1农杆菌转化法的原理是

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1农杆菌转化法的原理是
农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)转化法是一种重要的基因转化技术,广泛应用于植物基因工程研究和农业生产中。

其原理基于农杆菌与植物细胞间的相互作用,利用农杆菌外源DNA(T-DNA)的引导作用将目标基因嵌入到植物细胞的染色体中。

农杆菌转化法的主要步骤包括农杆菌培养、感染、共培养和筛选。

具体来说,其原理可分为农杆菌感染、T-DNA引导、T-DNA拼接和植物细胞接受等几个阶段。

首先,农杆菌感染是农杆菌与植物细胞发生接触的过程。

农杆菌通过外源的感染素(vir蛋白)介导,诱导植物细胞在感染部位生长出肿瘤组织,为转化提供了良好的环境。

感染素能够识别并结合到植物细胞的切伤部位,进而形成感染结构。

接着,T-DNA引导是农杆菌T-DNA(转座子DNA)与植物细胞染色体DNA 之间的互作过程。

农杆菌T-DNA原先位于质粒中,通过T-DNA上的边缘重复序列(LB和RB)以及其中的转移基因(transgenes)引导将T-DNA插入到植物细胞染色体中。

T-DNA在感染素作用下从质粒中剪切出来,再与植物细胞的染色体DNA发生重组,将T-DNA嵌入到染色体的随机位置。

随后,T-DNA拼接是指T-DNA与植物细胞染色体DNA发生重组并嵌入到染色体的过程。

T-DNA的LB和RB序列能够诱导农杆菌酶系统切割起始位点(nick sites),将T-DNA与染色体DNA连接起来。

然后,T-DNA和染色体DNA之
间发生DNA重组,形成补充植物基因组的新构建(chimeric construct)。

这一过程具有较高的随机性,T-DNA可能嵌入到不同的染色体位点,并且还有可能发生多个T-DNA拼接。

最后,植物细胞接受是指植物细胞在T-DNA拼接完成后仍能够正常生长和分化。

当T-DNA成功嵌入植物细胞染色体后,植物细胞会通过自身的修复机制进行DNA修复,恢复正常的遗传信息。

如果T-DNA中存在目标基因,那么该基因就被整合到了植物细胞的染色体中,并能够在细胞分裂和再生的过程中被遗传和表达。

综上所述,农杆菌转化法通过利用农杆菌和植物细胞之间的相互作用,成功将外源DNA(T-DNA)导入到植物细胞染色体中,实现了对植物基因组的遗传改造。

这个技术的优点是操作简单、高效率和广泛适用于多种植物,为植物基因工程和农业生产提供了重要手段。

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