，提高淀粉含量Willmitzer等在促进光合作物产物从源(Source)到库(Sink)的转移方面进行了许多研究。我国北京大学蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室，克隆了菠菜磷酸丙糖转移蛋白(Spinach tri()se phos- phate translocator)基因，将其转人烟草和马铃薯，分别获得转基因植株，使叶片中的光合作物产物更快地向块茎转运，以提高马铃薯淀粉含量。
1.3马铃薯基因文库的构建及贮藏蛋白基因的筛选
马铃薯块茎中的贮藏蛋白，约占可溶性蛋白的40%以上，为一类糖蛋白，具有种属和组织特异性，受多基因调控。马铃薯贮藏蛋白基因也是研究真核生物发育及分化的良好材料。贮藏蛋白基因的研究有助于了解由多基因控制的性状的表达与基因间的相互关系，以及如何提高贮藏蛋白含量，改善马铃薯的品质，因而具有十分重要的理论意义和经济意义。我国山东大学生物系和复旦大学遗传所合作以Lorist X为基因克隆载体，构建了马铃薯的基因文库并以Lorist X-pUC9同源重组系统，从基因文库中筛选到马铃薯贮藏蛋白基因‘2]。
Lorist X是cosmid类载体中容量最大的载体，其容量可达30-- 50 kb。其COS序列可经65℃加热自动解链，不需末端化酶处理。可直接用于杂交标记制备物理图谱[33,36,39]。如果Lorist X载体上携带的DNA与pUC质粒上的探针DNA属同源序列，在recA+菌体内可发生重组，使细胞具有抗卡那霉素和氨基苄青霉素的双重抗性，从较大文库中筛选出含有目的基因的克隆。这一方法较原位杂交更为简便、快速和安全…。作者成功地将这一载体系统用于马铃薯基因文库的建立及贮藏蛋白基因的筛选。
2 抗青枯病的基因工程
2.1 用抗菌肽基因转化马铃薯
很早人们便发现经诱导天蚕（Hyalophora cecropia）在血淋巴中能产生天蚕素(Cecropins)等数种抗菌蛋白。其中Cecmpin B具有广谱杀菌力。已从天蚕、家蚕、柞蚕、果蝇等生物中分离出此类抗菌蛋白，并测定了其一级结构。
我国中国农科院生物技术研究中心贾士荣等以天然抗菌肽中抗菌活性最强的 Ceeropin B为基础，通过氨基酸替代设计合成了ABP3、WHD及Shiva 2A三种新抗菌肽（表1）。同时，测定表明新抗菌肽对G+和G细菌均有杀伤能力。
根据植物偏爱密码子，修饰了CecropinB基因，在ATG前加核糖体结合序列ACA ACA．ATG后的Val．Ash改为Ala和Pro。为保证抗菌肽末端酰胺化在其他抗菌肽基因3’端引入Gly密码子GGT，在结构基因5’端加接了增强翻译的序列(n)。采用 CaMV 35S启动子和具有一定伤诱导功能的甘露碱合成酶基因启动子(Pmas)及二者融合启动子Pmac。在CaMV35S启动子前面加上两个增强子(2×
转抗菌肽基因的植物是否能增强其抗病性文献中有不同报道。用Shiva I基因转化马铃薯，提高了对青枯菌的抗性‘圳。用T4溶菌酶基因转化马铃薯提高了对软腐病菌的抗性，但也有报道表明用CecropinA或Cecropin B转化烟草，结果对野火病菌（p. -Syringae pv tabaci）及青枯菌P．solanacea，．的抗性无明显提高。据分析其主要原因是由于体内Cecropin A很快被植物降解，达不到抑菌所需浓度。而这种降解是由植物的内源蛋白酶，可能是丝氨酸蛋白酶引起的。但贾士荣等分析表明烟草中有较高丝氨酸蛋白酶和金属蛋白酶活性，而马铃薯中则检测不到蛋白水解酶活性，并推测可能是因为马铃薯中富含蛋白酶抑制剂的缘故。
2.2抗青枯病蛋白的分离及马铃薯转化
1995年中国农科院植物保护研究所细菌组袁风华等[22,50]从马铃薯近缘栽培种富利亚的杂交后代材料MS-42.3中分离纯化出一种抗青枯菌的蛋白(APl)。对不同来源的5株青枯病菌菌株均有抑菌作用，对丝核病菌和早疫病菌也有一定抑制作用。冯洁等(1999)采用Promega公司的mRNA微量制备和cDNA快速合成系统，以噬菌体kgtll为载体，构建了容量为1×105，重组率为94%的马铃薯eDNA表达文库。以初步纯化的AP1蛋白抗体为探针，从大约30万个重组子中筛选出一个阳性克隆，并经复筛后获得表现一致的阳性克隆。用EcoRl消化kgtll阳性克隆，电泳检查出一条0.5—0.6 kb的目的基因条带。经Western杂交证明，此cDNA片段即为编码API蛋白的基因3’片段。作者将此EcoRl酶产物直接与GEM-7Zf（十）／EcoRI产物相连接，筛选出3个携带0.5—0.6 kb目的基因的重组克隆。分别从两端进行了核苷酸序列分析，获得了目的基因3’端538个核苷酸序列，推测出其编码区的126个氨基酸。
梁正罡等(2002)将apI基因构建到pGYt4A载体序列之后，用EcoR I/HindIII切取-2E-P35S-fl-apl表达匣子构建到pBI 121中（去除其中GUS基因），获得植物表达载体 pHapl。用电激法导人农杆菌LBA4404，通过农杆菌介导将apl基因转入马铃薯Mira、中-5-1及金冠品种，分别获得16、8、5株转基因植株。用PCR，Southern杂交， Northern杂交，结果表明apI基因已整合到转基因马铃薯基因组中，并获得表达。选取转基因Mira中Ts-M-2、Ts-M-5进行抗病性测定，用青枯病菌P041接种，7d后，未转基因的对照植株死亡，转基因株系症状轻微，病株率低，发病迟缓，病情指数降低，抗病性有所提高，但尚未达到自然携带apl基因的抗病品种MS-42.3的高抗水平。作者分析可能在抗病品种中尚有其它辅助蛋白或因素的作用。此外抗病品种apl的上游序列，如组织特异性表达启返动子等也未转入转基因植株中，也可能影响其抗性水平。
3 抗马铃薯晚疫病基因工程
马铃薯晚疫病是世界上紧急呼吁防治的重要植物病害。据统计该病害在全球每年造成的经济损失有170亿美元，我国每年直接经济损失在千万元以上。由于P．i，，festans A2交配型的发现及其流行，不仅促进病原生理小种的变异而且所产生的卵孢子为晚疫病的防治带来更多的困难。近年来由于马铃薯炸条炸片工业的发展，由国外引进的油炸加工品种“夏普蒂”、“大西洋”种植面积不断扩大，但这些品种均易感晚疫病，一旦发生则常常全田毁灭。晚疫病已成为上述品种生产的主要威胁，因此晚疫病的有效防治具有重要经济意义和现实意义。
已报道有多种抗真菌基因工程途径，如用几丁质酶基因、核糖体失活蛋白(RIP)基因、细菌核酸酶基因、植物抗毒素基因调节植物防御系统；用过氧化物酶基因、苯丙氨酸裂解酶基因，各种致病相关蛋白，Perrnitin、Osmotin、Harpin、TLP以及细菌无毒基因等。以下是我国主要抗晚疫病基因工程研究进展情况。
3.1用Osmotin蛋白基因转化马铃薯
利用转基因技术提高植物体内致病相关蛋白(PR)基因的表达水平，增强植物对真细菌病害的防御能力是研究较多的抗真菌病害基因工程途径。已知PR蛋白有5个家族。表达PR-la的转基因烟草能增强对两种卵菌病原的抗病性‘32]，PR-2蛋白表现（一1.3葡聚糖酶活性；PR-3蛋白具有几丁质酶活性，两种水解酶在体外可协调抑制某些土传真菌的生长；PR-5蛋白与Osmotin蛋白和玉米a淀粉酶／胰酶抑制剂有广泛的同源序列。体外试验表明，当Osmotin浓度大于40 nmol/L时，便可裂解Ph ytoph thora in festans孢子束顶端，当浓度大于400 nmol/L时，对P．in festans菌丝生长有很强的抑制作用，用烟草Osmotin蛋白基因转化马铃薯能延缓晚疫病症状的发展。我国中国农科院生物技术研究中心李汝刚等根据报道的序列设计合成引物，用PCR方法从烟草中扩增出缺失3’前肽，保留5’端信号肽的24 KD PR蛋白基因，使表达后的蛋白能分泌到细胞间，直接达到P．estans菌丝生长繁殖的部位。序列分析表明合成的基因全长696 bp，编码232个氨基酸，烟草24 KD蛋白是在TMY诱导下产生的PR-5胞内型碱性蛋白。作者同时获得一个在96位氨基酸处产生琥珀突变的基因。上述两个基因分别克隆于pBI525表达匣子中，再转入植物表达载体pBINPLUS，分别获得 pBINCS和pBINC3。通过农杆菌介导转化马铃薯二倍体基因型LinV和l。Southern blot，Notthern blot分析表明，某些转基因株系已整合有目的基因，并在mRNA水平上表达。用P. infestans 90128 (Races l，3，4，6，7，8，10，11)游动孢子（5万／ml）接种离体叶片，根据病斑生长速率(LGR)鉴定抗病性。结果在表达Osmotin基因的21个植株中有17株和对照比较抗性差异显著。在表达琥珀突变Osmotin基因的17个植株中有8株和对照比较抗性差异显著。根据琥珀突变基因赋予的抗性，作者提出Osmot in蛋白N端部分可能与抑菌活性有关。
3.2用Harpin蛋白基因转化马铃薯
3.2.1 Harpin蛋白基因克隆
过敏性反应(Hypersensitive pesl-0nse，HR)是植物对病原侵染的有效抵御方式，表现为病原侵染周围细胞迅速坏死。Harpin蛋白是由梨火疫病细菌（Er'u.,inia amylovora） hrp N基因编码的蛋白。突变分析表明harpin是植物病原细菌诱导非寄主过敏性和在寄主上致病所必需的蛋白因子，可在烟草上单独诱导产生过敏反应‘45]。中国农科院生物技术研究中心和北京植物检疫试验所李刚等从梨火疫病细菌（E. am ylo~wa）Ea30菌株中提取基因组DNA，参照报道的Harpin蛋白基因序列合成引物，在ATG前后引入 Kozak特征序列TAGATGTC，在端3’引入双终止密码子TGATAG，通过PCR扩增获得1180 bp的DNA，经纯化，酶切，电泳回收，克隆于pGEM3Zf(+)中，筛选出阳性重组子pRLGEMB2。序列分析表明，编码区由1155 bp组成，和已报道的Harpin基因相比，核甘酸序列同源性为99.22%，推测编码氨基酸385个，氨基酸序列同源性为98.96%【l2]。
3.2.2转Harpin蛋白基因马铃薯的抗病性
作者构建了三种植物表达载体：病原诱导启动子Prpl-1-烟草prl-3信号肽+Harpin基因-tnos；Prpl-1启动子-Harpin基因- tnos；双35 S启动子一（序列-Prl-a信号肽+ Harpin基因-trios。分别克隆于pBINPLUS中，用液氮冻融法转入农杆菌LBA4404，转化马铃薯二倍体品系LineV和R2获得68个转基因植株。整合位点分析表明在不同转基因植株基因组内有1-4个。Nol．them分析表明，在组成型表达的转基因植株中，可检出Harpin基因的mRNA。在11株病原诱导表达的转基因植株中不能检出Harpin基因的mRNA，但在病原浸染48 h后，均转录产生mRNA。同时用Dot-ELISA，Western blot试验证明已表达出Harpin蛋白，烟草Prl-a信号肽可引导Harpin蛋白分泌胞外。而病原诱导表达的植株在P. in festans侵染后可检出Harpin蛋白的表达与积累。用离体叶片接种晚疫病菌，根据病斑生产速率(I。GR)分析抗病性，结果表明，组成型表达 Harpin蛋白基因10株中有5株和对照相比差异极显著。在诱导表达Harpin蛋白基因的45株中，有25株与对照相比差异极显著。从H;lrpin蛋白胞外分泌和胞内积累的转基因植株中各筛选到l株，接种点上均无菌丝生长，显示高度抗病。这是我国利用过敏反应蛋白基因转化马铃薯提高对马铃薯晚病抗性的研究成果。
通过离体叶片接种表现的抗性水平达到或超过了水平抗性水平。而且病原诱导表达 Harpin蛋白基因转基因马铃薯值株提高了抗性水平。表达的Harpin蛋白留在胞内或分泌到胞外，在抗性上没有表现出明显差异，表明Harpin蛋白介导的抗病性是通过诱导马铃薯的防卫系统实现的。
3.3用类甜蛋白基因和几丁质酶基因转化马铃薯
类甜蛋白(Thaumatin-like protein’简称TLP)属第5类致病相关蛋白，离体实验证明TLP对多种真菌具有明显抑制作用。天津市农科院中心实验室和美Kansas州立大学Muthukrishnan教授合作，将从非洲甜菊中分离的类甜蛋白基因构建到Ubiguitin启动子下游并和CaMV35S启动子指导的抗除草剂bar基因紧密连锁，通过农杆菌介异转化马铃薯“津引薯8号”，用加有除草剂的培养基进行筛选，获得转基因马铃薯植株。用PCR检测bar基因，以TLP DNA探针Southern杂交，用TLP特导抗血清进行West- em blot等方法检测了转基因植株。筛选出了转基因株系T25，T36和T31。用晚疫病菌游动孢子接种转基因植株的离体叶片，结果以上3个转基因株系对晚疫病菌表现出不同程度抑制作用，接种后症状表现延迟。
黑龙江省农科院生物技术研究中心周思军等(2000)通过农杆菌介导将菜豆几丁质酶基因转入马铃薯“鲁引1号”和“克新4号”，获得转基因马铃薯植株‘31]。
3.4葡萄糖氧化酶基因3.4.1体外抑茵试验 葡萄糖氨化酶(Glucose oxidase，简称GO)催化利用分子氧氧化pD葡萄糖为葡萄
糖酸一δ一内酯，同时伴随分子氧的还原，生成H202。β-D-葡萄糖+Q一葡萄糖酸一δ一内酯+H202。此酶是Mailer于1928年首次在黑曲霉中发现的。H202、羟基自由基[OH-]、超氧化物阴离子(02-)等均属于细胞活性氧(Active oxygen species，简称 AOS)。当植物受病原微生物侵染后便诱发一系列防御反应，木质素合成，细胞壁加固，
细胞过敏性坏死反应，植物抗毒素产生，激活一系列致病相关蛋白基因及防御相关基因的表达，抵御病原的入侵。此时细胞内各种活性氧被诱导释放。而H2 02可作为植物自然防御系统的传递信号，诱导细胞产生过敏性坏死反应，并可使植物产生获得性系统抗性，同时还能激活抗毒素合成及致病相关蛋白基因的表达。Wu等(1995)报道体外抑菌试验表明，当加入葡萄糖时，葡萄糖氧化酶在很低浓度下：在4×10。5V./ul，可完全抑制Erwin谊carotovora subsp carovora生长，在10×10-5 t#ul，可完全抑制Phyto/~,- thora in festans的生长。如果加入Catalase则GO失去抑制活性。H2 02体外抑菌试验表明，当其浓度达到100ptmol/L时，E. carotovora和P．in festans便不能生长或很少生长，表明两种病原对H202均十分敏感。葡萄糖氧化酶存在于某些细菌和真菌中，在动植物中尚未发现。因此通过转基因技术将葡萄糖氧化酶基因转入马铃薯使其产生对真细菌病害的广谱抗性是一条值得探索的途径。
3.4.2用GO基因转化马铃薯
北京大学蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室，甄伟等利用PCR技术从黑曲霉中扩增并克隆了葡萄糖氧化酶基因，用马铃薯病原诱导型启动子，构建了植物表达载体，通过农杆菌介导转化马铃薯“台湾红皮”叶园片，获123株转基因植株。用P． in festa ns复合生理小种接种离体叶片，结果表明，多数转基因植株表现发病推迟和病征明显减弱，其中4株表现明显抗性，l株形成过敏性病斑，表现高度抗性。
内蒙古大学张立平等用葡萄糖氧化酶基因转化马铃薯栽培品种大西洋(Atlantic)和夏普蒂(Shepody)获得23个转基因植株，经PCR扩增，Southern杂交分析，表明目的基因已整合到马铃薯基因组中。用淀粉-KI试验表明转入的GO基因已得到表达。用P. infestans (Race l，3，4，6，10)复合生理小种接种转基因植株离体叶片，结果有的转基因植株发病时间明显延迟且发病程度减轻，其抗病能力与H2Q释放量呈正相关。该室杨静华等进一步用盆栽试验接种P. in.festa，zs复合生理小种强毒株，同时保持最佳发病条件，筛选出Se-1，Sc-2，Ai-1，Ai-3及AHI等5个高抗晚疫病株系，表现发病叶片少，病程缓慢，接种后第8d植株仍正带生长，而未转基因对照植株已全部死亡。同时用TiCI4法定量测定了转基因植株中在病菌侵染前后的H：02含量，发现抗性转基因植株叶片中H2 02含量在病原侵染后有明显增加，为接种前的25%～159%，说明转基因植株对晚疫病的抗性和病原侵染前后叶片中H，02浓度呈正相关。选育出的抗晚疫病的转基因大西洋和夏普蒂5个株系已由农业部批准为安全等级J级，并批准于2002年在呼和浩特市郊区进行了中间试验。
3.5植物病原无毒基因
无毒基因是病原细菌和真菌中携带的对具有相应抗病基因的寄生植物特异地不亲和无毒害的单一显性基因。无毒基因对不同植物以及非寄主植物也无毒性。无毒基因可编码特殊蛋白产物，这种蛋白产物能与寄主抗病基因编码的产物相互识别，从而诱导植物产生过敏性坏死反应及其它抗性反应，但无毒基因编码的蛋白本身不能直接诱导过敏性反应(HR)，但有激活植物防御系统的功能。
中国科学院微生物研究所杨希才等(2001)将来自病原细菌Pseudomonas syringaePV. tomato的无毒基因avr D(0.93 kb)和来自病原真菌Phytophthora parasitica的无毒基因Elicitin (0.294 kb)，分别与非专一性病原诱导启动子Pill和BG构建成含有Pill- avr D，BG-Elicitin表达匣子的植物转化载体pYH144和pYHEt。通过农杆菌介导，转化马铃薯克新1号和克新2号（用pYH144转化）、Desi ree、克新2号和克新4号（用pY- HEt转化），获得潮霉素(Hygromycin B)标记的转基因植株。1998 - 1999年在温室中观察对晚疫病菌自然感染的抗性，结果表明多数转基因植株对晚疫病感染具有较明显的抗性，无感病症状或症状轻微，而对照植株则感病症状明显。
3.6马铃薯水平抗性相关基困的分离
为了研究利用马铃薯自身的抗晚疫病基因，华中农业大学通过对无R基因马铃薯水平抗性材料进行差异显示分析，已分离克隆了150个与水平抗性相关的基因片段，通过其中30个片段的序列分析，表明马铃薯晚疫病的水平抗性与PR蛋白，几丁质酶，多酚氧化酶等基因表达有关。同时还发现了4个新的基因片段，这些基因的全序列分析和编码产物功能的阐明，将有助于进一步了解晚疫病水平抗性的分子机理。
4 用转基因马铃薯生产药用蛋白、激素和疫苗
植物正在成为那些具有重要医疗价值和稀有昂贵的医药蛋白、激素和疫苗的安全廉价的生产体系，国外已有几十种蛋白、激素和疫苗在植物中获得成功表达。由于马铃薯以无性繁殖为主，易于由外植体诱导产生小植株，以农杆菌介导的转基因技术成熟，故马铃薯被认为是表达外源基因的理想的生物反应器。可通过马铃薯块茎特异表达医药蛋白基因，生产免疫球蛋白，各种疫苗及共他多肽药物。也有报道试图利用马铃薯块茎转化碳水化合物成为海藻糖或环状糊精。我国复旦大学宋东光等将乙肝病毒表面抗原（HBSAg）基因构建在马铃薯块茎专一启动子patatin启动子下游，插入双元栽体pBl101。通过农杆菌介导转化马铃薯茎段，获得转基因植株。用PCR筛选出l-ⅡkAg阳性转基因植株。用ELISA检测转基因植株中HBsAg含量为100～174 ng/mg可溶性蛋白。结果表明patatin启动子比35 S启动子表达效率高EJ73。尽管HBsAg总的表达量目前尚不高，但是一个有价值的尝试。北京大学蛋白质工程及植物基因工程重点实验室，朱玉贤、蔡宏、林忠平等正在将牛结核杆菌保护性抗原基因转入马铃薯，在块茎中特异表达，生产兽用疫苗，使其成本降低，以便进行大规模生产。
北京农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室，赵倩等(1995)将牛生长激素基因cDNA置于马铃薯块茎专一启动子Patatin Class I及Nos 3终止子之间，构建了植物表达栽体pPBGT。用直接法将此表达栽体转入农杆菌LBA4404．通过农杆菌介导转化马铃薯“中薯1号”，获得转基因植株。经nptⅡ活性检测，PCR扩增和Southern blot分析，证明目的基因已整合到马铃薯基因组中。RNA点杂交和Western blot分析表明牛生产激素已在转基因马铃薯中1-1和中1-2植株、块茎中转录表达。与工程菌发酵生产相比表达量很低，但为用马铃薯块茎生产动物激素作了有益的探索。
此外北京大学蛋白质工程及植物基因工程重点实验室，将人胰岛素基因转入马铃薯，用块茎特异启动子驱动使其在马铃薯块茎中稳定地表达贮存。试图以马铃薯块茎作为生物反应器生产口服疫苗。
关于利用转基因植物生产药用蛋白，激素和疫苗可进一步参考于丽红等(1993)12和刘德虎(1999)的综述文章。
5 结束语
总观近十年来我国在马铃薯品质改良，抗细菌、真菌病害以及马铃薯作为生物反应器生产药用蛋白激素和疫苗等基因工程研究方面取得了许多具有学术价值和实际推广应用前景的研究成果。
在提高马铃薯中必需氨基酸，含硫氨基酸和蛋白质含量方面已取得有成效的进展。在玉米、水稻醇溶蛋白基因和马铃薯块茎专一启动子合成克隆以及马铃薯转化等方面均有自己的特色。但迄今我国在马铃薯品质改良方面研究工作尚不多，尤其在改良马铃薯淀粉品质和提高环化湖精含量方面尚无研究报道。
用抗菌肽基因和抗青枯病蛋白基因转化马铃薯提高对青枯病的抗性的研究工作体现了我国科学家自己的思路和途径。虽然目前转基因马铃薯抗青枯病的效果尚不够理想，但相信在进一步研究马铃薯抗病品种的高抗机理的基础上，会进一步建立起有效的基因工程途径。
我国抗晚疫病基因工程研究也显示出良好前景，如用Hanpin蛋白基因转化马铃薯，用葡萄糖氧化酶基因转化马铃薯均显示出良好的推广应用的价值。今后在转化品种上应注意选择那些有商业价值的优良品种，以便经选育能在生产上尽快推广应用，取得经济效益和社会效益。
将马铃薯作为生物反应器生产HBsAg，牛生长激素等研究均属很有意义的探索。回答了能否在块茎专一启动子指导下在马铃薯块茎中表达这种疫苗和激素。尽管目前表达量尚不理想，无法与工程菌发酵产量相比，但却提供了在植物中表达的可能性。如果表达的疫苗、激素和蛋白不经提纯，直接食用便会有一定疗效，如胰岛素、动物腹泻疫苗等，那么用马铃薯块茎表达便具有巨大的潜力和优越性。和工程微生物发酵、动物细胞培养、转基因动物相比，植物生物反应器中表达的蛋白可进行翻译后加工，可以糖基化，不需庞大设备投资，无需动物细胞培养那样昂贵的成本投入，此外植物中不含有人类的病原。据刘德虎报告已用表达乙肝病毒保护抗原的马铃薯饲喂小鼠，并在小鼠血液中检出较高的含量。在马铃薯中表达的大肠杆菌热不稳定毒素B (LT-B)亚基，每克鲜重表达抗原量达3—4μg。植物食用疫苗已成为当前基因工程的研究热点。
张鹤龄（内蒙古大学生命科学学院）