植物遗传转化

第十七章：植物遗传转化Section1:植物遗传转化的方法Section2:转化植株的检测Section3:几种植株遗传转化的技术植物遗传转化（plangenetictransformation):

应用重组DNA技术、细胞组织培养技术或种质系统转化技术，有目的地将外源基因或DNA片段插入到受体植物基因组中并通过减数分裂获得新植株的技术。

第一类：外源裸露基因的直接导入法；通过物理或化学的方法直接将外源目的基因导入植物基因组中。基因枪转化法第二类：载体介导的转化方法；通过将目的基因连接在植物表达载体上，随着载体DNA的转移而将外源目的基因整合到植物基因组中。农杆菌介导转化法,病毒介导的转化法第三类：种质转化系统法；包括植物原位真空渗入法和花粉管通道法。Section1:植物遗传转化的方法（一）基因枪法基因枪法是指用钨粉或金粉包裹外源ＤＮＡ，而后依靠基因枪装置，利用高压氦气冲击波加速微弹去穿透植物细胞壁和细胞膜，使外源ＤＮＡ进入植物细胞并整合到植物细胞染色体组中，从而达到稳定遗传和表达的目的。（1）原理：基因枪法把遗传物质或其他物质附着于高速微弹直接射入细胞、组织和细胞器。气体基因枪可在广泛的细胞型中得到瞬时的、稳定的和高效率的转化作用。气体基因枪有一个产生冲击波的特殊结构，在恰当的气压范围内从3.5MPa-10MPa，具有相应不同的可破裂膜，将包覆DNA的粒子穿越，射入在轰击室底部的靶细胞中。（2）程序与方法：①轰击微弹的制备②基因枪轰击参数

③受体材料④轰击样品①（3）基因枪法优缺点基因枪法优点：①无宿主限制②受体类型广泛③质粒构造简单基因枪法缺点：

①仪器设备，轰击微弹的制备等较为昂贵

②整合的外源基因拷贝数不易控制

③轰击对细胞损伤大等（二）农杆菌介导法（1）原理：农杆菌

是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细后，可将T-DNA插入到植物基因中。农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。

（2）方法：人们将目的基因插入到经过改造的T—DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物(尤其是水稻)中也得到了广泛应用。（3）转化步骤可简单概括为以下方面：

1、获取目的基因。用限制酶切割下目的基因。2、基因表达载体的构建。将目的基因与载体（大多数选用质粒）用DNA连接酶连接起来。3、将目的基因导入受体细胞。将含目的基因的重组质粒导入农杆菌（农杆菌为受体细胞）。4、目的基因的检测与鉴定。用DNA分子杂交技术/分子杂交技术/抗原-抗体杂交/个体生物学水平鉴定（这个方法需要导入重组后的细胞的植物体，详见第五步）几种方法进行检验（根据要求选取不同方法）。5、最后将成功表达的细胞导入植物体内，对植物体进行个体生物学水平鉴定。农杆菌介导的过程（4）优缺点农杆菌介导法优点：①转化频率较高。

②转移的外源片段较大。

③整合的外源基因多为单拷贝。④整合到植物基因组的外源基因可以定向表达。

农杆菌介导法缺点：①受体植物基因型限制。

②农杆菌是一个生物有机体，转化受植物材料的影响大。（三）其他常用的转换方法（1）植株原位真空渗入法（2）

聚乙二醇法（3）

脂质体介导法（4）电击法（5）体内注射法（6）碳化硅纤维介导法Section2:转化植株的检测

以报告基因检测为例：

报告基因是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。目前主要的报告基因如下：Section3:几种植株遗传转化的技术（一）大田作物遗传转化的技术①油菜的遗传转化技术

农杆菌介导转化法：根据不同的基因型选择适的培养基。

外源基因直接导入法：有点击法、PEG法、显微注射法、

花粉介导法等。②棉花的遗传转化技术

农杆菌介导法

花粉管通道法

基因枪法农杆菌介导法转化棉花（二）园艺植物遗传转化技术

①黄瓜遗传转化

黄瓜遗传转化的方法与结果

发根农杆菌介导

根瘤农杆菌介导

花粉管通道

floraldip法②花椰菜遗传转化

十字花科，具有良好的再生能力。花椰菜遗传转化方法如图：发根农杆菌介导根瘤农杆菌