高粱(Sorghum bicolor (L.) Moench)是世界上重要的禾谷类作物之一，分布于全球六大洲、71个国家，种植面积达44.4百万公顷，谷物生产占据了全球禾谷类总量的3.5%，每年大约提供57.9百万公吨的谷物产量(FAO,2004,http://www.fao.org/docrep/008/y5473m/y5 473m00.HTM)。高粱对高温和干旱具有很强的耐受能力，是干旱、半干旱地区人们理想的谷类作物。随着全球性的气候变化，极端温度的出现和水的有效性变化必将使高粱这样的旱地作物得到更高的关注。而随着这些可能的变化，提高高粱类作物的产量，改善其品质将显得尤为重要(Gurel et al., 2009)。然而，由于供体种质中缺乏可利用的有用基因，以及有性杂交不亲和性使得远缘杂交变得尤为困难，使得采用传统育种方法对高粱遗传改良受到了限制。而遗传转化和离体技术可以将农艺上有用的基因导入高粱基因组，产生新的基因型，满足了遗传改良的需求(Girijashankar and Swathisree, 2009)。

已经报道的用于高粱遗传转化的方法有四种，即电穿孔法、基因枪法、花粉管通道法以及农杆菌介导法(Girijashankar and Swathisree, 2009)。然而，农杆菌介导的遗传转化是将外源基因转入植物细胞的最常用的方法(Verma et al., 2008)。根癌农杆菌Ti质粒基因转化系统是一种借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞转移的方法。与其他几种遗传转化方法相比，农杆菌介导的遗传转化在减少转基因的拷贝数，降低转基因沉默，提高基因在转基因植物中的稳定表达方面具有显著的优势(刘宣雨等, 2011)。

Zhao等(2000)首次报道了农杆菌介导的高粱遗传转化，该项研究利用幼胚作为受体材料，从6 000多个幼胚中共获得131个稳定转化个体，转化效率平均达到了2.1%。除了少数重要农艺性状基因，如赖氨酸tRNA合成酶基因(可提高籽粒中赖氨酸含量) (Lu et al., 2009)，几丁质酶基因Chi (可提高抗病性) (Indra Arulselvi et al., 2010)，杀虫晶体蛋白基因cry1Ab、Cry1C (可提高对玉米螟和大螟的抗虫性) (张明洲等, 2009; 朱莉等, 2011; Ignacimuthu and Premkumar, 2014)被用于农杆菌介导的高粱转化，其他大部分农杆菌介导的高粱转化的研究主要集中在提高转化和再生频率上(Jeoung et al., 2002;Carvalho et al., 2004; Gao et al., 2005 a, b; Howe et al., 2006; Nguyen et al., 2007;Gurel et al., 2009)，转化效率一般在2%~8%之间。

与玉米、水稻等单子叶植物相比，农杆菌介导的高粱遗传转化的进展还相对缓慢(Hiei et al., 2014)。影响农杆菌介导法转化高粱的因素有很多，这些因素影响了目标基因能否成功导入植物体，以及能否成功进行稳定的整合和表达。优化影响高粱遗传转化的关键参数，无疑会提高转化效率，拓宽转化范围(Shrawat and Lörz, 2006)。
 

已经报道可用于农杆菌介导的高粱转化的基因型包括：296 B、C2-97、C401、CO25、M35-1、P898012、Pion-eer 8505、PHI391、Sensako 85/1191、Tx430、TNS586、APK 1、BABUSH、MN-3025、115、ICS21B、5-27 (表1)，其中P898012和Tx430应用的最为广泛(Hiei et al., 2014)。
 

表1 农杆菌介导的高粱遗传转化 Table 1 Details of Agrobacterium-mediated genetic transformation in sorghum