作者:banjian77 時間:2022-10-19 來源:互聯(lián)網(wǎng)
植物遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)也稱植物轉(zhuǎn)基因技術(shù),是應(yīng)用DNA重組技術(shù)將外源基因通過生物、物理或化學(xué)等手段導(dǎo)入植物基因組,以獲得外源基因穩(wěn)定遺傳和表達的植物遺傳改良的一門技術(shù)。目前*常用的轉(zhuǎn)基因方法是基因槍法和農(nóng)桿菌法。基因槍法的基本原理是利用表面附著有外源DNA的金屬微粒在高壓裝置中加速后高速運動到受體細胞中,從而達到轉(zhuǎn)化DNA的目的。但是基因槍法與農(nóng)桿菌介導(dǎo)法相比,存在著轉(zhuǎn)化率低、遺傳穩(wěn)定性較差、外源DNA整合機理不清楚、得到的轉(zhuǎn)化體往往是嵌合體、轉(zhuǎn)入外源基因的沉默現(xiàn)象突出等缺點。
優(yōu)點
農(nóng)桿菌作為一種天然的植物基因轉(zhuǎn)化系統(tǒng),其介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化屬于純生物學(xué)的過程,與其它轉(zhuǎn)化方法相比具有明顯的優(yōu)點,主要包括:(1)轉(zhuǎn)化頻率高;(2)可導(dǎo)入大片段的DNA,且導(dǎo)入植物細胞的片段確切;(3)導(dǎo)入基因拷貝數(shù)低,大多只有1-3個,表達效果好,能穩(wěn)定遺傳,多數(shù)符合盂德爾遺傳規(guī)律。而且,從大量的報道可以發(fā)現(xiàn),農(nóng)桿菌的寄主范圍有很大的擴展,已經(jīng)延伸到了原核生物、真菌甚至人類細胞等非植物領(lǐng)域。
原理
農(nóng)桿菌是一種革蘭氏陰性細菌,它對寄主細胞的轉(zhuǎn)化是借助誘導(dǎo)瘤細胞(tumor-inducing, Ti)質(zhì)粒將其中一段特定的DNA片斷轉(zhuǎn)入寄主細胞基因組的過程。在自然環(huán)境中,被轉(zhuǎn)移的DNA (T-DNA)攜帶了一套致瘤基因和冠癭堿代謝基因,它們在植物中的表達可引起被侵染組織產(chǎn)生腫瘤并合成冠癭堿作為細菌的氮源。利用分子克隆技術(shù)可以將T-DNA替換為目標(biāo)基因,使農(nóng)桿菌成為一個能有效將外源基因?qū)胫参锏奶烊还ぞ摺?/p>
此外,有多種植物蛋白質(zhì)也參與了農(nóng)桿菌介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)化過程,主要作用于T-DNA胞內(nèi)運輸、進入細胞核以及整合階段。因為農(nóng)桿菌主要利用植物細胞內(nèi)的生物過程(例如DNA和蛋白質(zhì)運輸、靶蛋白水解和DNA修復(fù))來轉(zhuǎn)化其受體,研究這些基本的植物細胞生物學(xué)機制有助于擴大農(nóng)桿菌的受體范圍,同樣也可促進轉(zhuǎn)化過程和轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)物控制。改善植物受體以提高較難轉(zhuǎn)化的植物物種的轉(zhuǎn)化效率是目前研究的主要方向之一。
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