水稻原生质体后获得转基因植株
植物转基因技术
植物基因工程南京中医药大学药学院陈建伟植物转基因技术植物基因转化方法n植物基因工程实验中,植物细胞只有经过 遗传转化才能获得转基因植株。
n已经发展了许多用于植物细胞的遗传转化 的方法,可分为三大类:n①载体介导法n②基因直接导入法n③种质系统法植物细胞的遗传转化的方法n①载体介导法,即将目的基因插入到根癌农杆菌的 质粒或病毒的DNA分子上,随着载体质粒或病毒 DNA的转移而转移。
共培养法及病毒介导法属于这 类方法。
n②基因直接导入法,指通过物理或化学方法直接将 外源目的基因导入植物细胞的方法。
n物理方法有基因枪法、电击法、超声波法、显微注 射法和激光微束法。
n化学方法有PEG法和脂质体法。
n③种质系统法,包括花粉管通道法、生殖细胞浸染 法、胚囊和子房注射法。
几种常用方法介绍1、花粉管通道法n又称子房注射法、种质系统法。
最早由周光宇 等(1983)建立。
n此法是在植物授粉后,将外源DNA注入植物 子房的胎座位置,使DNA沿花粉管通道进入 胚囊,与受精卵或胚细胞接触而达到转化的目 的。
n这一方法的建立开创了整株活体植物转化的先 例,操作方便易行,避免了组织培养的麻烦, 在改良作物遗传性状的工作中有很大的潜力。
2、PEG介导法n PEG介导法为我国学者高国楠首创,是借助 化合物PEG、磷酸钙及高pH条件下诱导原生质体摄取外源DNA分子。
n PEG是细胞融合剂,可通过引起细胞膜表面 电荷的紊乱,干扰细胞间的识别,从而有利于细胞间融合和外源DNA分子进入原生质体。
磷酸钙可与DNA结合形成DNA磷酸钙复合物而被原生质体摄入。
3、电击法n利用高压电脉冲的电击穿孔作用将质粒DNA 导入植物原生质体的方法称电击法。
此法起初 是应用于动物细胞。
n在植物细胞中进行基因转移是李宝健等在 1985年首创。
目前这一方法已广泛应用于双 子叶植物和单子叶植物。
n通过电击技术将基因直接导入带壁的植物细胞 或组织的方法称为电注射法。
高考生物总复习第15讲基因工程及克隆技术学案
第15讲基因工程及克隆技术[考试要求] 1.工具酶的发现和基因工程的诞生(/a)。
2.基因工程的原理和技术(/b)。
3.基因工程的应用(/a)。
4.提出生活中的疑难问题,设计用基因工程技术解决的方案(/c)。
5.植物的克隆(/b)。
6.动物的克隆(/a)。
1.(2018·浙江4月选考)回答与基因工程和植物克隆有关的问题:(1)将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶Eco RⅠ酶切,在切口处形成____________。
选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接,在两个片段相邻处形成____________,获得重组质粒。
(2)已知用CaCl2处理细菌,会改变其某些生理状态。
取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作,使重组质粒进入农杆菌,完成________实验。
在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,其目的是____________________________________________________________________,从而表达卡那霉素抗性基因,并大量增殖。
(3)取田间不同品种水稻的幼胚,先进行________,然后接种到培养基中培养,幼胚发生________形成愈伤组织,并进行继代培养。
用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织,再培养愈伤组织,以便获得抗虫的转基因水稻。
影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有:培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。
解析(1)构建重组质粒时限制性核酸内切酶Eco RⅠ剪切得到的是粘性末端,DNA连接酶连接两个DNA片段之间形成的是磷酸二酯键。
水稻遗传转化研究进展
物遗传转化技术迅 猛发展 , 稻转基 因植 株始 于 18 水 98
年, 经过近 2 0年的发 展 , 稻遗传 转 化体 系 已 比较 完 水
12 电激 法 ( l t p r i ) . Ee r oa o co tn
电激法 也 叫 电穿 孔法 , 2 是 0世纪 8 0年代初 发展
起来 的一种遗 传转 化技术 , 也是 以原生 质体为 受体 的
一
水稻转基 因于 2 0世纪 8 0年代 后期 获得成 功 , 最 初转 化均采 用原生质体为 材料 的 P G介导法 , E 后来相 继发展 了电击法 , 因枪 法及农 杆 菌介 导法 等。这些 基
应用。
关键词 : 水稻 ; 传 转 化 ; 响 因素 ; 用 遗 影 应
中 图分 类 号 : 74 Q 5 文献标识码 : A 文 章 编 号 :0 8— 6 2 20 )5—00 0 10 9 3 (0 8 0 0 5— 5
水稻( r ast a 是世 界上分 布 最广 , Oy i ) z av 作为 最重 要 的的粮食 作物之一 , 其遗 传转化一直受 到广泛重视 。 但是传统 的水稻育种方法 主要是 利用远缘杂交 和 品种
第2 5卷第 5期 20 0 8年 1 0月
生 物 学 杂 志
J 0UR NAL 0 I L F B O OGY
Vo . 5 No 5 12 .
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水 稻 遗 传 转 化 研 究 进 展
(. 川华 业有限 任公司, , 00; , 1四 丰种秦代锦 陈德西 6 1 晓 王小波 董友非 龚 责 , 成都 胡 0 . 1 2 , , 桥
现代生物技术在水稻育种中的应用
学院:农学与生物技术学院年级:2011级专业:农学学号:2011311798姓名:罗建开现代生物技术在水稻育种上的应用摘要:简要介绍现代生物技术在水稻育种上的应用,主要包括水稻细胞工程育种,分子标记育种和转基因育种技术等方面。
关键字:水稻,生物技术,育种,分子标记,转基因。
水稻是世界上最重要的粮食作物之一, 约有1/3以上的人口以稻米为主食。
水稻矮化育种和杂种优势利用技术的应用使水稻的产量得到了大幅度的提高。
自生物技术应用到水稻育种上以后, 在抗病虫、抗逆以及高产等方面都有了很大的进展。
水稻细胞工程包括花药和花粉培养的应用,体细胞无性系培养及突变体筛选,原生质体融合和体细胞杂交等。
分子标记遗传育种包括遗传图谱的构建,亲缘关系的分析,农艺性状定位以及其他方面的应用等。
转基因育种包括:抗病虫性的改良,抗逆性改良,品质性状改良等。
现代生物技术在水稻育种上的应用大幅度地提高了作物育种和遗传学研究水平。
1.水稻细胞工程育种1.1花粉的培养应用1964年Gula 首次报道毛叶曼陀罗花培成功。
1969年新关和大野获得了粳稻花培小植株,从而在整个禾谷类花药培养研究中首次获得突破。
随着技术的改进, 籼稻花药培养与游离花粉培养也相继成功。
我国水稻花培育种始于1970 年, 1975 年首次应用此法育成水稻新品种“单丰1号”、“花育1号”等。
至今已用花药培养方法育出近100个水稻新品种和新品系, 其中“花寒早”、“中花8号”、“中花9号”都已大面积推广。
在常规育种中,由于杂种后代的不断分离, 需经多代自交、连续选育才能得到一个稳定的后代,要育成一个新品种,一般要8~ 10 年的时间。
应用花药培养获得的单倍体植株,经染色体加倍就可以获得纯合二倍体, 由于这种纯合二倍体在遗传上是稳定的,从而可以大大缩短杂交育种所需的年限。
来自于小孢子的双单倍体花粉植株的表现型和基因型一致,没有显性基因对隐性基因的掩盖现象,对表现型的选择就是对基因型的选择, 从而提高了选择效率。
转基因植物在农业中分析研究和应用
转基因植物在农业中的研究和应用转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因导入植物细胞或组织,并在其中进行表达,从而获得新性状的植物。
这一技术克服了植物有性杂交的限制,使基因交流的范围无限扩大,可将从细菌、病毒、动物、远缘植物、人类甚至人工合成的基因导入植物,所以其应用前景十分广阔。
从1983年,世界第一例转基因植物(Genetically Modified Plant,GMP>——烟草问世以来,转基因植物产生至今仅20年时间,但其研究和应用得到了非常迅猛的发展。
1996~2005年,全世界转基因植物在21个国家种植,面积从1996年的170万公顷增加到2005年的9 000万公顷,增加了50倍之多。
全世界转基因作物仅种子销售额到2005年已达52.5亿美元,是1995年的63倍。
尽管与之相伴的转基因植物安全性问题与公众态度、贸易中的技术壁垒及伦理、宗教等复杂因素交织为一个科技含量很高的政治、经济问题,成为了国际、国内普遍关注的焦点和热点,但转基因植物辉煌的发展前景是不容置疑的。
1转基因植物的研究进展1.1 目的基因的类型获得有用的目的基因是基因工程的基本前提。
近几年来,应用于植物的外源基因已包括抗病毒、抗虫、抗除草剂、改变蛋白质成分含量、雄性不育、改变花色和花形、延长保鲜期等,并将这些基因分别转入烟草、马铃薯、棉花、番茄、大豆、玉M、油菜、苜蓿、矮牵牛等植物。
迄今为止,全世界已分离出植物目的基因100余个,获得转基因植物近200种,已有近1 000例转基因植物被批准进入田问实验,涉及的植物物种有50余个,已批准了48个转基因植物品种进行商业化生产,转入的基因有以下几大类型。
1.1.1 抗除草剂基因该类植物由于转入了抗除草剂基因,表现出抗不同类型除草剂的性状。
目前已获得了一些抗除草剂作物,如抗草丁膦(Glufosinate>转基因作物冬油菜,抗草甘膦(农达>转基因作物大豆、玉M、棉花、油菜、向日葵、甜菜,抗磺酰脲类除草剂转基因作物大豆、棉花,抗溴苯腈转基因作物油菜、小麦、棉花、烟草,抗阿特拉津(Atrazine>转基因作物大豆、玉Mn],抗唑啉酮类除草剂转基因作物玉M、油菜、甜菜、小麦、水稻以及脱卤素酶转基因抗除草剂作物。
水稻基因遗传转化方法研究进展
华南农业大学学报 Journal of South China Agricultural University 2023, 44(6): 843-853DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202307001郭涛, 沈任佳, 王加峰. 水稻基因遗传转化方法研究进展[J]. 华南农业大学学报, 2023, 44(6): 843-853.GUO Tao, SHEN Renjia, WANG Jiafeng. Research progress on genetic transformation methods of rice[J]. Journal of South China Agricultural University, 2023, 44(6): 843-853.特约综述水稻基因遗传转化方法研究进展郭 涛 ,沈任佳,王加峰(华南农业大学 农学院/国家植物航天育种工程技术研究中心, 广东 广州 510642)摘要: 介绍水稻遗传转化方法的发展历程和科研成果,为水稻遗传转化体系的研究和应用提供借鉴。
从生物介导转化法和非生物介导转化法2类方法出发,介绍各种转化方法在水稻上的首次报道和重要进展并进行了展望。
生物介导转化法中,农杆菌Agrobacterium介导转化法通过侵染种胚、稻穗、愈伤组织和茎尖进行转化,种胚及其诱导的愈伤组织作为材料的转化体系较为成熟,稻穗和茎尖转化法则操作简便、转化再生周期短;此外,有研究尝试用根瘤菌Sinorhizobium和Rhizobium以及附着剑菌Ensifer adhaerens转化水稻。
非生物介导转化法中,物理方法转化法(基因枪法、电击法、花粉管通道法和显微注射法)是较为传统的转化方法,基因枪法应用较为成熟,花粉管通道法则取得较多育种成果;介质介导转化法中,纳米材料的应用正逐步成为研究热点。
水稻遗传转化体系的发展可从转化材料的筛选和优化介导转化的载体入手,同时将转化体系和DNA-free、单倍体诱导等技术结合起来,以提高转化效率和安全性,缩短转化再生周期。
水稻遗传转化体系Protocol
一、接种
步骤:
1、保存在-20度的种子使用前取出(用多少取多少,用纸包好),置于37度恒温箱烘烤10-20小时左右(最好过夜)。
2、拨去种皮(1),尽量不要损害到种胚,拨皮后检查,将胚乳表面发黑或胚死亡的种子剔掉(2),用纸包好带入组培操作间。
3、(以下操作均在超净工作台内进行)将种子倒入干净的100ml三角瓶中,加入75%乙醇消毒2分钟,期间要不断的摇动,倒出酒精,再加入20ml2%的NaClO(3),覆盖种子即可,室温在摇床上160rpm摇25min,将NaClO倒掉,将种子用无菌镊子转移至高压灭菌过的滤纸上,在超净工作台上吹干为止,然后将种子接入诱导培养基(NB培养基)(5)上,每皿20粒(4),注明日期,封口膜封口,置于27℃恒温箱中暗培养(15);
b.50mg/mlHyg:默克牌的买来就应该是这个浓度,即1g/20ml
c.Hyg30:是指潮霉素浓度为30mg/ml(即:480ul×1g/20mg÷800ul)。
d.有机、2,4-D、Cb、Hyg混匀,抽滤。
(23) 可以看到愈伤一天一天开始慢慢褐化,就像死了一样;
(19)AS的配制:
9.81mgAS用1mlDMSO溶解即可;一般称98.1mg,用10mlDMSO溶解,用1.5ml离心管分装,每管装1ml;-20°保存;
(20)AMM液体培养基的配制
(21) AS培养基(共培养培养基)的配制(800ml):
780ml NB +16ml有机+1.6ml2 mg·L-12,4-D+800ulAS;
抗性愈伤的继代筛选当抗性愈伤在朝霉素30培养基22上生长15天后23将愈伤换到新朝霉素30培养基上15天后可观察到一些褐化愈伤开始长出的新的愈伤继续培养等新愈伤长出很多时转移至朝霉素50培养基24上筛选37分化从朝霉素50培养基中将继续增生分裂的抗性愈伤转入分化培养基25上再生成团而不是分散放置26一周后愈伤开始转绿三周后开始长出幼芽后根也长出当芽长至23cm时就可移至12ms培养基生根培养基上27
基因工程在水稻育种中的应用研究进展_张桂莲
基因工程在水稻育种中的应用研究进展张桂莲,陈立云(湖南农业大学水稻科学研究所,长沙,410128)摘 要:随着生物工程技术的发展,基因转化技术日趋成熟,转化频率逐渐提高,应用基因工程手段改良水稻品种已逐渐变为现实,并显示出诱人前景。
综述了水稻基因工程原理、转化受体系统、转基因方法及其在育种上的应用的研究进展。
关键词:基因工程;受体系统;转化方法;水稻;育种中图分类号:S511.032,Q789 文献标识码:A 文章编号:1001-5280(2005)05-0261-05 水稻是世界最重要的粮食作物之一,全世界三分之一以上人口以之为主食,在农业生产中占有重要地位。
但在水稻生产中,由于各种病虫草和不良气候与环境条件的影响,严重制约了水稻的高产、稳产、优质。
80年代以来,生物工程技术的兴起与发展,特别是基因工程技术在改良作物品种中的广泛应用,为培育作物新品种提供了新的手段,从而开辟了水稻育种的新时代[1,2]。
自1988年第一批转基因水稻问世[3],人们越来越重视通过基因工程的方法改良水稻品种。
近年来,水稻分子生物学理论与技术的研究发展迅速,取得了一些突破性进展,在提高水稻的抗虫、抗病、抗逆性、产量和品质等诸多方面展现出良好的发展前景。
1 基因工程原理与特点转基因技术可以使基因在植物、动物和微生物之间相互转移,克服了物种间隔离,已成为一种新的育种手段。
其原理是:首先利用核酸内切酶处理目的基因或cDN A与质粒DN A,二者通过具有互补碱基的黏性末端的连接形成重组质粒,重组质粒转化大肠杆菌,并在大肠杆菌中繁殖,从而得到目的基因克隆;其次,根据育种需要,在克隆的目的基因前接上能使之在水稻细胞中高效表达的基因启动子,并与含有抗菌素抗性等基因的质粒构建重组分子;然后,重组DN A分子转化农杆菌,含有重组分子的农杆菌感染受体组织,目的基因通过T-DN A转移到受体细胞基因组中;随后用抗菌素筛选出转化体,并根据目的基因的核苷酸序列制备探针或设计引物,用分子杂交或PCR方法对转化体进行进一步的分子验证。
转基因技术在水稻性状改良中的应用进展
转基因技术在水稻性状改良中的应用进展摘要综述了水稻转基因技术的发展、转基因技术在水稻中的应用以及外源基因在水稻中的遗传和鉴定,以期将转基因技术应用到环境科学领域,生产出安全无污染的稻米。
关键词水稻;转基因技术;性状改良中图分类号 q812 文献标识码a文章编号 1007-5739(2009)06-0131-02世界上有超过30%的人口以稻米为主食,随着世界人口的增加,对稻米的需求逐渐增加。
据统计,未来25年粮食产量必须增加60% 才可满足人口增长的需要[1]。
世界尤其是我国将面临粮食问题的严峻挑战。
因此,迫切需要采取措施增加水稻等农作物的产量。
随着分子生物学研究的不断发展,转基因技术在植物遗传育种和品种改良上得到了广泛应用。
自20世纪人类首次获得可育的转基因水稻以来,转基因技术在水稻品种改良上得到了广泛应用[2]。
该文综述了近年来水稻转基因技术的发展、应用进程。
1水稻基因转化方法基因转化的方法可分为2类:一是由载体介导的转化,主要的方法为农杆菌介导法;另一类是直接的基因转化,包括基因枪法、电击法、peg法、脂质体转化法和花粉管通道法[3,4]。
近年来,应用较多的为农杆菌介导法和基因枪法。
1.1农杆菌介导法农杆菌介导转化法是将外源基因插入农杆菌的质粒上,由载体将外源基因转移并整合到植物细胞基因组中去。
农杆菌介导法在水稻上的遗传转化研究最早始于1986年,baba等用peg促进农杆菌原生质球与水稻原生质体融合的方法获得了水稻愈伤组织,但未获得转基因植株[5]。
随后,raineri等(1990)用粳稻的成熟胚与农杆菌共同培养获得了转基因愈伤组织,southern分析表明,t-dna已整合入基因组中,但未再生出转基因植株[6]。
chan等首次报道用农杆菌转化水稻根系外植体(1992)和未成熟幼胚(1993)得到可育转基因水稻,southern blot分析表明,t-dna上的基因可传递给后代[7,8]。
高考生物选修三_28道模拟题附答案
【2012山东济南一模】1.【生物——现代生物科技专题】控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。
目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。
例如:牛的X 精子的DNA 含量比Y 精子的高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。
根据以上信息回答下列相关问题:(1)图中过程①是通常采用的_________________技术,在这个过程中___________的精子与卵细胞结合形成受精卵,为获得更多的卵细胞需要给良种母牛注射适宜剂量的___________________。
(2)过程②中受精卵培养发育至______________时期,再经____________到代孕母牛,从而获得后代。
(3)若希望同时获得多个性状相同的个体,可以使用______________技术。
(4)动物“生物反应器”是转基因动物技术中最诱人的部分之一,例如,将人胰岛素基因导入母牛的体内,并使之在乳腺中特异性表达出人胰岛素。
在培育转人胰岛素基因奶牛过程中,常选用的受体细胞是_____________________,导入目的基因常用的方法是_______________________________。
2.(8分)应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。
请据图回答下列问题:(1)①过程是指 ,被称为基因工程的核心步骤。
(2)③过程采用的技术包括 。
③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用 技术,培育出多头相同的转基因牛犊。
受体母牛在接受 牛的 精子 特殊 仪器 含Y 染色体的精子 含X 染色体的精子卵细胞 卵细胞 公牛 过程② 过程② 母牛分离出 过程① 过程①转人生长激素基因牛胚胎之前须经过处理,以便为胚胎发育提供相同的生理环境。
(3)有人发现prG能激发细胞不断分裂,可以通过基因工程将该调控基因导入特定的受体细胞来制备单克隆抗体,受体细胞Ⅱ最可能是细胞,Ⅲ代表的细胞具有的特点。
水稻基因枪转化的研究
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吉 林 农 业 科 学
2 卷 7
离子速 度和射 人浓 度 可 准确 控 制 ; 三 类 是 高 压气 体 动力 基 因枪 , 范 围可 精 确 控 制 到 第 靶
0 1 一 , 用 于 分 生 组 织 及 胚 胎 的 转 化 。 .5n 可 18 9 6年 U hmi ci y 首 先 获 得 了 水 稻 卡 那 霉 素 抗 性 的 愈 伤 组 织 。 18 a等 97年 Ke li 人 首 次 n等 用 基 因 枪 在 洋 葱 中获 得 外 源 基 因 的 瞬 时 表 达 。O r(90 首 先 应 用 基 因 枪 法 得 到 了转 基 因 ad 19 ) 水 稻 愈 伤 组 织 , 检 测 了 G S基 因 的 瞬 间 表 达 。 19 年 C rt 并 U 91 h s n等 率 先 应 用 基 因 枪 法 将 br ie a
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文 章 编 号 :( 3 7 12 0 12 ] 7—0 10 —80 (0 2 0 一( 3 - 01 5
病 虫 、 逆 、 质 改 良方 面 取 得 了长 足的 进 展 . 抗 品
关键 词 : 水稻 : 因枪 ; 传 转 化 基 遗
中 图分 类 号 :6 105 3 8 1 3 文 献 标 识码 : A
水 稻 是世界 上最重要 的粮 食作 物之 一。近 年来 , 水稻遗 传转化 、 源基 因检 测 和育种利 外
1 水 稻 基 因枪 转 化 的 发 展
基 因 枪 方 法 由 康 奈 尔 大 学 的 Snod提 出 , 因 枪 导 人技 术 又 称 粒 子 轰 击 技 术 , 理 是 afr 基 原
植物基因枪法转基因技术
基因工程随堂作业题目:植物基因枪法转基因技术院(系):专业:班级:姓名:学号:成绩:完成日期:植物基因枪法转基因技术转基因技术是指将一个或更多的目的基因导入受体中,使该基因在受体生物中得以表达。
随着植物基因工程技术的发展,20世纪80年代末,一项新的基因转化技术---基因枪技术应运而生。
由于基因枪技术安全性好、效率高,其应用范围迅速从植物基因工程、动物基因工程扩大到基因治疗和基因免疫领域,使细胞的研究发展到在体操作。
目前,已有基于基因枪技术的多种基因疫苗进入临床研究阶段。
1.基因枪技术的转化原理及操作用包裹DNA的金属小颗粒轰击受体组织,使DNA实现穿壁并被导入众多细胞中,称为“基因枪法”(或微粒轰击技术)。
包裹着DNA的金属粒加速到一个很高的速度后(通常需要部分真空以减少颗粒的速度损失)穿透受体组织,一般可以穿透2,3层细胞。
最初是利用爆炸力在枪管里推动一个大的塑料微粒载片,片上放有包裹着DNA的微粒悬液,后来用一个中间有洞的板挡住高速运动的载片,载片上的微粒穿过洞进入装有受体组织的真空腔中,并且打入或者穿过运动路径上的目标组织,微粒上携带的外源DNA分子就可能进入细胞,并进行表达。
基因枪根据驱动力可以分为3种基本类型。
(1)火药式基因枪是最原始的类型,由美国康乃尔大学Sanford等人于1987设计制造。
这种基因枪自使用以来已先后将外源基因导入到玉米、小麦和水稻等多种植物材料中,获得了瞬间的或稳定的表达。
它的主体由滑膛腔、真空轰击室和阻弹部件构成。
塑料子弹的前端载有大量携带了外源目的基因的微弹,当样品爆炸时,子弹带着微弹向下高速运动,至阻挡板时子弹被阻碍,其前端的微弹依靠惯性继续高速运动,击中轰击室的靶细胞。
该装置的特点是,粒子速度主要通过货样的数量及速度调节器控制,不能无级调控,可控程度低。
(2)压缩气体型基因枪的动力系统以氦气、氮气和二氧化碳气驱动。
一种方法是把载有外源目的基因的微弹悬滴在一张金属筛网上,在高压气体的冲击下,射入受体靶细胞;另一种方法是把外源目的基因与微弹混合后雾化,再由高压气体驱动射入受体靶细胞,这种系统的靶范围可精确控制到0。
农杆菌介导水稻转基因技术的原理与运用分析
·29·所谓的转基因技术实际上是DNA 技术的重组方式,从外源克隆到的优良基因直接地注入到植物体的基因组织当中来,对作物的遗传性特征进行改变,使其向着人类更加向往的发展方向。
转基因技术自从问世以来实现了非常快速的发展,目前全球种植转基因的作物越来越多。
农杆菌介导是转基因技术之一,其在水稻转基因当中的应用,采取的是外源基因转化的方式,使外源基因的转化更具更正性,降其为稳定性等,进而实现大片段的基因转换等。
近年来水稻转基因技术不断地发展,并取得了相当大的成效,其中农杆菌介导水稻转基因技术发胡了重要的作用,以下降低基本的原理以及运用情况进行重点分析。
1.基本原理农杆菌介导是一种天热性的基因转化系统。
在具体的划分过程中可以分诶根瘤农杆菌和发根农杆菌。
首先,根瘤农杆菌当中有一种肿瘤诱导颗粒,这种颗粒具有可转移性的DNA 以及毒性区和冠瘿碱代谢基因。
在T -DNA 的两端是在两个数为25bp 的重复性序列,分别位于左右两个边界当中,两个边界的序列之间又是生长素和细胞分裂素合成的共性基因以及冠瘿碱合成性基因。
不同的区域内存在多个基因段,每一个基因段当中又有非常多基因。
一旦植物出现被伤害的情况,就会分泌出具有酚类化合物的一种汁液,此种汁液是通过染色体的毒性基因等介导㢟进行传输的,从而使农杆菌可以向只的其他部位上进行移动,并附着在其表面之上。
在T -DNA的转移上两个边界序列与之关系非常密切,特别是右侧的边界对于T -DNA 的精准转移是必不可少的重要条件,而且在边界序列之间也存在着一定的基因,但这些基因对于T -DNA 的转移并不发生太大的影响。
因此,T -DNA 区域的基因是可以采取外源性基金进行替代的,之后再利用农杆菌将已经改造后的T -DNA 转移到植物的基因组织当中,进而获取到转基因的植株。
伴随着科学技术水平的不断提升,农杆菌转化也进入到了非常关键的阶段,人们对此进行了多次地改造,并使其载体不断地创新与完善,转化的效率不断地提升,这样应用的范围也会越来越广泛。
转基因水稻简介
转基因水稻简介水稻是世界上最重要的粮食作物之一,杂种优势的成功利用使得水稻产量得到了极大的提高,为解决世界范围内的粮食危机做出了极大的贡献。
但是,自20世纪80年代以来,杂交水稻的产量就处于徘徊不前的局面。
不断提高水稻产量和改良其品质是当前水稻育种的重要任务,这一任务的完成单纯依靠传统的遗传育种是不可能实现的。
80年代产生的转基因技术由于直接在基因水平上改造植物的遗传物质、可定向改造植物的遗传性状、外源基因的转入打破了物种之间的生殖隔离障碍、丰富了基因资源等优点而弥补了常规育种方法的不足,得到了前所未有的发展。
许多学者在水稻的转基因研究上做了大量工作并取得了很大的进展,为水稻的遗传改良奠定了基础。
转抗虫基因:害虫是危害我国农业生产的主要限制因素,大量化学农药的使用不但污染环境,而且也使得有益昆虫的数量锐减,害虫的抗药性不断加强。
此外,化学杀虫剂使用后的农药残留对人畜都会有严重的危害。
因而植物抗虫基因工程成为科学家的研究热点领域之一。
由于水稻本身没有足够的抗虫基因,目前研究者利用人工合成或从其它生物中克隆的抗虫基因转化到水稻栽培品种中,提高品种的抗虫性。
在水稻抗虫转基因方面,使用得较多的基因有:苏云金杆菌毒蛋白基因(Bt)、蛋白酶抑制剂基因(Pin2,SKTI,OC—IAD86,Cp-Ti)、植物凝集素基因(GNA)等,将这些基因导入水稻,可使水稻产生对二化螟虫、三化螟虫、稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫及蝗虫、褐飞虱、线虫的抗性。
Bt毒蛋白基因是目前使用最广的基因,众多的研究都表明用转基因的方法将Bt毒蛋白基因导入常规水稻可使水稻对螟虫的抗性提高刚。
转抗病基因:病害(包括真菌病、细菌病和病毒病)是影响我同农业生产的另一类重要限制因素。
在我国,大面积发生且危害严重的病害有水稻稻瘟病、纹枯病、白叶枯病,因此,我国科学家在抗病基因工程方面也开展了大量的工作。
转抗逆基因:逆境是限制植物生长、影响产量形成的重要因素之一。
外源基因导入水稻育种技术研究进展与应用
育 率 高 ; 转 移 较大 片 断 的外 源 D 可 NA, 需 要 原 生 质体 不
培 养 ; 入 的 外 源 基 因 拷 贝 数 较 低 。 人 认 为 农 杆 菌 转 化 导 有 技 术 是 一 种 “ 然 ” 转 化 方 法 , 能 有 助 于 避 免 基 因 沉 天 的 可
默现象 . 因此 国 内外 学 者 普 遍 开 始重 视 农 杆 菌 介 导 的水
摘 要 :介 绍 了 外 源 基 因 导 入 水 稻 技 术 研 究 的 新 进 展 及 其 在 水 稻 育 种 中 的 应 用 . 时 进 一 步 阐 述 了 外 源 基 因 导 入 技 术 改 同
良水稻 品种 的 趋势 与前 景 。 关 键 词 :水 稻 ; 因 工 程 ; 传 转 化 ; 基 因 植 株 基 遗 转
维普资讯
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外 源 基 因 导 入 水 稻 育 种 技 术 研 究 进 展 与 应 用
肖君 泽 刘 耀 光 。 ,
( 1湖南 生物 与机 电工 程职 业 技术 学院 . 湖南 长 沙 . 1 1 7 4 0 2 ;2华南 农业 大 学 . 东 广 州 . 1 6 2 广 50 4 )
稻 转 化技术 。
1 2 电 注射 技 术 .
电 注 射 技 术 是 通过 高 强度 电脉 冲 的刺 激 . 原 生 质 使 体膜具 渗 透 性 . 而 使 外 源 D 从 NA 进 入 原 生 质 体 。 1 9 98 年 , iy K n a等 以原 生 质体 为 外 源 D NA 的受 体 . 过 电注 通 射技 术 将携 带 有新 霉 素磷 酸 转移 酶 ( T Ⅱ) 因的 质粒 NP 基
C rt hi c s u等 采 用 基 因枪 转 化 技 术 获 得 具 有 带 双 丙 氨 酰 磷
转基因水稻
背景技术
转基因生物技术的研究,大多分布在抗虫基因工程、抗盐基因工程、抗病基因工程、抗逆基因工程、品质基 因工程、品质改良基因工程、控制发育的基因工程等领域。如抗虫基因工程将Bt基因导入棉花、玉米、水稻、烟 草、马铃薯等作物,毒杀害虫;或将胶蛋白酶抑制剂基因导入作物,干扰害虫消化作用,而导致害虫死亡。
参考资料 1 转Bt/CpTI基因水稻知识产权调查报告 .知网[引用日期2019-09-16] 2 中国转基因水稻获美国 食用许可 .新浪[引用日期2018-07-24] 3 一种与植物抗盐相关的蛋白及其编码基因与应用 CN 103626857 A .谷歌[引用日期2014-04-02] 4 Bt蛋白Cry2Ac-like、其编码基因及应用 .谷歌[引用日期2014-04-02] 5 转基 因水稻研发进展 .上海农科院图书馆[引用日期2014-08-18] 6 湖北曾铲除上万亩转基因水稻 7 美开始种......
中国农科院植保所研究员吴孔明透露,首个获批的是华中农业大学张启发院士课题组的Bt抗虫转基因水稻, 接下来要进行品种审定、种子生产许可、种子经营许可等常规品种需要经历的程序,离商业化还需2-3年时间。
通过安检
该实验室在回复给书面报告中表示,农业部向该校发放的转基因水稻 “华恢1号”和“Bt汕优63”的安全 证书,签发日期为2009年8月17日,有效期5年,适用地为湖北。
国际水稻所将抗虫基因导入水稻,育成抗二化螟、纵卷叶螟的转基因水稻。
1995年,中国农科院开始Bt抗虫转基因水稻的研发工作。1999年成果通过了农业部的成果鉴定,同年开始 中间实验。
2001年,美国批准一种药用型转基因水稻商业化种植。
2002年,中国农科院Bt抗虫转基因水稻完成环境释放,2003年到2004年进行生产性试验。
水稻转基因技术
1.报告基因的酶法检测,常用的报告基因有:gus、nos、ocs等。
当然最后转基因植株必须移栽于大田,进行田间鉴定,不仅对改 良性状还要对其它农艺性状进行评价,选育综合性状优良的株系。
11
三、存在的问题
外源基因的稳定遗传、高效表达及目的基因的沉默。 转基因水稻的安全性问题。 水稻育种转入的基因多数为抗病虫基因,这类基因 产生的毒蛋白等物质,随着人们长期食用,是否会有 累积效应?
水稻转基因技术
第二组
1
目录
1 2
水稻装基因技术
外源基因鉴定
存在的问题与展望
3
7
黄金大米:
又名“金色大米”,是一 种 转基因大米,由美国先正达 公司研发。其不同于正常大米 的主要功能为帮助人体增加维 生素A吸收。因为色泽发黄, 该大米品种被称为“黄金大 米”。
左为普通大米,右为黄金大米
3
水 稻 转 基 因 技 术
12
基因枪法
农杆菌介导发
PEC介导转化法
其他方法
花粉管通道发 电击法
4
一、水稻转基因技术
基因枪法:
定义:又称微弹轰击法,是利用基因枪,将载有目的
基因的金属颗粒加速,高速射入受体作物细胞,并随机 整合到受体细胞的基因组上,然后通过细胞和组织培养 技术,再生出新的植株。
原理:是将外源DNA包在微小的金粒或钨粒表面,再 通过高压将微粒高速地射入受体细胞或组织。
7
PEC介导转化法:
原理:是利用化合物聚乙二醇(PEG)及高pH条件诱 导原生质体体外摄取外源DNA。 特点:原生质体作为受体具有群体数大,便于操作,DNA 分子易于进入,获得纯合性的转化子等优点,但原生质体培 养难度大、再生频率低、周期长、不适合水稻转化研究。
获得转基因阳性植株的基本流程
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