花粉管通道法在番茄转基因上的应用
花粉管通道法在小麦转基因中的应用
花粉管通道法在小麦转基因中的应用摘要介绍了花粉管通道法的创立、特点及其在小麦育种中的应用概况，分析了花粉管通道法转化的优点及存在的不足。
关键词花粉管通道法；小麦；外源DNA文献标识码 A扩大种质资源，提高品种抗性，增加产量，改良品质是小麦育种工作者的一大难题。
远缘杂交是扩大种质资源的重要途径之一，但存在很多问题，花粉管通道法即可以解决远缘杂交出现的问题。
花粉管通道转基因技术是以DNA片段杂交假说为理论基础，直接将带有目的性状的供体遗传物质或目的基因导入受体植株而创造变异材料，通过筛选获得具有目标性状的后代，以达到改良品种的目的。
近年来，花粉管通道法与其他的基因导入方法交融在一起，被人们普遍接受并广泛用于小麦转基因育种中，成为小麦品种改良、新品种培育和创造新物种的重要方法。
1花粉管通道法转化理论的创立及特点1.1花粉管通道法转化理论的提出1975年Pandey以烟草为材料，将供体品种的花粉经射线杀死后与受体品种的新鲜花粉混合授粉，获得了供体花色性状的变异，认为经过照射杀死的花粉其遗传物质可不通过配子融合而发生基因转化。
20世纪80年代初，我国学者周光宇成功地将外源海岛棉DNA导人陆地棉，培育出抗枯萎病的栽培品种，正式创立了花粉管通道法。
1995年Chong等报道了用该法转化小麦，经过筛选、Northern Not鉴定以及对表达产物的检测，获得了小麦转基因植株。
1999年牟红梅等通过花粉管将抗虫基因、选择标记基因导入小麦中，抗性筛选、PCR和Southern杂交表明，外源基因已转入。
至此，花粉管通道法已在多种作物中获得成功，确定了其在直接转化法中的地位。
1.2花粉管通道法转化特点国内外科学家对花粉管导人外源基因的机理进行了许多研究。
1990年Potrykus研究认为受体组织的细胞同时具备再生感受态和转化感受态的细胞，是转化成功的关键。
受精过程中分化程度很高的卵细胞在同精子接触的一刻开始，就发生急剧的脱分化过程。
浅谈花粉管通道法在植物育种中的应用
追溯 ｇ Ｐ ｎ ｅ １ ７ 以 烟草 为 材料 ， ￣ ａｄ ｙ（ ９ ５） 将供 体 品种 的花 粉
经射线 杀死后 与受体 品种 的新鲜 花粉混 合授 粉 ， 结果 获得
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白粉病 的转 基 因小 麦植 株 ； 培 育抗 虫 品种方 面 ， 罡 等 在 王
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等（ ０ ０） ２ ０ 利用 花 粉 管通 道 法将 新疆 大 赖 草Ｄ Ａ 入普 通 Ｎ导 春小 麦 花培 品 系 ， 在后 代 中选 育 出 了大穗 、 多粒 的转化 后 代， 产量 大大 提高 ； 品质改 良方面 ， 勃钧等（ ０ ０） 外 在 雷 ２０ 将
家 周光宇 在 １８ 年首次 在“ ｔｏ ｓｉ ｎ ｙ ｌｇ ” ９３ Ｍｅｈ ｄ ｎＥ ｚｍｏｏｙ 报道 了 将 外源海 岛棉ＤＮ 导人 陆地 棉 ， Ａ 培育 出抗枯 萎病 的栽培 品
豆， 实现 了高蛋 白质 、 早熟 性 状转 移 ， 成 了高产 、 育 优质 的
大豆新 品种 黑生 １ １ 在植 物育种 中， ０； 利用 花粉管 通道法 将
采用花粉管通道法将抗白粉病小麦品种的基因组导入北农号获得了抗白粉病的转基因小麦植株在培育抗虫品种方面王罡等利用花粉管通道法将毒蛋白基因转入玉米自交系为抗虫育种提供了优良抗源在提高产量方面张茂银等利用花粉管通道法将新疆大赖草导人普通春小麦花培品系在后代中选育出了大穗多粒的转化后代产量大大提高在品质改良方面雷勃钧等将外源半野生大豆的总经花粉管通道法直接导人栽培大豆实现了高蛋白质早熟性状转移育成了高产优质的大豆新品种黑生在植物育种中利用花粉管通道法将各种导入不同受体以期获得抗病抗虫高品质等优良性状的研究工作已大量涌现
番茄青枯病现状及防治研究综述
番茄青枯病现状及防治研究综述发布时间：2021-05-18T07:01:12.729Z 来源：《学习与科普》2020年20期作者：邓丽丽赵璇曹丽萍[导读] 番茄是一种受人欢迎的蔬菜，产业经济效益高。
但番茄种植培育过程中会遇到许多病害，其中番茄青枯病是一类普遍且危害非常严重的疾病。
本文通过查阅国内外相关文献，介绍了番茄青枯病的研究现状，综合阐述了青枯病的生物防治与非生物防治方法，旨在为为番茄青枯病的深入研究和预防提供参考。
邓丽丽赵璇曹丽萍四川农业大学四川成都 611130摘要：番茄是一种受人欢迎的蔬菜，产业经济效益高。
但番茄种植培育过程中会遇到许多病害，其中番茄青枯病是一类普遍且危害非常严重的疾病。
本文通过查阅国内外相关文献，介绍了番茄青枯病的研究现状，综合阐述了青枯病的生物防治与非生物防治方法，旨在为为番茄青枯病的深入研究和预防提供参考。
关键词：番茄；青枯病；生物防治；非生物防治引言番茄（Solanum lycopersicum），茄科番茄属一年生或多年生草本植物，富含大量的Vc、番茄红素和矿物质，能够抗癌防衰，提高人体免疫力。
它丰产性好，颇受广大人民的喜爱，为全球栽培最广、消费量最大的蔬菜作物。
番茄青枯病又称番茄细菌性枯萎病，是由一由名为青枯雷尔氏菌的病原菌引起的常见的毁灭性土传病害。
番茄青枯病导致植株白天叶片呈失水状萎蔫状态，傍晚恢复正常，连续几天，仍保持绿色。
随着病情扩展，病原菌在维管束扩繁，堵塞输导组织并产生致病毒素，最终造成植株萎蔫死亡[1]。
1番茄青枯病研究现状番茄青枯病传播迅速，在我国南方各地发生非常普遍，到目前为止还没有有效的措施能够从根本上面来防治青枯病。
近年来，各科研单位在抗青枯病栽培技术研究和推广方面也做了大量工作，如加强抗青枯病砧木品种选育、开展砧木和接穗亲和力研究，总结了一套适合华南地区的番茄抗青枯病嫁接技术，所采用的砧木为抗青枯病F1代番茄或茄子杂交种。
嫁接苗在广西、海南、中山、湖南等青枯病发病严重地区试种，均表现为长势好、高抗青枯病（发病率低于10%）、果实品质好、增产显著，极大地提高了农民收入[2]。
转基因技术浅谈
转基因技术浅谈作者：谢建设宫彩霞来源：《神州》2012年第06期【摘要】作为生命科学的前沿技术，转基因技术已经逐渐走入了人们的生活，应用领域不断开拓，在解决人类所面临的粮食短缺、环境污染、资源匮乏、效益衰减等重大问题上显示出日益重要的作用, 逐渐发展成为强大的现代生物技术产业。
然而，由于转基因生物及其产品是否存在潜在风险尚无定论，故转基因生物及其产品的安全性成为全球的热点问题，并引起世界各国政府和许多国际组织的高度重视。
【关键词】转基因技术；发展现状；争议；生物安全管理【中图分类号】G804.66 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5071(2012)02-0049-021 转基因技术简介转基因技术（Transgene technology）是指根据人们的意愿，利用分子生物学方法，将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰。
人们常说的"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"均为转基因的同义词。
经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为"遗传修饰过的生物体"（Genetically modified organism，简称GMO）。
转基因技术的优越性体现在：首先，转基因技术突破了传统技术的某些局限，其所转移的基因不受生物体间亲缘关系的限制，比如将人类的胰岛素基因导入到细菌体内，跨越了物种之间的界限。
其次，转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。
因此，转基因技术对传统的育种技术进行了广泛的发展和比较完美的补充。
2 转基因技术方法2.1 植物转基因方法。
转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因整合到植物的基因组中，并使其得以表达，从而获得的具有新的遗传性状的植物。
方法有如下几种：农杆菌介导法：农杆菌中有一种致瘤的环型DNA，称为Ti质粒。
花粉管通道法转基因技术在果树上的研究进展
花粉管通道法转基因技术在果树上的研究进展果树的基因转化研究早在1988年，首先在核桃上取得突破，McGranahan等获得了转gus基因核桃再生植株。
此后，果树转基因工程研究日益发展，许多果树获得了转基因植株，但是与农作物的转基因工程研究相比，果树转基因工程还是远远处于落后状态。
最难转化的禾谷类，现在也已经有多种作物进入转基因的商业化生产阶段，而果树仅有一例转基因植物进入田间试验（方宏筠等，1999）。
我国在樱桃、草莓、苹果等果树转基因方面做了许多研究工作，并都获得了转化目的基因的转基因植株，特别是樱桃的转抗菌肽基因已由农业部批准进入田间实验，该项研究处于国际领先水平。
1988年第一株转基因核桃(Juglans regia L.)在美国诞生为利用基因工程改变果树特定性状、培育果树新品种奠定了实践基础。
相对于农作物而言，果树转基因技术及研发相对滞后转化体系仍有待进一步完善，但果树基因工程也有其突出的优势。
目前，我国已在荔枝、番木瓜、苹果、柑橘、梨、桃、香蕉、猕猴桃、葡萄、樱桃、草莓的果树上展开了遗传转化技术的研究，转化方法主要包括农杆菌介导法和基因枪轰击的方式，获得了部分转基因植株。
在果树等林木育种中，花粉管通道法的相关研究少有报道，仅见钟启宏等采用花粉管通道导入方法，将欧洲黑杨的一个克隆片段导入泡桐，最终获得了3株可含50μg/mL的Kan培养基上生长的幼苗。
侯立群（2000）等利用花粉管通道发进行核桃转基因研究，只是获得了畸形果植株，但尚未完成分子鉴定等。
山东农业大学张玲（2004）利用花粉管通道法对杏转化抗寒基因相关研究。
由于果树，栽培环境复杂、生产周期长，且主要为风媒传粉植物，与作物相比，在影响树种自身遗传多样性等方面，其潜在的生态风险性可能更大。
随着果树转基因成功事例逐年增加，转基因果树的生态安全性问题也越发受到重视。
由于花粉管通道法进行转化的供体可以是植物总DNA，即利用自然界现有的具目的性状的外源DNA或基因进行遗传转化，其实质相当于远缘杂交。
专题1 基因工程-2021年高考生物选修3知识点归纳(解析版)
专题 1 基因工程基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过___基因拼接_和_DNA重组_等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在_DNA 分子_水平上进行设计和施工的，因此又叫做_转基因技术_。
科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程。
20 世纪中叶，基础理论取得了重大突破●DNA 是遗传物质的证明1944 年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了___DNA是主要遗传物质_。
●DNA 双螺旋结构和中心法则的确立1953 年，沃森和克里克建立了___DNA双螺旋结构___模型。
1958 年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_DNA复制的方式-----半保留复制原则。
随后不久确立的中心法则，解开了 DNA 复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。
●遗传密码的破译1963 年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。
1966 年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。
这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密码_，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。
技术发明使基因工程的实施成为可能。
●基因转移载体的发现1967 年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有_自我复制_能力，并可以在_细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。
●工具酶的发现1970 年，阿尔伯、内森斯，史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶（简称限制酶）后，20 世纪 70 年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为 DNA 的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。
●DNA 合成和测序技术的发明自 1965 年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977 年，科学家又发明了 DNA 序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。
番茄组织培养及其农杆菌介导类胡萝卜素合成酶基因LvcB的遗传转化_任永霞
番茄组织培养及其农杆菌介导类胡萝卜素合成酶基因LvcB的遗传转化任永霞1,2,王 罡1,郭郁频2,王 萍3,季 静1(1.天津大学农业与生物工程学院,300072;2.河北北方学院,张家口075131;3.淮海工学院海洋学院,连云港222005) 摘 要:LycB(番茄红素β-环化酶)基因是类胡萝卜素生物合成过程中关键酶之一,位于合成代谢的重要分枝点上,直接影响β胡萝卜素的合成。
通过农杆菌介导法,利用LycB基因转化重要果菜两用作物———番茄。
经PCR及PCR-S outhem分子检测证明,目的基因LycB已整合进番茄基因组中。
关键词:LycB基因;番茄;根癌农杆菌;类胡萝卜素;组织培养中图分类号:S641.203.6 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2006)01-0098-03 类胡萝卜素是广泛存在于自然界的一类色素,通常是指胡萝卜素和叶黄素两大类色素的总称。
绝大多数类胡萝卜素呈现绚丽的红、橙或黄色,至今已发现600多种天然的类胡萝卜素。
类胡萝卜素,尤其是β-胡萝卜素不仅是维生素A的前体,且还具有延缓衰老、增强人体免疫力、预防心血管疾病和防癌抗癌等作用。
类胡萝卜素与人类的健康密切相关,随着人们对其认识的加深,人类对其需求也越来越大。
但人体自身不能合成类胡萝卜素,果蔬是其重要来源。
番茄是人们喜食的果菜两用作物,类胡萝卜素的含量是番茄品质和营养价值高低的主要标志。
本实验采用根癌农杆菌介导技术,将LycB基因导入番茄,通过基因工程手段调控其类胡萝卜素的合成,提高番茄β-胡萝卜素的含量,满足人类对健康的需求,以期为番茄品质基因工程育种奠定基础。
1 材料与方法1.1 材料植物材料为东农704、东农708、东农709三个品种,种子由东北农业大学李景富教授惠赠。
1.2 菌株和质粒根癌农杆菌菌株为EH A101,所含质粒上构建有目的基因LycB和植物抗性筛选标记潮霉素磷酸转移酶基因Hyg。
均由季静教授提供。
花粉管通道法转基因育种研究进展
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花粉管通 道技术从创立 至今 ，已在中国 的棉花『、水 ｌ Ｊ 稻 、小 麦 ［ 、玉 米 、大 豆 ｌ ５ ｌ 、烟 草嘲、黄 瓜 ［ ７ １ 、甜
外 源 Ｄ Ａ携 带 入胚 囊 ．转化 受 精 卯 和其 前 后 的牛 Ｎ 殖 细胞 （ 子 、卵子 ） 精 ，由于它们 仍 处于 未形 成细 胞 壁 的类 似 “ 生质体 ”状 态 ．并且 正在 进行 活跃 的 原
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2023北京高三二模生物汇编：基因工程的基本操作程序
2023北京高三二模生物汇编基因工程的基本操作程序一、单选题1．（2023·北京房山·统考二模）草甘膦是无选择性除草剂的有效成分，施用时也会“误伤”作物致死，其机理是抑制与植物多种代谢途径有关的EPSP合酶的活性。
研究人员试图培育抗草甘膦作物，如图。
相关说法正确的是（）A．①过程的目的基因是抑制EPSP合酶的基因B．①过程可利用农杆菌将重组DNA导入矮牵牛细胞C．①过程运用植物体细胞杂交技术培养成转基因矮牵牛D．转基因矮牵牛存活说明EPSP合酶表达水平下降有利于抗草甘膦2．（2023·北京西城·统考二模）医生可利用分子生物学技术检测受检人是否携带HIV。
下列叙述错误的是（）A．可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物B．血液样品中HIV的RNA经逆转录后进行PCR检测C．可通过抗原-抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原D．与检测抗原、核酸相比，检测抗体能更早诊断HIV感染3．（2023·北京昌平·统考二模）转座子是基因组中可移动的DNA片段，玉米Ac转座子能编码转座酶而自主转座，Ds转座元件只有与Ac转座子同时存在时，才能从原位点切离并插入到新位点中。
研究者利用玉米转座子系统构建烟草突变体，下列叙述错误的是（）A．推测Ds转座元件不具有编码转座酶功能B．可构建同时含有Ac/Ds的基因表达载体C．利用农杆菌转化法将基因表达载体导入烟草细胞D．Ds与其被插入的基因间发生基因重组4．（2023·北京朝阳·统考二模）下列生物学实验中，观察实验现象时需借助仪器的是（）A．利用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物B．提取和分离菠菜叶片中光合色素(2)为协调菌体生长与产物生产之间的关系，将构建好的重组质粒转入经______处理后的枯草芽孢杆菌（D(4)对三种枯草芽孢杆菌进行培养，结果如图3，请选择适宜工业发酵生产的菌种并阐明理由________。
植物非组培遗传转化方法研究的进展
文献综述REV IEW植物非组培遗传转化方法研究的进展张庆祝 韩天富3中国农业科学院作物科学研究所,北京,1000813通讯作者,hantf@mail1caas1net1cn摘要在许多植物中,转化效率低一直是制约分子育种和基因功能研究的障碍。
目前,在拟南芥等模式植物的研究中,非组培方法已成为遗传转化的主要手段,这些方法在其它植物中也有广阔的应用前景。
本文介绍了几种较为成功的非组培遗传转化方法的应用情况和技术原理,并对下一步研究工作提出了建议。
关键词植物,非组培转化,靶组织/细胞,农杆菌Non2Tissue Culture Transformation of PlantsZhang Qingzhu Han Tianfu3Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing,1000813Corresponding author,hantf@mail1caas1net1cnABSTRACTIn many plants,the efficiency of molecular breeding and gene functional analysis are limited because of low transformation rate.At present,non2tissue culture transformation has become the major method of transforma2 tion in model plants like A rabi dopsis.The application of non2tissue culture transformation in other plants is al2 so promising.In this review,the techniques and possible mechanism of several successful non2tissue culture transformation methods are introduced and some advices on the future studies are put forward.KEYWORDSPlant,Non2tissue culture transformation,Target tissue/cell,A grobacteri um植物遗传转化始于20世纪70年代(Hooy2 kaas and Schilperoort,1992),30年来,植物基因工程取得长足发展,转基因作物在生产上大面积推广应用。
大力发展转基因作物_张启发
华中农业大学学报(社会科学版),(总85期)2010(1)Journal o f Huazho ng A g ricultural U niver sity (Social Sciences Edition )收稿日期:2009-11-13＊本文系根据张启发院士2009年11月13日给华中农业大学科级以上管理干部所作的专题报告“转基因作物与我们的生活”的录音整理而成。
作者简介:张启发(1953-),男,教授,博士,中国科学院院士,华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室主任、生命科学技术学院院长;研究方向:作物遗传育种及分子生物学。
大力发展转基因作物＊张启发(华中农业大学生命科学技术学院/作物遗传改良国家重点实验室,湖北武汉430070)摘 要 随着社会经济的不断发展和人口的持续增加,我国农业面临着众多的严峻挑战。
针对这些挑战,我国的科学家提出了第二次绿色革命,其内容概括为“少投入、多产出、保护环境”。
而近年来兴起的转基因技术将为第二次绿色革命的实现起到重要的作用。
目前,国内外转基因技术的研究取得了大量成果,我国转基因作物的研发也取得了很大进展。
转基因作物自1996年开始在全球大规模地商品化种植以来,已经带来了巨大的经济效益和环境效益。
转基因抗虫棉花已经在我国大面积种植,2008年我国转基因棉花的种植面积380万公顷,占我国棉花总种植面积的66%。
大力发展转基因作物对于我国的农业增产、农民增收以及农业的可持续发展将起到巨大的支撑作用。
此外,在大力发展转基因作物的同时,还应制定严格的转基因生物安全管理规则和制度,在让转基因作物的技术优势得到充分发挥的同时避免其潜在的风险。
关键词 转基因技术;转基因作物;绿色超级稻;转基因生物安全性管理中图分类号:Q 943 文献标识码:A 文章编号:1008-3456(2010)01-0001-06 1950年以来,随着科学技术的发展以及农业生产资料不断改善,世界粮食生产的成本不断降低,总产量和人均产量都获得了前所未有的增长。
人教版高中生物选择性必修第3册 精品讲义 3.2 基因工程的基本操作程序(教师版)
3.2 基因工程的基本操作程序 教学目标教学重点1.基因工程基本操作程序的四个步骤。
2.DNA 片段的扩增及电泳鉴定。
教学难点1. 利用PCR 获取和扩增目的基因。
2. DNA 片段的扩增及电泳鉴定。
知识点01 第一步：目的基因的筛选与获取1.目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。
也指能够编码特定蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用课程标准目标解读 基因工程是一种重组DNA 技术。
1. 阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤。
1. 阐明基因工程的原理和基本操作程序。
2. 针对人类生产或生活中的某一需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某一转基因产品的方案。
3. 尝试进行PCR 的基本操作并用电泳鉴定PCR 的产物。
知识精讲目标导航的因子。
2.筛选目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选，是较为有效的方法之一3.获取目的基因：（1）人工合成（2）基因文库中获取目的基因（3）利用PCR获取和扩增①PCR：PCR全称为聚合酶链式反应，又叫做体外DNA扩增技术。
根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
通过这项技术可在短时间内大量扩增目的基因。
②PCR利用的原理：DNA半保留复制③DNA复制的基本条件：④PCR的前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。
⑤PCR的条件：DNA模板（需含有目的基因）。
分别与模板DNA相结合的2种引物。
四种脱氧核苷酸（或四种dNTP：dATP、dTTP、dGTP、dCTP）。
耐高温的DNA聚合酶(Taq酶）。
稳定的缓冲溶液（一般添加Mg2+）。
能严格控制温度的温控设备。
⑥PCR的过程：⑦PCR的结果：以指数方式扩增，即2n（n为扩增循环的次数）⑧鉴定PCR的产物：常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定产物知识点02 第二步：基因表达载体的构建基因表达载体的组成：目的基因、标记基因、启动子、终止子基因表达载体构建过程：一般用同一种限制酶分别切割载体和含有目的基因的DNA片段，再用DNA连接酶将两者连接。
花粉管通道法转化外源DNA的转基因技术
关键词 ： 花粉管通道法 ； 转 基 因技 术 ； 变异 ； 应 用 中 图分 类 号 ： Ｓ 一 ０ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ － ６ ７ ３ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ７ ４ — ０ ５
花粉管导入转基因的原理
花粉管导入转基因的原理花粉管通道法是是我国科学家周光宇在1983年首次在“Methods in Enzymology”报道的研究成果。
其原理是将外源DNA片段在作物受粉后特定时期注入柱头或花柱，外源DNA沿着花粉管通道或传递组织通过珠心进入胚囊，转化不具备正常细胞壁的受精卵、合子及早期胚胎细胞。
花粉管通道法自问世以来，引起国际上的广泛关注，美、欧、亚等一些实验室将这一技术应用于稻、麦、棉、豌豆、牧草等基因重组和总DNA导入的研究中，其中在水稻、小麦等粮食作物上的应用比较多，在一定程度上拓宽了其种质基础，但在改良玉米育种中应用较少。
外源基因通过植物开花受精过程中形成的花粉管外通道导入胚珠转化受精的卵细胞,进而与受体细胞的基因组整合,随着受精卵的发育可以成为转基因新个体,这一技术称为花粉管通道法。
该技术由我国生物化学家周光宇创立,并经过许多研究者的共同努力发展起来的一种不依赖于组织培养的转基因技术,给那些植株再生有难度或组织培养体系还未建立的植物转基因育种带来了希望,即使对那些具有完善组织培养体系的物种,花粉管通道法也会大大降低其转基因育种的成本和操作难度,使植物的转基因育种更接近于生产化。
1981年首次利用该法成功培育出抗枯萎病棉花新品种后,迅速在小麦、水稻、大豆、玉米、烟草等重要农作物育种方面展开了广泛研究,转化率也由原来的10-2~10-1[4]提高到现在1%~16%。
有关花粉管通道法的概念、范畴及归属问题,在目前的研究报道中不完全一致。
王关林和方宏筠在《植物基因工程原理与技术》一书中指出,花粉管通道法、浸泡种胚转化法和子房注射法统称植物种质系统转化,其中花粉管通道法具体分为柱头涂抹法、柱头切除法、花粉粒携带法。
研究内容目前，花粉管通道法主要用于改良玉米自交系的研究主要集中在抗虫、抗除草剂以及提高植株抗逆性上，其中抗除草剂和抗Bt虫蛋白基因的研究成果显著，孟山都和先正达两个国际知名公司已将其推广应用于生产中。
细胞工程原理与技术复习题
1902年，Haberlandt(哈博兰特)提出植物细胞全能性。
1934年，Gautberet（高特里特）培养三毛柳、黑杨的形成层，成功得到愈伤组织。
1947年，White(怀特)发明了第一个人工合成培养基。
1937年，Nabecourt（诺比考特）是胡萝卜根组织经培养获得愈伤组织并继代培养了几十年。
细胞全能性（Totipotency）：每个完整植物的体细胞或性细胞都拥有该植物形成一个完整植株的全套遗传基因，在一定的培养条件下，细胞都可发育成一个与母体一样的植株，这种能力称之为植物细胞的全能性。
外植体（Explant）：从植物体上分离下来的用于离体培养的材料。
愈伤组织（Callus）：在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在植物体切面上产生。
特点：多细胞起源的，具有异质性，遗传稳定性差，易发生变异。
分化（Differentiation）：在细胞分裂过程中发生结构和功能上的改变，从而在个体发育中形成各类组织和器官完成整个生活周期。
脱分化（Dedifferentiation）：已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分生组织状态的过程。
再分化（Redifferentiation）：脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程。
细胞（原生质体）融合（Protoplast fusion）：两种异源原生质体在诱导剂诱发下相互接触，从而发生膜融合，胞质融合和核融合并形成杂种细胞，进一步发育成杂种植株的过程。
细胞培养(Cell culture)：用能保持较好分散性的植物细胞或很小的细胞团为材料进行离体培养。
器官培养(Organ culture)：对植物的根、茎、叶、花、果实以及各部原基的培养。
胚胎培养(Embryo culture)：以胚珠、幼胚、成熟胚为材料的离体培养。
组织培养(Tissue culture)：植物各部分组织的离体培养，使之形成愈伤组织称之为组织培养。
《转抗冻基因番茄》PPT课件
作物遭受冻害
转抗冻基因番茄
美洲拟蝶抗冻蛋白基因 (APF ) 转化番茄
美洲拟鲽（学名Pseudopleuronectes americanus）：是鲽
科下的一种比目鱼。它们原产于由加拿大拉布拉多至 美国佐治亚州的西北大西洋海岸。它们是由纽芬兰至 马萨诸塞州湾（Massachusetts Bay）的海域中最为普遍 的近岸比目鱼。它们夏天会生活在离岸的深水区，冬 天就会游到近岸的浅水区，如河口、河流及海湾。
发现：1973年，加拿大Davies等发现美洲拟鲽的体液
中存在抗冻蛋白，能够降低鱼的血液冰点，1984年按 cDNA路线分离和克隆了AFP基因（即编码美洲拟鲽抗冻 蛋白的基因）。之后，各国的科学家进行过多种转AFP 基因的作物，并获得一定的进展。1990年，我国科学 家采用花粉管通道和子房注射法，将整合在Ti质粒上的 基因导入番茄，以获得抗寒抗冻的番茄品种
转AFP基因番茄
实验流程：
1
基因整合
2
导入受体
3
筛选
4
转基因番茄
利用酶，将 ATP基因整合 到Ti质粒中
利用花粉管通 道法导入受体 番茄，经过发 育获得种子
将获得的种子 播种，低温筛 选，后代杂交 检 测 、 PCR 检测等
获得抗寒抗冻 转基因品种
转AFP基因番茄
转AFP基因（T-AFP）番茄性状改善：
No Image
转抗冻基因作物的前景
1、利用基因工程技术培育耐寒和抗冻的作物无 疑是一种最佳的选择。近年来,随着基因工程技术 在作物品种改良方 面取得了巨大进展。具有可控 性强、效率高、周期短、成本低等优点的植物基 因工程技术已经成为新品种选育 的一条全新而有 效的途径。
2、不过目前抗冻蛋白在植物抗寒基因工程中的 利用还非常有限,植物抗冻基因研究中还有许多问 题等待解决, 但是完整的植物基因工程的理论和 技术体系已基本建 立,植物基因工程技术已开始 走向商业化的发展道路。在不远的将来如转抗冻 基因番茄等转抗冻基因作物一定会得到快速的发 展。
利用花粉管通道技术培育番茄耐盐新种质
利用花粉管通道技术培育番茄耐盐新种质陈火英;张建华;庄天明;张晓宁【期刊名称】《西北植物学报》【年(卷),期】2004(024)001【摘要】利用自花授粉后形成的花粉管通道分别将番茄耐盐野生近缘种Lycopersicon peruvianum LA111、Lycopersicon cheesmanii LA166、Lycopersicon pennellii LA716、Lycopersicon pimpinellifolium LA2184的总DNA及含来源于大麦LEA基因家族的HVA1基因的pBY520质粒DNA导入栽培番茄"鲜丰"及"矮黄",获得了较为广泛的变异,经过对后代的选择培育获得了一批农艺性状优良的耐盐新种质,并已培育耐盐新品系1个;传统的叶色遗传与现代的PCR 检测表明番茄通过花粉管通道导入外源DNA是可行的.【总页数】5页(P12-16)【作者】陈火英;张建华;庄天明;张晓宁【作者单位】上海交通大学,植物科学系,上海,201101;上海商业职业技术学院,园林艺术系,上海,200023;上海交通大学,植物科学系,上海,201101;复旦大学,遗传工程国家重点实验室,上海,200433【正文语种】中文【中图分类】Q943;S641.2【相关文献】1.利用转基因技术创造甜菜耐盐新种质 [J], 杨爱芳;赵仕兰;朱丽萍;翟淑梅;张举仁;黄粤;翟晓灵2.利用细胞工程技术培育玉米耐盐自交系及单交种 [J], 张可炜;王先艳;王灵芝;张举仁;许方佐;徐立华;周柱华3.利用回交导入系群体发掘水稻种质资源中的有利耐盐QTL [J], 孙勇;藏金萍;王韵;朱苓华;Fotokian Mohammadhosein;徐建龙;黎志康4.利用高代回交群体定位野生醋栗番茄发芽期耐盐QTL [J],5.“红花种质资源利用与耐盐高产栽培技术研究”项目获国内领先水平 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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之一［ 。工 基因定位 于第 ５ １ ４ ］ 号染色体 ， ４个外显 子 由 和 ３ 内含子组成 ， １ ｂ是 已知淋 巴因子基 因中较 个 约 ０ｋ ，
大 的一个 。儿一 是一种结构复 杂高的问题提供参考。
１ 材料 与方法
１１ 试 验 材料 ．
率和结籽数／ 果进行统计分析 。结果表明 ： 随着花柱切割深度的加大 ， 坐果率和结籽数／ 果均显著
下降； Ｔ 代植株进行 Ｐ Ｔ抗性 筛选、Ｃ 对 １ Ｐ Ｐ Ｒ检 测阳性率后 表明， 同深度切割 处理对植物材料的 不 转化率差异不显著。切 除柱 头＋１ ３ ／ 花柱的处理方式进行 花粉 管通道法遗传 转化操作 ， 能获得较
该品种花器较大 ， 易于进行遗传转化操作 。植物表 达载体 Ｐ Ｉ （ １ ， ４ 图 ）由课题组实验室构建 。
蔬菜 ， 具有很 高 的经济价 值口 。因此 ， 们对 番茄 遗传 ］ 人 转化 、 外源基 因检测和育种 利用等方 面进行 了深入细致 的研究 ， 取 得 了重 大进 展 。 目前 ， 并 已获得 抗 病 毒 、 抗 虫、 抗除草剂 、 冻 、 长贮存期 、 抗 延 改善风 味 的转基 因番 茄， 而且第一个商品化的转基 因植 物一 耐贮番茄 已进入 消费者家庭 。这标志着 利用基 因工程 进行蔬 菜作物 品
种 改良已进入实用阶段 。
花粉管通道法是在植物授粉后 ， 花粉在柱头形 成花 粉 管， 采用微量注射或柱头切除滴加等方法将外源 Ｄ Ａ Ｎ 导人胚囊的过程 。由于对花粉 管通道 法 的途径 缺乏 确
切 的认识 ， 致使实验人员对于如何利 用花粉管通道法进 行遗传转化没有一 个统一 而规范 的操作 规程 。这不但 增加了试验的盲 目性 和误差 ， 也大大 降低 了花粉管通道
１
Ｌ 。滴加外源基 因载 体后 ， 在相 应 的花柄上 注 明
转化 的处理 、 间和 日期 。该 试验 实施 ４种转化 处理 ： 时 对照 Ｃ 未切除花柱 ； Ｋ： 处理 Ａ： 锋利刀片切除柱头 ， 用 并
１ １ ３
・
生物技术 ・
北 方 园 艺 ２０４１～３ ０ （ ） ３ １ １ １ ：１ ５
因子 ， 对于 Ｂ细胞 、 Ｔ细 胞 、 大 细胞 、 肥 巨噬 细胞都 有免 疫调节作用 ， 而且可 以治疗银屑病 、 哮喘气管炎等 。
番茄 （ ｙｏ ｅｓ ｏ ｃｌ ｔｍ Ｍｉ．是 一种世界性 Ｌ ｃｐ ｒ ｃｎｅ ｕｅ ｕ ｌ ） ｉ ｓ ｎ １
番茄（ ｙｏ ｅｓ ｏ ｃｌ ｔ Ｍｉ． ， Ｌ ｃｐ ｒｉ ｎｅ ｕｅ ｕ ｃ ｓ ｎ ｍ ｌ ）品种为 串珠 ， １ 种子来源于哈尔滨市农业科学院 。
3不同深度切除花柱处理对结实及转化率的影响有学者认为利用花粉管通道法导入外源基因时导人部位离胚囊越近外源基因运行路径越短因此应尽可能的切除花柱就越有利于更多外源基因进入生殖细胞从而提高转化率7盯
北 方 园 艺 ２ ０４：１ １ ０ （ ）３ ３ １１ １～ ５
・ 生物技术 ・
花 粉 管 通 道 法 在 番 茄 转 基 因 上 的 应 用
选择 当天完成 自花授粉的花
通讯 作者 ： 丽杰（９１）女 ， 士 ， 于 １６一 ， 博 教授 ， 事 植 物分 子 生物 学 现从
研 究 工 作 Ｅ ｍａｌｙ ｌｉ１６ ＠ １ ６ ｃｍ。 － ｉ：ｕＯｅ９ １ ２ ．ｏ
（ 花瓣展开达到 １０）用锋利刀片切除花柱 ， ８ 。， 然后用微量 移液器在切 口处滴加外 源基 因载体 ， 其在柱头上形成 使 １ 个液 滴 。外 源 基 因 载 体 的 滴 加 量 为 ５ Ｌ 浓 度 为 ，
基 金项 目 ： 黑龙 江省 自然 科 学基金 资 助项 目（ ０ １ ） 哈 尔滨市 学 ＣＯ４；
科后 备 带头人 基金 资 助 项 目（０１００ ２ ； 龙 江省 普 通 高等 学 ０７０７０ ）黑
校 骨干教 师创 新能 力资助 项 目。 收稿 日期 ： １ —Ｏ —２ ２ Ｏ ４ ９ Ｏ
好 的效 果 。
关键 词 ： 花粉管通道转化 ； 遗传转化 ； 番茄
中图分类号 ： ４．０． 文献标识码 ： 文章编号 ：０ １ ００ （ １ ）４ １ １ ０ Ｓ６ １２ ３６ Ａ １０ － ０ ９２ ０ １—０ ３ － ５ ０ 人白细胞介素 ４ Ｉｔ ｌ ｋｎ４ Ｌ４ ） Ｔ 细胞 产 （ ｅ ｅ ｉ ，Ｉ－ ）是 ｎ ｒｕ － 生 的一种淋 巴因子 ， Ｔ细胞产物中反应性 最强 的产物 是 技术的转化效 率。该 试验室 通过不 同深度切 除花柱处 理， 对番茄花 粉管通 道转化效 果进行 了研究 ， 以期 为解
导入的部位离胚囊越 近越有利 于转化 ， 议最适的外源 建
在切 口处滴加外源基因载体 ； 处理 Ｂ 用锋利刀片切 除柱 ：
头 ＋１ ３ ／ 花柱 ， 在切 口处滴加 外源基 因载体 ； 并 处理 ｃ：
用锋 利刀片切除柱头 ＋１ ２ 柱 ， ／花 并在切 口处滴加外源
基因导人部位是从花柱基部进行横 切 ， 在其 切面上滴加 外源基 因溶液嘲 。 为了研究切除花柱程度对番茄结实情况的影响 ， 进 行了不 同深度切 除花柱处理 ， 试验结果 见表 １ 。
陈 冬 朋 ，于 丽 杰
（ 哈尔 滨师 范大 学 生命 与环 境科 学学 院 ， 物系 ， 生 黑龙江 哈尔 滨 １０２ ） ５０５
摘
要： 为提 高花粉管通道法遗传转化 率， 现设计 了 自交授 粉后 对番茄的花柱分别进行 ４种
依 次加大切割深度并滴加外源基 因的处理 ， 待转化果 实成 熟后 收获转化种 子。对各处理 的坐果
表 １ 不 同 深度 切 除 花 柱 处理 的坐 果 和结 籽 情 况
１２ 试 验 方法 ．
第 一作者 简介 ： 陈冬 朋 （９３）女 ， 读 硕 士 ， 究 方 向 为植 物 分 １８一， 在 研 子 生物 学。Ｅｍ ｉｃｅｃｅｄｎ ｐｎ ＠１６ｃｒ。 － ａ ： ｎｈｎｏ ｇｅｇ ２．ｏ ｌｈ ｎ
图 １ Ｐ Ｉ ４ 粒载 体 ４Ｌ 质
ｌ２ １ 外源基 因的导 人 ＿．