油菜下胚轴农杆菌介导法转化影响因素探讨_王景雪
农杆菌介导的油菜下胚轴转化专用培养基[发明专利]
专利名称:农杆菌介导的油菜下胚轴转化专用培养基专利类型:发明专利
发明人:孔芳,田丽
申请号:CN201010275439.7
申请日:20100908
公开号:CN101911915A
公开日:
20101215
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种农杆菌介导的油菜下胚轴转化专用培养基,包括基本培养基(MS)以及基于所述基本培养基的预培养基(B)、共培养基(B)、分化筛选培养基(B)、生根培养基(B)以及壮苗培养基。
所述培养基通过采用一定浓度的相应物质配制而成,适应于油菜下胚轴转化的各个阶段的需求,克服了转化过程中诸多因素的影响,实现了提高油菜下胚轴转化率的目的,具有制备简单、原料易得、使用方便、高效的特点。
申请人:安徽工程大学,孔芳,田丽
地址:241000 安徽省芜湖市赭山东路安徽工程大学
国籍:CN
代理机构:北京品源专利代理有限公司
代理人:陈慧珍
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农杆菌介导的几个甘蓝型油菜下胚轴转化体系研究
A s atI xeiet s gegt obel ee l se uia Basa bt c: a ep r n ui i ul o gnr 瑚 edchvr rsc r nn m n hd —w a s( i
1 )a sace a r l, t yoo lo 5 s eerhdm t is lhpct s f —6 . r ea 1 y
qee un y.aezo gh a g9, , d C u yu 1 , o n e erhp c tl rn ness n b eerhn h nerlt atr t rn — I h n su n 7 6 a h a o 1 Wefu d t i yo o st  ̄e i yt  ̄ yrsac igteitreae fcos ht s n n d h y a e d a fr pa + b4 1 g ewa nrd cd it h s xl t.A d alt fu f1tase epa t w r ban yP om. t s 0 e sit ue noteeepa s n o si rng n l s eeo tie b CR ee t g. n o n o e , i n d dt i c n Ke r s meit yA rb cum ;y o oys t n gn y wo d : dae b g oatr hp c tl;r se e d a
维普资讯
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20 O6年 1 9卷 5 期
Vo . 9 11 No 5 .
S uh s hn or a fAgiutrlS in e o twetC iaJu l0 n rc l a ce cs u
文章编号 :0 1 42 2o )5 80 6 10 — 8 9(o60 —00 —0
油菜农杆菌介导转化体系的优化
Abstract:Using Xiangyou 15 as experimental materials, the pre-culture days, added AgNO3 concentration in culture medium and the concentration of bacterial solution during coculture stage and pH value of co-culture medium in A grobacterium-mediated transgenic system in Brassica napus L. were studied. The results showed that explants were pre-cultured for 3 days before A grobacterium tumefaciens infection and co-culture, which could significantly improve the regeneration rate of resistant bud seedlings from cotyledon and hypocotyl explants which was beneficial to obtain higher transformation efficiency. In genetic transformation, the optimal concentration of AgNO3 added was 30 滋mol/L AgNO3. Also, the optimal A grobacterium tumefaciens infection OD600 was 0.4, and the optimal coculture medium pH was 5.4 for A grobacterium-mediated transformation in rapeseed.
农杆菌介导法将fpf1基因导入油菜的研究初报
农杆菌介导法将fpf1基因导入油菜的研究初报近年来,随着转基因技术的发展,农业生产力增加的问题也越来越受到重视。
然而,研究人员发现,目前主要的转基因技术都有一定的局限性,它们不能解决农作物生长发育、抵抗病虫害以及适应新的环境的问题。
因此,研究人员正在努力开发新的转基因技术来解决这些问题。
一种新的转基因技术是农杆菌介导法,它可以有效地将植物所需的基因移植到另一个基因组中。
最近,国内研究者在探究农杆菌介导法将fpf1基因导入油菜的研究初报上取得了积极的结果。
本文将概述这一研究内容,并就其对农业生产的意义进行分析。
农杆菌介导法将fpf1基因导入油菜的研究内容FPF1是绿植基因家族成员,可以在多种生理环境中调节花色、光合作用和抵抗胁迫,从而提高植物的生产效率。
本研究利用农杆菌介导法将fpf1基因插入油菜基因组中,并通过实验发现fpf1基因可以有效地抑制油菜植株的叶绿素含量,提高植株的耐旱性,明显提高植株的生长速度和抗逆性。
以上实验结果表明,fpf1基因可以有效地提高油菜的种植效率,使油菜更快、更有效地完成其生长发育过程,从而为油菜的种植奠定良好的基础。
关于农杆菌介导法将fpf1基因导入油菜的研究的意义利用农杆菌介导法将fpf1基因导入油菜,不仅可以提高油菜的长势和抵抗性,而且还可以提高油菜的种植效率。
据估计,这将有助于提高中国油菜的种植面积,从而提高中国油菜的种植效率。
同时,把fpf1基因植入油菜也有助于提高植物抗病虫害能力,从而保护种子作物免受病虫害的侵袭,同时减少农药的使用,从而改善农业的环境质量。
结论农杆菌介导法将fpf1基因导入油菜的研究为转基因技术的发展和应用提供了一个新的路径,具有重要的实用价值和推动意义。
通过这项技术,可以在油菜中提高抗病虫害能力,增加农作物的生长速度和抗逆性,提高农作物的生产效率,改善农业的环境质量,使更多的农产品获得良好的品质。
有关转基因技术的研究仍有很多问题需要解决,因此未来的研究需要加强,以期在更多的农作物品种上取得成功。
油菜子叶和下胚轴再生体系及其遗传转化的研究进展
文章编号:1001-4829(2006)01-0152-07 收稿日期:2005-09-29 基金项目:贵州省攻关项目作者简介:黄先群(1958-),女,研究员,主要从事作物生物技术研究。
油菜子叶和下胚轴再生体系及其遗传转化的研究进展黄先群(贵州省农科院重点实验室,贵州省农科院生物技术研究所,贵州贵阳 550006)摘 要:对油菜子叶和下胚轴快繁体系及其遗传转化的研究进展进行了概述,并从基因型、激素及添加物、外植体状态、预培养和共培养、抗生素筛选等方面讨论了影响子叶和下胚轴快繁体系及其转化的因素。
关键词:油菜;子叶;下胚轴;再生体系;生物技术;遗传转化中图分类号:S63413 文献标识码:AAdvances of regeneration in vitro system of cotyledonand hypocotyl and their genetic transform in rapeHUAN G Xian 2qun(The K ey Laboratory ,Guizhou Academy of Agricultural Sciences ,Institute of Biotechnology ,Guizhou Academy of Agricultural Sciences ,Guizhou Guiyang 550006,China )Abstract :The research progress of regeneration in vitro system of cotyledon and hypocotyls and their genetic transform of rape is summarized in this paper 1The factors affecting rapid propagation of cotyledon and hypocotyls and their transform are discussed on varietal genotypes ,hormones and additives ,physiological state of explants ,pre 2culture ,conjunct culture ,and antibiotic selection etc 1K ey w ords :rape ;cotyledon ;hypocotyls ;regeneration system ;biotechnology ;genetic transform 自1986年Mathews 等首先将N PTI 基因利用根癌农杆菌介导法转入芥菜型油菜中后,油菜基因转化的研究取得了长足进展。
油菜植株的农杆菌介导转化及其抗虫性研究
导人农作物 . 可提高转基 因植物对害虫的抗性 。因此转 基 因技 术在农业上 的应 用前景 十分广阔 。虽然世界上
转基 因油菜的种植面积 已高达 3 0万公顷 ,但 直到 目 6 前国外 尚无真 正具有应 用价 值的抗 虫转 基因油 菜 , 国
内也仅仅是在最近 几年才成功将苏 云金杆 菌杀虫晶体
摘 要: 采用 农杆 菌介 导法把 质粒 p l0 一 h- m ( 虫 、 病 ) B l1C  ̄B k 抗 抗 导入 油菜 , 得抗 卡那 霉 素植 株 13 。经 P R 检测 , 取 8棵 C 在 17 转 化植株 中检测 到待 检 成分 的存 在 , 化率 为 5.%。 活虫 喂养 试验 表 明 , 0株 转 8 5 大部分 转化植 株 对 油菜 菜粉 蝶具 有 较强 抗性; 同对 照植株 比较 , 虫存 活率 明显减 少 , 活幼 虫 的发 育也 受到 不 同程度 的影 响。 同 时 E IA检 测 的结 果也 证 明 目 幼 存 LS
体。
1 . 根瘤农 杆菌培养及 油菜外植体 转化 .2 2
挑取所 用
农杆菌 质粒 单菌 落 , 接种 在 P B培 养基 中 (8 ,4 E 2 ℃)2 3 6小时后 , 离心收 集细菌 , 并将细 菌重新悬浮 于 MS培 养基中 2 ℃继续培养 6 8小时 .使细菌活化并逐 步适 8 应转化时 的培养基条件 。 将制备好的 已经预培养 2天 ( M 在 S培养基上 ) 的 外植体浸泡在 农杆菌液 ( 菌液 D = . D o 5或 01 中 5 8 0 .) — 分钟 , 用滤纸吸干外植体 表面 上附着 的农杆 菌 . 放置于 MS培养 基上共 培养 2天 ,然 后转 移到含 有卡 那霉素 (5 gL 和羧 卞青霉 素 (0 m /) M 2m /) 5 0 gL 的 S培养基 上继续
影响农杆菌基因转化效率因素的研究
中的主要 问题 。有 研 究 证 明 , 杆 菌 介 导 的植 物 农
0 引 言
农 杆 菌介 导 的遗 传转 化 是 植 物基 因工 程 研 究
中最常 用 的方 法 , 目前 成 功 转 化 的 植 物 实 例 中 约 有 8 % 是 通 过 T 或 R 质 粒 介 导 完 成 的 … 。 尽 管 0 i i
影 响农 杆 菌基 因转 化效 率 因素 的研 究
郑 进 康 薇 洪 华珠
( 石理 工 学院 , 黄 湖北 黄 石 450 ; 中师 范大学 , 30 3 华 湖北 武汉 4 07 ) 309
摘 要 : 以中嘉 8 号杨试管苗叶片为外植体, 研究了预培养时间、 菌液浓度、 共培养时间和选择方式等因子
在农杆菌介导 的杨树基 因转化过 程中对提高转化率 的影 响。结果表 明 : 共培 养 4 、 d 延迟 1d选 择和延迟 2 d 0 0 选择 的 3个处理 K m 芽的平均诱 导频率分别为 2 % ,8 9 0 2 . %和 2 . % , 6 7 显著优 于其它 因子 。因此 , 响杨树 影
o o— c lur Th s,t e frtfc o s s lc i t d,t e o d i o— c t r i fc u t e. u h s a t ri e e tng meho i he s c n s c ulu e tme. Ke y wor ds: g o a trum ; o l r g n r n f r a in a r b cei p p a ; e e ta so m to
油菜植株再生和农杆菌介导遗传转化的影响因素
究 了各 因素对其再 生及转化效率的影响。结果表明 ,d苗龄的下胚 轴分化 能力较强 。以 M 6一 A( m ・ )+ 6 s+ B 3 gL
N A 0 1 g ) A N 6 g ) 为分化培 养基 诱 导频率 最 高。培 养基 中添加 5 gL K n 卡 那霉 素) A (.m 。 L + gO (m ・ 作 L m ・ a (
就能筛选 出转化芽苗 ; 顸培 3 d的下胚 轴在 稀释 1 O倍的农杆 菌茵液( D0 4~ . ) 染 3 s 共培 2 获得 的转 O . 05 侵 0后 ( 1
化 率最高。根据上述 条件的优化 , 建立 了以常规种特 选 4号 下胚 轴为 转化 受体的 良好 的再生及 转化 体 系, 化 转
木
・
油 菜植株 再 生和农 杆 菌介 导遗传 转化 的影 响 因素
沈 奇 高媛 媛 赵德 刚 , ,
(. 1 贵州大学 贵州省农业生物工程重点实验室, 贵州 贵阳 50 2 ; 50 5
2 教育部绿色农药与农业生物工程重点实验室 , . 贵州 贵阳 50 2 ) 50 5
摘 要: 根据甘蓝型 油菜不 同品 系下胚 轴分化 能力的不同 , 选用再生率及 苗质 均较好 的特选 4号作为 受体材料 , 研
率可达 8 。 % 关键词 : 甘蓝型 油菜; 株再生 ; 植 遗传转化 ; 杆 菌介导法 ; 响 因素 农 影
中图分 类号 :64 3 1 Q 1 .2 ¥3 .0 ; 83 1
文献标识码 : A
文章编号 :0 8— 4 7 2 0 )5— 3 7— 5 10 0 5 ( 06 0 0 7 0
U i ri , uzo u a g 5 0 2 , hn ;. e b rtr f Gen P s c e a d A r utrlE gneig nv sy G i u G i n 5 0 5 C ia2 K y L oao o re et i n g i l a a ier , e t h y a y id c u n Miir d ct n G i o uy n 5 0 5 C ia ns o E uai , u h uG i g5 02 ,hn ) t f y o z a A s ̄ : codn edf rn d eet t gf q ec f y oo l o p se B as anp s teT x a bt A cri t t ieet i rnii u nyo p ct s f aeed( rsi a u),h eu n g oh f an r e h y r c
农杆菌介导的油菜脂肪酸调控基因工程研究
有必要在潮霉素对油菜子叶柄再生能力的影响方面 进行研究。 切取萌发 4 ~ 5 天的甘蓝型油菜 H165 无菌苗子 叶柄用做试验材料。以文献中的潮霉素筛选浓度为 参考, 分别配制了两组分化培养基, 在第一组中附加 浓度为 0mg / L,10mg / L,20mg / L,30mg / L,40mg / L, 在第二组中附加浓度为 0mg / L, 50mg / L 的潮霉素; 0.5mg / L,1.0mg / L,1.5mg / L,2.0mg / L,2.5mg / L, 3.0mg / L, 3.5mg / L, 4.0mg / L, 4.5mg / L, 5.0mg / L 的 潮霉素。将子叶柄插入以上培养基, 25 ~ 28C , 121 光照 / 121 黑暗培养。观察再生芽的产生及子叶柄 的变化情况。 1 . 2 . 2 农杆菌介导的油菜的遗传转化 将一 含 有 表 达 载 体 的 农 杆 菌 单 菌 落 接 入 含 25mg / L Kan、 20mg / L Rif、 20mg / L Str 的 YEP 培养基, 28C , 250r / min 摇菌 201 左右。然后用 MS 液体培养 基将菌液稀释 5 ~ 10 倍, 切取油菜子叶柄放入菌液 中浸泡 5 ~ 10min 后, 再将子叶柄上多余菌液用滤纸 吸干放于分化培养基上暗培养 1 ~ 2 天, 待有明显的 菌斑出现时将其转入筛选培养基, 25 ~ 28C , 121 光 照 / 121 黑 暗 培 养。先 将 子 叶 柄 放 入 含 有 3.0mg / L 潮霉素的筛选培养基上培养两个星期左右, 待绿色 再生芽长出后, 将其转入含有 5 . 0mg / L 潮霉素的筛 选培养基上继续筛选 1 个月, 再生苗长至 3 ~ 4cm 时, 即可转入生根培养基上诱导生根, 待根系发育茁 壮再将其移入花盆。 1 . 2 . 3 油菜再生苗的田间抗生素涂抹筛选 将花盆中生长旺盛的油菜再生苗, 移栽至本所 农场试验田, 为减少因潮霉素筛选浓度较低而造成 的 “逃逸” 现象, 当再生苗移栽至试验田后又进行了 潮霉素的叶片涂抹实验。 首先确定涂抹叶片所用抗生素溶液的合适浓 度: 选取高度约为 15cm 的对照植株 (非转基因油菜 苗) 健壮的叶片 1 ~ 2 片, 以配制的潮霉素梯度浓度 液 (200mg / L,300mg / L,400mg / L,500mg / L,600mg / 涂抹其上, L,700mg / L,800mg / L) 2 ~ 3 天后观察结 果, 选择使叶片产生敏感反应的潮霉素溶液, 进行转 基因油菜的再次筛选实验。 转基因植株的抗生素涂抹筛选实验: 选取转化 的油菜再生苗健壮的叶片, 涂抹浓度合适的潮霉素 溶液, 2 ~ 3 天后观察结果; 5 ~ 7 天后重复一遍涂抹 实验, 将产生敏感反应的植株弃去。 1 . 2 . 4 转基因油菜的分子生物学检测 (1) 转基因油菜的 PCR 检测 — 2 —
农杆菌介导高等植物基因转化的影响因素
农杆菌介导高等植物基因转化的影响因素刘石泉 余沛涛 (上海师范大学生命与环境科学学院)关健词 农杆菌 高等植物 基因转化 影响因素 简述了近年来农杆菌转化的基本原理和载体系统的进展,同时着重阐述了不同属性农杆菌、不同植物基因型和外植体、不同再生植株的细胞起源、不同培养方法、不同药物选择以及在叶绿体与细胞核中转化等因素影响农杆菌介导高等植物基因转化,以及这个研究课题的进展现状. 转基因产品目前已引起了国内外各界的广泛关注.面对目前全球已有近4000万公顷种植面积的转基因作物[1],市场上有近4000种转基因食品[2],预计每年转基因作物的产值为100亿美元以上[3].转基因技术已经在200多种植物中获得成功,特别是转基因棉花、水稻、大豆、玉米、烟草、蔬菜等均已在生产上发挥了重大作用[4].利用转基因技术可以冲破物种界限,实现种间遗传育种,并改良现有的物种性状,具有不可估量的前景.一、农杆菌转化的基本原理 农杆菌(Agrobacterium)是一种天然的基因转化系统.农杆菌分为根瘤农杆菌(A.tumefacious)和发根农杆菌(A.rhizogenes).根瘤农杆菌中含有肿瘤诱导质粒(T i),其上含有可转移DNA(T-DNA)区、毒性区(Vir区)以及冠瘿碱代谢基因编码区.T-DNA两端是两个25bp的重复序列,分别称为左边界和右边界,两个边界序列之间是生长素和细胞分裂素合成基因以及冠瘿碱合成基因.Vir 区中含有多个基因段,如VirA、VirB、VirC、VirD、VirE、VirG、VirH等,每个基因段都含有多个基因.当植物受到伤害时,分泌含有酚类化合物的汁液,如乙酰丁香酮等,这些酚类化合物一方面通过染色体毒性基因(chvA、chvB 等)介导的催化作用促使农杆菌向植物受伤部位移动并附着于植物细胞表面;另一方面则被T i质粒上由VirA 和VirG组成的双组分调节系统识别,从而诱导其他Vir 基因的表达.VirD1和VirD2共同作用,由T-DNA右边界开始向左边界切割产生一条T-DNA单链(T-链),T -链5’末端与一分子VirD2结合,其余部分与VirE2结合,组成T-复合体.T-复合体被转移到农杆菌外,通过植物细胞壁上VirB蛋白组成的通道进入到植物细胞内. VirD2和VirE2上的核定位信号被转运蛋白识别,经主动运输过程通过核孔进入细胞核内,在VirD2的帮助下,插入植物核染色体中,完成T-DNA由农杆菌向植物的转移及整合过程[5]. 发根农杆菌的转化过程与根瘤农杆菌类似,只是其中含有的质粒称为根诱导质粒(Ri),其中T-DNA区同样含有与发根农杆菌生成有关的植物激素的合成基因及冠瘿碱合成基因. T-DNA区内的基因表达调控序列与真核生物类似,因而可以不在农杆菌中表达,而在植物中表达.T-DNA整合进入植物细胞染色体后,其中的生长素和细胞分裂素合成酶类基因表达,导致植物细胞大量增殖,形成肿瘤.随着被转化细胞的增殖,T-DNA也被大量扩增,冠瘿碱合成酶类基因拷贝数也随之增加,从而可以合成越来越多的冠瘿碱.冠瘿碱是农杆菌的主要碳源和氮源,其他土壤微生物不能代谢,从而使农杆菌在自然界中为自己赢得了独立的生存空间.二、农杆菌转化系统的发展1.菌株的改造 农杆菌根据转化能力的强弱可分为超毒菌株和普通菌株.超毒菌株是H ood等[6]报道的,他们利用双元载体策略,对农杆菌菌株A281进行了改造.他们构建了两种质粒,一种含有pT iBo542的T-DNA区,另一种含有pT iBo542的其余部分(即pEHA101).进一步的研究结果是从pT iBo542衍生出了两种转化系统:一种是超毒菌株,如EHA101,EHA105;另一种是超双元载体.K omair[7]从pT iBo542中构建了pT OK162超双元载体,并由它衍生出Ptok233.超毒菌株和超双元载体系统后来被人们广泛使用.2.载体系统的发展 天然的T i质粒含有与冠瘿碱代谢有关的基因,T-・61・DNA区内含有生长素和细胞分裂素基因,这些基因在实际应用中是多余的或不利的,因而必须对之改造,方能应用于实际转化操作. 首先是卸甲T i质粒的发明.Z ambryski等[8]将T i质粒T-DNA区中导致肿瘤生成基因去除,制成了卸甲的T i质粒,并将其T-DNA区转入到了植物中.利用卸甲T i 质粒可以使材料转化处不再生成肿瘤,从而获得转基因植株. 农杆菌载体系统分为共整合载体系统和双元载体系统.共整合载体系统包括两个质粒:一个是在农杆菌中T i质粒,含有Vir区和T-DNA区;另一个是在大肠杆菌中的中间载体,可以在体外进行操作.将目的基因插入其中,通过三亲交配实验,在含有辅助质粒的第三种菌株的帮助下,促使大肠杆菌中的中间载体通过结合过程进入农杆菌. Vir区和T-DNA是反式作用的,二者置于两个质粒上而不影响二者的相互作用.根据这一原理,人们构建了双元载体系统,它由两个质粒组成:一个置于农杆菌中,含有Vir区;另一个含有T-DNA区.这个质粒可以作得比较小(10kb左右,因而能利用大肠杆菌方便地进行体外操作.第二个质粒可以通过液氮冻融高效地转入农杆菌中.利用双元载体系统,可以实现载体和任意农杆菌的搭配,有利于找到高效的转化组合. 另外,K omari等[9]发展了另一种双元载体系统.他们把抗生素基因和G US基因分别放在两个T-DNA区上,将两个T-DNA区构建到同一个质粒中.利用含有这个质粒载体的农杆菌LBA4404转化烟草和水稻,两个基因的共转化频率为47%,只含带G US基因T-DNA区和只含带抗生素抗性基因T-DNA区的植株占被转化植株的一半以上.这有助于解决抗生素抗性基因存在于转基因植物中的问题,获得只含有目的基因、屏弃了抗生素抗性基因的转基因植株.3.植物农杆菌转化的发展 农杆菌的天然寄主是双子叶植物,植物的农杆菌转化也就由双子叶植物开始,并取得了一系列成功.已有多种双子叶植物,如烟草、马铃薯、番茄、茄子、大豆、甜菜、拟南芥菜以及十字花科芸薹属植物等被转化成功.对于双子叶植物而言,农杆菌的转化是比较容易的,但是,农杆菌介导的单子叶植物的转化直到20世纪90年代之后才取得一系列进展.目前已经转化成功的有石蒜科、百合科、鸢尾科、薯蓣科和禾本科的植物[5].三、影响农杆菌介导植物基因转化的 因素 Dandekar等[10]在对胡桃的研究中和Martin等[11]在对葡萄的研究中认为影响转化效率的两个重要因素为:用于转染的农杆菌菌株和目标植物受侵染的部位.实际上,农杆菌介导的遗传转化有两个关键过程:农杆菌侵染转化材料及转化材料的再生.各种因素对于转化效率的影响都可以归于对这两个过程的影响,而这两个过程需要相辅相成.下面就影响上述两个过程的诸多因素有关研究进行分析.1.不同属性农杆菌对转化的影响 农杆菌作为植物基因转化的工具,其属性对转化的成功有决定性的影响,这也是长期以来在转化过程中将研究重点放在选择和处理农杆菌的原因.农杆菌依其代谢冠瘿碱的种类可分为章鱼碱型、胭脂碱型、农杆碱型和琥珀碱型等类型,不同的菌种会影响基因转化的效果. 由于农杆菌T i质粒上Vir区编码产物负责接受外界信号、T-DNA的加工、转移及整合等功能,所以该区对菌种的侵染力起决定性作用,因此,农杆菌Vir基因的表达及表达水平的高低直接影响到转化,这也是到目前为止对农杆菌的研究热点仍然集中在Vir基因及其编码产物上的原因. 植物受伤细胞分泌的某些酚类化合物对农杆菌Vir 基因的表达有诱导作用.目前广泛使用乙酰丁香酮、羟基乙酰丁香酮及植物细胞培养液来诱导农杆菌,并在一些转化中取得好的转化效果[12,13].已有实验表明,一些自身不能产生对Vir基因具有高效诱导的酚类化合物的植物,使用乙酰丁香酮能产生较好的效果.同样,在共培养时间短、难以诱导Vir基因表达的情况下,酚类物质的使用可能会产生良好的效果[14].乙酰丁香酮的使用还可以减小植物基因型的差异[15].而在另一些植株的转化上,如草莓等,乙酰丁香酮的使用无效甚至有害[16]. 其他物质对Vir基因有诱导作用,如肌醇[17]、非代谢糖类(2-脱氧葡萄糖、6-脱氧葡萄糖[18]等).采用渗透保护剂甜菜碱和脯氨酸也可以诱导Vir基因的表达[19].此外,不同菌种Vir基因的诱导效果还与诱导培养基的pH有关[20]. 一般说来,农杆菌Vir基因诱导必须注意以下几点:①诱导培养基pH介于5~6之间.②农杆菌培养温度应在28~30℃.③避免在培养基中含有酵母提取物.・71・④培养基中需含有较高的糖浓度.2.植物基因型及外植体对转化的影响 大多数农杆菌能侵染多种植物,但其侵染性因植物种类而不同,有的甚至局限于某种植物的某种基因型.一般认为,基因型的特异性与细胞的生理状态有关,所以在进行转化之前必须对植物的基因型进行选择.在莴苣、拟南芥、马铃薯的转化中,基因型的差异表现比菌种的差异大.来源于植物的不同外植体及同一外植体的不同发育阶段对农杆菌的侵染具有不同的敏感性.总的说来,分生组织及伴有活跃细胞分裂的外植体对农杆菌的侵染最为敏感.幼叶、幼胚、茎尖顶端分生组织、小孢子、愈伤组织、悬浮细胞培养物等均可作为外植体.一般认为,幼嫩的外植体比老的外植体好.杨广东等[21]以大白菜3d苗龄带柄子叶为外植体,经根癌农杆菌介导,将修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(sck)导入大白菜自交系“G P-11”和杂交种“中白4号”,并获得了对菜青虫具有一定抗性转基因植株.欧阳波等[22]通过根癌农杆菌介导转化番茄下胚轴,将外源双价基因导入番茄,获得了一批卡那霉素抗性苗.研究表明,番茄下胚轴是良好的遗传转化受体.烟草细胞看护培养能够提高外植体的转化效率和减少农杆菌对外植体的污染.从实际情况看,农杆菌感染外植体主要在切口部位,即使较老的外植体,其切口细胞受伤后,在内外源激素的作用下,转化成具有分生能力很强的细胞团.例如,有些外植体经预培养后,由于植物细胞启动脱分化,再与农杆菌共培养,对农杆菌侵染的敏感性增强,其受农杆菌侵染的细胞年龄就不能依据其外植体进行判断.当然对于外植体的发育阶段的确定是必要的.张建全等[23]对马铃薯反义AcInv基因,经农杆菌介导入生产上推广的9个普通四倍体栽培种,对影响转化的各个因素进行了优化研究.结果表明,在愈伤组织诱导过程中,外植体的预培养为:茎段2d,叶盘3d效果较好;茎段和叶盘侵染时间分别达8min和10min时转化率较高;外植体与农杆菌共培养时间分别为2d和3d时,茎段和叶盘的转化率较高;各个品种的外植体在卡那霉素抗性培养基上均能形成愈伤组织,但只有1号(“大西洋”)最后从愈伤组织上产生苗,形成正常植株,其再生率为11.2%,聚合酶链反应(PCR)扩增检测表明,大部分转基因植株为阳性.另外判断某种植物对农杆菌侵染的敏感性,不能纯粹以一种或几种外植体来判断,必须研究尽可能多的外植体类型.以木薯胚状体萌发出的子叶为外植体,获得很高的瞬时表达[24].从组培角度来讲,所选的外植体必须具有较高的分生能力、脱性强的细胞.3.再生植株的细胞起源对转化的影响 成功转化的关键是将外源基因导入那些具有脱性强的细胞.农杆菌介导的转化方法主要作用于表层细胞,如果细胞起源于深层,则很难得到转化株,即使得到转化株,其转化频率也很低,且转化株表现为嵌合体,这就是所谓再生与转化的矛盾.在油菜的转化中Mukho2 padhyay[25]等发现以胚轴切段为外植体很容易得到转化体,而以子叶为外植体则相当困难.解剖学研究表明,同样起源于维管束薄壁细胞的芽的发生方式有两种:一种是位于切面的维管束薄壁细胞先产生愈伤组织,然后产生芽;另一种是芽直接离从切面450~625μm的维管束细胞不经愈伤而直接形成芽.以胚轴切段为外植体,两种再生方式都存在,而只能以第一种方式获得转基因植株.而以子叶为外植体,只能通过第二种方式再生植株,从1000个外植体中只得到两株嵌合的转化株.以此推测,在子叶外植体中,由于具有再生能力的细胞团距离切口较远,细菌较难感染这些细胞,因而影响转化株的获得.柳建军[26]等研究建立了一套简单、高效的辣椒遗传转化系统.利用根癌农杆菌介导的带柄子叶转化法将豇豆胰蛋白酶抑制剂(C pTI)基因转入辣椒栽培品种益都羊角椒中获得转C pTI基因植株.杨广东[27]等以12~14 d苗龄的甜椒带柄子叶为外植体,经根癌农杆菌介导,将修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(sck)导入甜椒杂交种“中椒5号”和常规种“茄门”中,室内离体叶片饲虫和田间自然抗虫性鉴定进一步证明,转基因植株对棉铃虫具有一定抗性.木薯的转化中,幼叶外植体切口细胞对农杆菌比较敏感,且能从幼叶诱导高频的胚状体的发生,但以此系统为基础的转化没有得到转化株,其原因是切口部位受细菌感染的细胞,只能呈现愈伤生长,而胚状体起源于离切口一定距离的内层维管束细胞,细菌难达到这些细胞,因而也难得到转化株[28].4.培养方法对转化的影响 转化所用的组培不同于纯粹的组织培养方法.农杆菌介导的转化要经过几个步骤:外植体接种农杆菌、与农杆菌共培.外植体在含抑制农杆菌及筛选转化体的药剂的培养基上培养,要受到农杆菌和药剂的胁迫.因此为保证转化细胞的生长,必须:①合理掌握接菌的数量、时间和共培的时间,注意解决瞬时表达效率高及随后而来的细菌增殖所导致的外植体不能生长的矛盾.有些植物外植体生长易受农杆菌侵染后的抑制,还有些嫩的外植体经农杆菌侵染后不能生长[29].②采用预培的方法以减轻伤害胁迫,调整细胞状态.预培养还有可能减少・81・伤害胁迫而有利于农杆菌的感染[23].③采用化学药剂缓解胁迫对外植体生长的抑制.硝酸银是抑制乙烯生成的抑制剂,具有促进形态发生的功能,所以在油菜转化的培养基中加入较高浓度的硝酸银(70~90nm olΠL)就能提高再生频率,且是在选择条件下获得转化体的必要条件[25].在葡萄的转化中,旺盛生长的胚性愈伤组织在接种农杆菌后,生长受抑制,组织褐化以至细胞死亡,据测试,这是细胞的过氧化造成的.后来有人用抗氧化剂DTT (dithiothreitol)和PVPP(polyvinypolypyrrolidone),可使被侵染的细胞恢复生长,有高达63%的外植体能产生胚状体,进而获得转化株[29]. T aylor等[30]通过改变木薯次生胚状体诱导的培养基,以G D基本培养基代替MS培养基,以Picoram代替2、4-D,经反复继代,获得一种脆性愈伤,以这种愈伤为外植体,采用基因枪法获得了转化株[31].以木薯体细胞胚状体萌发出的子叶为外植体能诱导器官发生并再生植株,且由于细胞源于切口及其附近部位[32],采用结合农杆菌介导的转基因方法业已成功地获得了木薯的转基因株[24].5.不同选择药物对转化效率的影响 由于在植物基因转化中,外源基因稳定的整合频率低,故如何选择适当的筛选标记,以准确、有效地分离转化与非转化细胞,且不干扰细胞的正常生长,也不干扰再生植株的产生,是转化成功的重要环节之一.转化常用的筛选标记有:新霉素磷酸转移酶(NPTII)、潮霉素磷酸转移酶(HPT或HPH)、PPT乙酰基转移酶(PAT)及二氢叶酸还原酶(DHFR)等基因. 杨广东等[33]在培养基中添加不同浓度的卡那霉素、头孢霉素和羧苄青霉素,观察抗生素对大白菜基因型G P -11种子发芽以及离体子叶再生的影响.结果表明,G P -11种子在含有200mgΠL卡那霉素的MS培养基上发芽生长时,幼苗子叶完全黄化,侧根数为0;随卡那霉素浓度的增加,芽、主根和侧根生长均受到一定程度抑制,但发芽率和发芽势不受影响.4d苗龄的离体子叶在含有10mgΠL卡那霉素并附加一定激素的改良MS培养基生长时,基本无绿芽诱出,在含7.5mgΠL和5mgΠL卡那霉素的培养基中,诱导的绿芽率只有32.5%和40.2%;在仅含3mgΠL卡那霉素的生根培养基中,小苗完全丧失生根能力.在添加浓度高至400mgΠL的头孢霉素或羧苄青霉素的诱芽培养基中,G P-11诱芽率为0,且它们之间差异不明显,但在添加头孢霉素或羧苄青霉素的生根培养基中,小苗生根依然正常.试验结果表明,在农杆菌介导的基因转化中,对大白菜转化苗筛选的卡那霉素浓度在10mgΠL左右是适宜的,添加的抑菌剂浓度在能控制农杆菌生长的同时,尽量降低浓度,最好不超过400 mgΠL;在诱导生根培养基中,卡那霉素浓度不宜超过3mgΠL.另外,对T0代转基因种子进行遗传分析时,在发芽培养基中添加卡那霉素浓度应该达到200mgΠL. NPTII作为一种选择标记基因,可用于多种作物的转化,其中筛选中常用的抗生素为卡那霉素和geneticin.某些单子叶植物能耐高浓度的卡那霉素,一般用geneti2 cin进行筛选.然而玉米的转化以200mgΠL的卡那霉素筛选时,仍能得到转化株[34].在水稻的转化中,卡那霉素筛选会干扰绿色植株的再生,而用庆大霉素则得到转化的绿苗,绝大多数对潮霉素比对卡那霉素敏感,潮霉素用于禾谷类作物的转化比卡那霉素效果好.PAT可用于单子叶植物及双子叶植物的筛选.植物细胞对叶酸类似物MTX(metholtreate)非常敏感.该化学物质主要抑制植物DHFR,而从大肠杆菌质粒R67分离得到的DHFR对MTX不敏感,将该基因转入烟草细胞后,再生的植株能抗MTX.采用该选择标记已获得小麦的抗MTX转基因株[35]. 另外,为了证实已经获得转基因植株,近几年人们一般不只是单一地采用抗生素标记,而是结合其他手段予以证实.如杨广东等[21]将修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(sck)导入大白菜自交系“G P-11”和杂交种“中白4号”,并获得了卡那霉素抗性植株.PCR检测和S outhern blot杂交证实,sck基因已整合进大白菜基因组中;豇豆胰蛋白酶抑制剂活性检测表明,大部分转基因植株都对牛胰蛋白酶有一定的抑制活性.室内离体叶片饲虫和田间自然抗虫性鉴定进一步证明,转基因植株对菜青虫具有一定抗性.武东亮等[36]构建了人工合成的G FM CryIA 杀虫基因和经过修饰的C pTI基因的融合杀虫基因高效植物表达载体p G BIF4ABC.通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草,获得42株卡那霉素抗性植株,用棉铃虫杀虫实验检验表明具有抗虫性.对其中7株烟草植株进行PCR 和S outhern印迹,4株烟草基因组中有融合杀虫基因的整合,为转基因植株.其中2株的抗虫性为高抗,1株中抗,1株不抗.6.叶绿体转化与细胞核转化的不同影响 近20年来,外源基因向核中转化一直是转基因的主要方向,然而,随着研究的不断深入,人们发现核转化有很多弊端,如核基因组大、背景复杂,外源基因整合位点和整合拷贝数难以控制,易出现基因失活、基因沉默、位置效应等现象[37].自1988年有些学者相继开展了叶绿体遗传转化研究,使这项新的遗传转化技术的优越性・91・和发展前景日益为人们所认识并受到重视.到目前为止,已经在烟草[38]、水稻[39]、拟南芥[40]、马铃薯[41]和油菜[42]等植物中实现了叶绿体的转化,这一转化系统已开始成为植物基因工程中的新的生长点.四、结束语 农杆菌是天然的遗传工程师,自1983年被首次用于烟草基因转化以来,农杆菌已经广泛应用于高等植物的转化.目前由农杆菌介导的转基因植物已扩展到经济作物、粮食作物、蔬菜、花卉、药用植物、水果、树木及牧草等,有些已经实现了商品化,在改良植物的遗传性状方面发挥了重要作用[43].但是,农杆菌转化外来基因到植物体内是一个复杂的过程,目前有一些重要的作物或者它们的重要品种仍然不能用农杆菌来转化,或者转化效率太低.可以预见,随着对农杆菌感染机制的进一步阐明,影响农杆菌转化的因素进一步明朗化,人们按照自己的愿望设计未来作物将不再是梦想,遗传转化技术在植物分子改良以及分子生物学的研究中,也将会有更多的应用、更多的新突破.(2002年7月4日收到)刘石泉 硕士生,上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234余沛涛 副教授,上海师范大学生命与环境科学学院,上海2002341 刘谦,朱鑫泉.生物安全.北京:科学出版社,2001:452462 M etcalfe D.D.,Astw ood J.D.,T ownsend R.,et al.Assessment of the allergenic from genetically engineered crop plant.Critical Reviews in Food Science and Nutrition,1996;36:S16521863 S imm M.G erman geneticists get s ome relief.Science,1994;263(7):23 4 陈祯.高等植物转基因研究.生物学通报,2002;3(8):6285 徐春晖,夏光敏,贺晨霞.农杆菌转化系统研究进展,2002;14(4): 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油菜转化体系中抗生素浓度的优化试验
油菜(ae r aeed是世界上重要的油料经济作物。7 r ps ) p or e 0年代以来 , 植物基因工程技术尤其是植物转 基因技术的发展为培育油菜抗性品种提供了一个新途径 , 自从 18 年 H r h 95 os 最早获得油菜转基因植株 以 c 来, 油菜转化的研究在国内外都有成功的报道。但是由于植 物转基因技术体系影 响因素多且 因素之 间又可 能互相作用 , 以造成了转化频率较低 、 所 重复性差等缺点 , 中一个重要 的影响 因素就是抗生素 。在植物基 其 因转化过 程 中 , 因此 为 了抑 制农杆 菌 生长 , 防止 其 过度 生长 而 产生 污染 , 在 培 养 基 中 添加 抑 菌 性 抗 生 素 。 常 另外 , 为了能够 得到 转化 细胞 , 常在 培 养基 中加 人选 择性抗 生 素 , 也 为了适 当运用 抗 生素 , 需要 对抗 生素 的 就 使用浓度进行敏感性测定 。本文以油菜下胚轴为外植体研究羧苄青霉素和卡那霉素两种抗生素 的影响以获 取可靠的实验结果 , 为以后的转化实验提供参考数据。
13 2 油菜对卡那霉素的敏感试验 .
切取苗龄 为 3 —5天 , 壮 无菌 苗的下胚 轴 ( 0 5m 长 )接种 于分 化培 养 基 ( 02 、0 5 6mg L 健 约 .c , 含 、0 3 、0、0 / 卡那 霉素 ) ,68 上 1 /h光照 、 照 2 l 、 光 7 ℃ 黑暗 2 1 条件 下 培养 , 3 ℃ 每水平 接 种 3 个 , 0 重复 3次 , 培养 四周 统 计分 化率 13 3 油菜对 羧苄青 霉 素 的敏 感试 验 . 切取 苗龄 为 3—5天 , 壮 无菌 苗 的 下胚轴 ( 05m 长 )放八 分化 培 养基 中预培 养 2天后 , 其 放 人 健 约 .c , 将 备用 的根 癌农杆 菌菌 液中浸 泡 , 泡 3分钟 , 无 菌 的吸水 纸将 表 面 的菌 液吸 干 后 放人 分 化 培养 基 中 , 培 浸 用 暗
农杆菌介导花生胚小叶遗传转化体系的优化研究
农杆菌介导花生胚小叶遗传转化体系的优化研究作者:王凤欢冯滢马旭策杨晓欣张乐来源:《河南农业·科技版》2019年第06期摘要:花生是我国重要的油料作物和经济作物,但较低的遗传转化效率阻碍了花生基因工程的发展。
因此,建立高效的花生转化体系是目前的研究热点之一。
基于教育部华北作物种质资源研究与利用重点实验室建立的花生胚小叶高效再生体系,本研究对农杆菌介导的遗传转化过程中菌液浓度、侵染时间及共培养时间对抗性丛生芽效率的影响进行探讨,旨在优化遗传转化条件,提高花生转基因的遗传转化效率。
结果表明,3个因素均对抗丛生芽诱导率有显著影响,其诱导效应是共培养时间>侵染时间>菌液OD值。
根据研究得到农杆菌介导花生胚小叶转化的最佳条件是菌液OD值0.5、侵染时间25 min、共培养时间3 d。
关键词:花生胚小叶;农杆菌介导;遗传转化花生(Arachishypogaea L.)又称落花生,是世界上重要的经济作物及油料作物[1]。
我国花生的总产量居世界首位,在国内油料作物中,花生价格高,单位面积收益好,对农民的增收作用大。
近年来,花生生产极易受到生物和非生物逆境的影响,使得花生产量和品种质量极其不稳定[2]。
栽培种花生缺少逆境抗源以及栽培种与野生种杂交不亲和,使花生常规抗性育种受到了限制[3]。
随着植物转基因技术的应用和分子生物学的发展,人为地将有益目的基因定向转移到农作物中以提高其抗性、改良其品质成为可能,也为花生的品种改良提供了有效手段[4]。
因此,开展花生转基因育种具有重要的现实意义。
农杆菌介导法是现在作物改良中最常用的方法。
影响农杆菌介导花生遗传转化率的主要因素有菌液浓度、侵染时间、共培养时间、基因型等。
首先,适宜的菌液浓度在花生的遗传转化中的作用是很关键的,转化时菌液浓度过高会造成死菌数目较多,褐化现象严重,并且还会给后期的杀菌工作带来很大麻烦,影响转化效率,但浓度过低也会影响转化效率[4]。
农杆菌介导植物转化的机制及影响转化效率的因素
二、农杆菌介导植物转化的机制及影响转化效率的因素转化机制:与植物基因转化有关的农杆菌有两种类型:根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)和发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)。
根癌农杆菌含有Ti 质粒。
发根农杆菌含有Ri 质粒.根癌农杆菌的Ti 质粒和发根农杆菌Ri 质粒都具有一段转移DNA (transfer DNA,又称T-DNA),在农杆菌侵染植物时,T-DNA 可以插入到植物基因组中,使其携带的基因在植物中得以表达。
由于T-DNA 能够进行高频率的转移,而且Ti 质粒和Ri 质粒上可插入大到甚至150kb 的外源基因,因此,Ti 质粒和Ri 质粒成为植物基因转化中的理想载体系统。
1 与农杆菌转化相关的基因与转化相关的基因主要包括农杆菌染色体上的基因和Ti 质粒上T—DNA 以外Vir 区的基因。
染色体基因包括chvA、chvB、att、pscA、chvD 以及chvB。
它们大多编码一些膜相关蛋白,负责细菌向植物受伤细胞趋化移动和帮助细菌附着于植物受伤细胞上。
ChvD 蛋白可能在低pH 和磷酸饥饿情况下提高VirG 蛋白的合成水平。
ChvE 与VirA 蛋白共同对virG 起激活作用。
原始的Ti质粒根据其功能的不同,可分为4个区:(1)T—DNA区:是在农杆菌侵染细胞时,从Ti质粒上切割下来转移到植物基因组中的一段DNA,其携带的基因与肿瘤的形成有关,但与T-DNA本身的转移与整合无关.T—DNA上最重要的是两端的2个边界(LB和RB),它们是T-DNA转移所必需的。
只要其存在,T—DNA 可以将携带的任何基因转移并整合到植物基因组中, T—DNA的右边界在T—DNA的整合中对于靶DNA位点的识别具有重要作用,因此,尤以右边界更为重要.(2)毒性区:位于T—DNA以外的1个30~40 kb的区域内,该区段编码的基因但对T-DNA 的转移和整合非常重要.这些基因也称为Ti质粒编码毒性基因(vir)。
农杆菌介导植物转化的机制及影响转化效率的因素
农杆菌介导植物转化的机制及影响转化效率的因素1.农杆菌感染:农杆菌通过其特有的类纤毛附着剂蛋白(T4SS)结构与植物细胞进行初步接触和附着。
2. 感染信号传递:在与植物细胞接触后,农杆菌释放并传递一系列感染信号,包括有效异常淋巴细胞(QvrAB)的诱导、拟南芥(Ca2+)离子内涵物的释放、脑心肌炎物质(AHL)的转运和细胞壁酶的活化等。
3.感染信号诱导细胞凋亡:感染信号的诱导会引起植物细胞凋亡,从而产生切伤的部位或孔洞,在这些切伤或孔洞中形成转化DNA理论允许进入的环境。
4.DNA传递:农杆菌通过T4SS释放线性转化DNA,并借助激发剂打开DNA链,并且该辅助剂经常与T-DNA共同转移到植物细胞总群落中。
5. 植物细胞再生:经过切伤或孔洞进入植物细胞的转化DNA在细胞质中被转录,转录本通过RNA splicing进一步处理并通过核孔复合物进入细胞核。
在细胞核中,转录本通过与受体蛋白结合而在柏氏体中形成mRNA。
mRNA会进一步被转录为蛋白质,这些蛋白质会促进植物细胞再生。
1.植物物种:不同植物物种对于农杆菌的感染和转化效率具有差异。
有些植物对农杆菌的感染和转化具有天然的耐受性或敏感性。
2.植物组织类型:不同植物的不同组织对于农杆菌的感染和转化效率也有所差异。
例如,幼嫩的愈伤组织对于农杆菌的感染和转化效率通常较高。
3.农杆菌菌株:不同菌株具有不同的亲和力和感染能力。
有些农杆菌菌株能够高效地感染和转化植物细胞,而有些菌株效率较低。
4.结构改造:农杆菌通过改造表面酶结构以增加其细胞壁附着能力,从而提高农杆菌感染和转化效率。
5.切伤或孔洞大小:适当的切伤或孔洞大小能够促进农杆菌介导植物转化的效率。
切伤或孔洞过小会限制转化DNA进入细胞,而切伤或孔洞过大则会增加细菌感染的难度。
总之,农杆菌介导植物转化是一种复杂的生物学过程,其效率受到多个因素的影响。
进一步研究和优化这些因素可以提高农杆菌介导植物转化的效率,为植物遗传工程提供更多的可能性。
影响农杆菌介导遗传转化的植物因子研究进展
影响农杆菌介导遗传转化的植物因子研究进展
影响农杆菌介导遗传转化的植物因子研究进展
农杆菌介导法是植物遗传转化中最常用的一种方法.越来越多的研究表明,植物遗传因子是决定农杆菌遗传转化效率的重要因素,它们至少影响了转化过程的如下5个方面:1)受伤植物释放的酚类物质和糖分子等介导农杆菌的趋化运动和毒性基因vir的诱导表达;2)农杆菌吸附到植物表面;3)T-DNA和毒性蛋白通过由VirB和virD4蛋白组成的Ⅳ型分泌系统从细菌转移到植物细胞质;4)T-复合体利用细胞质ACTIN骨架和输入蛋白进行核定位和核输入;5)T-DNA利用植物的修复装置整合进宿主基因组.就以上5个方面涉及的植物因子研究进展予以综述.
作者:邹智卢长明 Zou Zhi Lu Changming 作者单位:中国农业科学院油料作物研究所,农业部油料作物遗传改良重点开放实验室,武汉,430062 刊名:生物技术通报PKU 英文刊名:BIOTECHNOLOGY BULLETIN 年,卷(期):2008 ""(1) 分类号:Q94 关键词:农杆菌遗传转化转化效率遗传因素植物因子。
油菜遗传转化体系中卡那霉素浓度的筛选及抑菌剂的选择
油菜遗传转化体系中卡那霉素浓度的筛选及抑菌剂的选择景岚;孙燕飞;张岗;康振生【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2008(017)001【摘要】利用根癌农杆菌(Agribacteriumtumefaciens)介导的下胚轴转化方法,将一抗病基因转化甘蓝型油菜.在遗传转化体系的建立过程中进行了卡那霉素(Km)浓度的筛选及抑菌剂的选择,以确定合适的选择压力及适宜的杀菌剂.试验结果表明:选择培养基中附加25 mg/L Km较适宜;抗性苗筛选过程中羧苄青霉素(Cb)对芽苗分化影响较小,且在500 mg/L时能够很好的抑制农杆菌的过度生长.生根培养基中添加头孢霉素(Cef)和Cb对根分化的影响没有明显差异.【总页数】4页(P102-105)【作者】景岚;孙燕飞;张岗;康振生【作者单位】西北农林科技大学植保学院,陕西杨凌,712100;内蒙古农业大学农学院,内蒙古呼和浩特,010019;西北农林科技大学植保学院,陕西杨凌,712100;西北农林科技大学植保学院,陕西杨凌,712100;西北农林科技大学植保学院,陕西杨凌,712100【正文语种】中文【中图分类】S565.4【相关文献】1.杉木遗传转化中抗生素种类和浓度的筛选 [J], 薛爽;叶义全;饶丽莎;左丹丹;汪凤林;林思祖;许珊珊2.杨树农杆菌介导遗传转化中抗生素浓度的筛选 [J], 冯连荣;张兴芬;尹杰;宋立志;赵继梅;彭儒胜;矫丽曼;张妍3.杜氏利什曼原虫遗传转化中潮霉素及嘌呤霉素适宜浓度的筛选 [J], 陆小军;孙昌瑞;马莹;廖琳;胡孝素4.波吉卵囊藻遗传转化体系选择标记的筛选 [J], 张晓琴;张宁;黄翔鹄;李长玲;李蒙杰;谢丽施;张家嘉5.植物遗传转化中抑菌剂的选择 [J], 徐淑红;徐香玲因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
油菜转抗草甘膦、抗虫基因获得双抗植株
油菜转抗草甘膦、抗虫基因获得双抗植株王景雪;赵福永;徐培林;田颖川【期刊名称】《遗传学报:英文版》【年(卷),期】2005(32)12【摘要】以草甘膦为筛选剂,用农杆菌介导法将编码5烯醇式丙酮酸莽草酸3磷酸合成酶(EPSPS)的aroAM12基因和编码苏云金杆菌毒蛋白的Btslm基因导入到甘蓝型油菜优良品种湘油15号中。
在用草甘膦对转化体进行筛选的基础上,对转基因再生植株进行了PCR检测、Southernblot和Westernblot分析,结果证明外源基因确已导入到该油菜品种中,而且表达了相应的蛋白。
对转基因植株进行抗草甘膦、抗虫性鉴定的结果表明,转基因植株具有抗草甘膦、抗虫的双重特性。
研究结果还表明抗草甘膦的aroAM12基因在植物基因转化中,既可以用作抗除草剂基因,又可以代替常用的抗生素标记,用作植物筛选标记基因。
【总页数】8页(P1293-1300)【关键词】油菜;遗传转化;草甘瞵;aroA—M12基因;Btslm基因【作者】王景雪;赵福永;徐培林;田颖川【作者单位】中山大学基因工程教育部重点实验室;中国科学院微生物研究所植物基因组学国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S565【相关文献】1.转抗虫抗草甘膦除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉的检测技术与生存竞争能力研究——基于草甘膦压力和对靶标害虫不防治环境下 [J], 李捷;张兴华;马艳;杨兆光;乔艳艳2.转(Bt Cry1Ac+CP4EPSPS)基因抗虫抗草甘膦棉花对草甘膦的耐受性研究 [J], 李海强;李号宾;丁瑞丰;阿克旦·吾外士;潘洪生;徐遥;王冬梅;刘建3.转基因抗虫耐除草剂复合性状玉米‘双抗12-5’对亚洲玉米螟的抗性及对草甘膦的耐受性研究 [J], 王江;武奉慈;刘新颖;冯树丹;宋新元4.转基因玉米双抗12-5-21的抗虫性及对草甘膦的耐受性 [J], 孙红炜;徐晓辉;李凡;杨淑珂;路兴波因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
农杆菌介导OsWRKY45基因转化油菜的研究
农杆菌介导OsWRKY45基因转化油菜的研究曲晓言;彭少丹;汪骞;陈升位;孟霖;林良斌【期刊名称】《分子植物育种》【年(卷),期】2012(10)5【摘要】干旱严重影响油菜的生长,降低油菜籽的产量,造成严重的经济损失。
利用农杆菌介导法把具有抗旱作用的OsWRKY45基因转入油菜获得到转基因植株,经PCR检测OsWRKY45基因已整合到油菜基因组DNA。
不同品种的不同外植体的转化率不同,花油7号的抗性植株获得率稍高于湘油15,下胚轴的抗性植株获得率是愈伤组织的2倍,花油7号下胚轴的抗性植株获得率高达10.9%。
干旱胁迫表明高表达OsWRKY45转基因植株的抗旱性有明显的提高。
【总页数】5页(P541-545)【关键词】油菜,OsWRKY45基因,转基因植株,分子检测【作者】曲晓言;彭少丹;汪骞;陈升位;孟霖;林良斌【作者单位】云南农业大学农学与生物技术学院;云南农业大学农科专业实验教学中心;云南省农业科学院园艺研究所【正文语种】中文【中图分类】S511【相关文献】1.农杆菌介导油菜油体基因与碱性成纤维细胞生长因子融合基因转化油菜研究 [J], 徐岩;肖艳双;杜金霞;汪洪;郑伟;李营;庞实锋2.农杆菌介导油菜油体基因与碱性成纤维细胞生长因子融合基因转化油菜研究 [J], 徐岩;肖艳双;杜金霞;汪洪;郑伟;李营;庞实锋3.农杆菌介导DR1172基因转化甘蓝型油菜的研究 [J], 张新;崔广艳;陈翠娜;张思维;代其林;王劲4.农杆菌介导CSPs基因转化甘蓝型油菜转化体系的研究 [J], 谢琳;杨娟;代其林;张新;陈翠娜;张思维;王劲5.农杆菌介导抗除草剂基因bar和抗虫基因cry1 ab/ac转化甘蓝型油菜的研究[J], 陈张彬;肖钢;张振乾;陈浩;刘忠松;熊兴华;邬贤梦;官梅;陈社员;官春云因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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果 , 下胚轴经过 3 d 的预培养 , 抗性芽苗分化率从 0 AgNO3以后 , 外植体的褐化明显减轻 , 出愈率明显增
所有的实验均设 3 次重复 , 每个处理样本数不 少于 30 个 。 所有的统计分析均采用 SPSS 分析软 件进行分析 。 1 .2 .4 抗性植株的 PCR 扩增检测 再生植株移入 温室后 , 取幼嫩叶片提取总 DNA , 进行 PCR 扩 增 , 检测 NP T II 基因是否转入到再生植株 。 PCR 扩增 的 引 物 分 别 为 , 引 物 1 :5′-CGACCACCAAGCGAAACAT C -3′, 引物 2 :5′-CGGGACTC TAATCATAAAAA -3′。 两引物间的片段大小为 948 bp 。 PCR 扩增程序为 :①94 ℃ 5 min ;②94 ℃ 0.5 min ; ③54 ℃ 0.5 min ;④72 ℃ 1 min 。 重复 30 个循环 。 最后 72 ℃延伸 10 min 。
图 1 植物表达载体 pBI121 的结构 Fig.1 Schematic diagram of vector pBI121
1 .2 试验方法 1 .2 .1 受体 材料的 准备 将 油菜 种子用 0 .1 % HgCl2消毒 8 min , 无菌水冲洗 5 ~ 6 次 , 置于 M S 固 体培养基上 , 25 ℃条件下发芽 , 制备成无菌苗 。将 5 ~ 6 d 苗龄无菌苗下胚轴切成 0.5 ~ 1.0 cm 的切 段 , 置于 M S +1 mg/ L 6-BA +1 m g/ L 2 , 4-D 预培养 基上进行预培养备用 。 1 .2 .2 转化菌液的制备 从含有供体基因的农杆 菌储备平板上挑取单个菌落 , 接种于加有抗生素(50 mg/ L 卡那霉素和 100 mg/ L 链霉素)的 YEB 培养 基上 , 28 ℃, 200 r/ min 振荡过夜培 养 。 第 2 天接 , 待菌液生长至 OD600为 0 .4 时 , 备用 。 1 .2 .3 转化方法及植株再生 将预培养过的下胚 轴切段浸于制备好的菌液中 5 min 。 取出外植体并 吸干多余的菌液 , 置于 M S +2 mg/ L 6-BA 培养基上 共培养 。2 d 后 , 将转化过的下胚轴外植体在含有 300 mg/ L 头孢霉素的无菌水中清洗 2 次 , 转入分化 培养基 1 :MS +2 mg/ L 6-BA +0 .5 mg/ L NAA +20 μmol/ L Ag NO3 +500 mg/ L 羧苄青霉素上培养 。 4 d 后转入分 化培养基 2 :MS +2 mg/ L 6-BA +0 .5 mg/ L NAA +20 μmol/ L AgNO3 +25 mg/ L 卡那霉 素 +500 m g/ L 羧苄青霉素上培养 。 外植体在上述 分化培养基上 , 每 隔 21 d 用原培 养基继 代培 养 1 次 。 待分化出绿色小芽后转入新鲜分化培养基继续
Key words:Brassica napus L .;T ransformation ;Agrobacteri um-mediated t ransformation
油菜的遗传转化始于 20 世纪 80 年代后期 , 10 余年来油菜的转基因研究得到了迅速发展 , 已有用 转基因技术得到抗 病[ 1] 、抗虫[ 2~ 4] 、抗除草剂[ 5] 及 品质改良[ 6] 的转基因 材料的报道 。 在转基因方法 上 , 尽管有用 PEG 法[ 7] 和激光微束法[ 3] 等获得转基 因植株的报道 , 但农杆菌介导法仍然是油菜转基因 研究的首选方法 。以往在农杆菌介导法转化中绝大 多数研究报道集中于采用不同基因转化获得转基因
培养 14 ~ 21 d 。 待分化出的绿芽长到 3 cm 左右时 , 移入生根培养基 MS +0 .2 mg/ L NAA +25 mg/ L 卡那霉素 +500 mg/ L 羧苄青霉素中生根 。
待再生植株在生根培养基中根系发育良好后 , 经过逐步炼苗后移入温室生长 。
所有的油菜组织培养过程均在 25 ℃, 光照强度 3 000 lx , 光照时间 16 h/ d 条件下进行 。
摘要 :利用甘蓝型油菜下胚轴为外植体 , 对油菜农杆菌介导转化中的主要 因素进行了 研究 , 并由此建立 了油菜下 胚轴农杆 菌介导的遗传转化体系 。 研究发现 , 在农杆菌介导的油菜下胚 轴转化中 , 较好的 转化体系 是 :外植 体在农杆 菌侵染前进行 3 d 的预培养 。 农杆菌的浸染浓度为 O D600 =0 .2~ 0 .4 。 共培养时的 pH 值为 5.2 。 在转化后的分化培 养基中附加 30 μmol/ L A gNO 3 。
WANG Jing-xue1, 2 , DU Jian-zhong2 , RONG Er-hua2 , LI Xiao-can2 , SUN Yi2
(1 .T he Key Laboratory of Gene Engineering of Minist ry of Education , Z hong shan University , Guangzhou 510275 , China ;
华 北 农 学 报·2 0 0 5 , 20 (2):1 2-1 5
油菜下胚轴农杆菌介导法转化影响因素探讨
王景雪1, 2 , 杜建中2 , 荣二花2 , 李晓灿2 , 孙 毅2
(1 .中山大学教育部基因工程重点实验室 , 广东 广州 510275 ; 2 .山西省农业生物技术研究中心 , 山西 太原 030031)
2期
王景雪等 :油菜下胚轴农杆菌介导法转化影响因素探讨
1 3
(Brassica napus L .)晋油 4 号 。种子由山西省农业 科学院棉花研究所提供 。 1 .1 .2 质粒 植物表达载体 pBI121(宿主菌为根 癌农杆菌菌株 LBA4404)由中国农业科学院生物中 心贾士荣研究员惠赠 。 质粒 pBI121 的物理图谱见 图 1 。其中 NPT II 基因为植物筛选标记基因 , 赋予 植物对卡那霉素的抗性 。 NOS P ro 和 NOS T 分别 为胭脂碱合酶基因的启动子和转录终止序列 。
PCR 扩 增在 PT C -200 T hermal Cycler 上 进 行 。 引物合成由上海生工生物技术公司完成 。
2 结果与分析
2 .1 不同预培养时间对抗性植株分化的影响 油菜外植体在经过农杆菌侵染以及与农杆菌共
培养后 , 由于外植体对农杆菌的过敏反应 , 常使外植 体出现褐化 , 甚至死亡 。 外植体褐化后不利于转化 细胞的生长 、分化 , 也就不利于诱导产生转化植株 。
2 .T he Agro-biotechnology Research Center of Shanxi Province , T aiyuan 030031 , China)
Abstract:T he hypocot yls segments w ere t ransfo rmated by Agrobacterium mediated transformat ion in Brassica napus .Some facto rs aff ect shoot regeneration of t ransf orm ated cells w ere studied .Our st udy revealed that , fo r Agrobacterium -mediated t ransf orm at ion , the hy pocoty ls segments were preconditioned on preconditioning medium for 3 days prior to infect wit h A .t umef aciens and the addi tion of 30 μmol/ L AgNO3 in t he regeneration medium w ere prerequiste for obtained high transf ormat ion ef ficiency of ex plants .Ex plants w ere submerged in the A .t umef aciens suspension at t he concentration of OD600 =0 .2 -0 .4 for 5 minutes and placed on the co-cultivation medium pH 5 .2 could result in high t ransf orm ation ef ficiency of explants .
B row ning of explants afte r infected by A .tumefaciens
平均出 愈率(%) The percentage of culli induced
抗性芽苗 平均分化率
(%) T he percentage of regenerated
p lan tlet
82.27 ±5.82
5.05 ±0.92
外植体在农杆菌 侵染前经过一定时间的 预培
养 , 可以有效地减少褐化的发生和降低褐化的程度 ,
从而有效地提高外植体抗性芽的分化率 。 表 1 列出
了不同的预培养时间外植体褐化程度 、出愈率及抗
性苗的分化率 。由表 1 可知 , 下胚轴经过 2 ~ 3 d 的
1 材料和方法
1 .1 试验材料 1 .1 .1 植 物材料 供试油 菜品种 为甘蓝型 油菜
收稿日期 :2004 -08 -03
基金项目 :山西省自然科学基金项目(2001096);山西省农科院资助项目 作者简介 :王景雪(1961 -), 女 , 山西新绛人 , 研究员 , 博士 , 主要从事植物生物技术及基因工程研究工作 。
1 4
华 北 农 学 报
20 卷