第10章 植物遗传转化
动植物遗传转化技术的研发和应用
动植物遗传转化技术的研发和应用人类对于生物的研究，从古至今已经有数千年的历史。
人类了解生物的方法和技术也发生了历史性的变革。
传统的繁殖方法已经无法满足人类的需求，因此现代生物技术扮演了日益重要的角色。
动植物遗传转化技术是现代生物技术的重要分支之一，它涉及到对生物的基因和遗传信息进行修改和控制，以达到改良生物特性的目的。
一、动植物遗传转化技术的概念动植物遗传转化技术是指利用生物工程技术手段，将外源基因或DNA序列导入生物细胞内，使其在遗传水平上发生改变，从而增强其生长、抗病、抗虫、耐旱等优良性状的技术。
二、动植物遗传转化技术的分类目前，动植物遗传转化技术可以分为四类：基因克隆法、基因互换法、化学基因转化法和生物及生物化学方法。
基因克隆法是将一个已有的基因从一个生物体中提取出来，然后克隆至另一种生物体中，从而达到基因转化的效果。
这种方法非常简单，但是由于限制性内切酶与DNA连接的需要，操作起来有一定的困难。
基因互换法是指利用重组DNA技术，将两种或以上的DNA序列组合在一起，然后导入生物细胞中，以达到生物遗传转化的效果。
这种方法的操作难度比基因克隆法要复杂一些，但是可以将多种物种之间的DNA进行组合，具有很好的实用性。
化学基因转化法是指利用化学物质如钙、聚乙烯醇、镁离子等，在生物细胞中形成小孔，使得外源基因或DNA序列可以通过小孔进入细胞，从而达到基因转化的效果。
这种方法适用范围广泛，操作简单，但是效果相对较差，容易产生副作用。
生物及生物化学方法是指利用细菌、病毒、植物、昆虫等生物体特有的遗传转化机制，将外源基因或DNA序列导入到细胞中，从而实现遗传改良的效果。
这种方法操作难度较大，但是具有较高的实用价值。
三、动植物遗传转化技术的应用目前，动植物遗传转化技术已经在诸多领域中得到了广泛应用，例如健康、环保、农业、林业、生物制药等等。
在健康领域中，动植物遗传转化技术可以用于生产基因药物和疫苗。
通过动植物遗传转化技术，可以将目标基因导入到大肠杆菌中，从而生产出基因药物。
植物细胞的遗传转化文稿演示
1 转基因植物
1.1 受体
• 叶盘 • 原生质体 • 悬浮细胞 • 愈伤组织 • 胚状体 • 活体 • 等等
1.2 转基因方法
直接转化法 : 基因枪法 载体介导法：农杆菌介导法
1.2.1 直接转化法 基因枪法
**最早的基因枪（火药式）由美国康乃尔大学Sanford等 1987年设计制造 。
基本原理
抗逆-盐害
野生型油菜和转基因（AtNHX1）油菜经 200mM NaCl 处理10 周
抗逆-冻害
Ti质粒的功能区域
T-DNA的染色体整合机制
消毒
切取
土壤农杆菌 浸泡
叶盘
培养基
愈伤组织 分化幼苗
植物受体
抗生素筛选
分化出苗
生根壮苗
其它方法
植物病毒感染法 花粉管通道法 电穿孔转化法 激光微束穿孔转化法 显微注射法 超声波介导转化法 多聚物介导法 浸渍法 电泳法 碳化硅纤维介导法 真空渗透法 圆球体法 等等
2. 基因改良植物
除草剂 干旱
品质
盐害 冻害
非生物胁迫 生物体
热害
涝害
其他性状
虫害作物品种改良中的应用
抗虫 抗病毒 抗病 抗非生物胁迫 抗除草剂 改良作物品种 改变花的颜色和形状 转基因植株作为生物反应器
抗病大豆
（A）萎黄病（箭头所指）感染
野生型 转基因
抗病烟草
野生型
转基因
（B） 外源基因抵抗TMV对烟草的感染。 接种后11天 症状（箭头）
抗除草剂
占总转基因植 物种植面积的 77％，其中主 要为抗除草剂 大豆。
转基因
野生型 野生型
野生型
转基因
转基因
用0.1%草苷膦处理大豆叶片 具有除草剂抗性的大豆
植物遗传转化技术
binary vector
• 包括mini-Ti质粒（T-DNA边界，缺失Vir区）和 helper Ti质粒（含有Vir区缺失T-DNA边界，相当 于co-integrated vector 的disarmed Ti质粒） mini-Ti质粒：pBin19，pCAMBIA系列 helper Ti质粒：EHA105，LBA4404（pAL4404）
26
Co-integration plasmid
• 一元载体系统A plasmid based on pBR322 used to clone gene of interest
• A Ti-based vector: pGV3850 (LB, RB, most of T-DNA replaced by pBR322)
Left border
Right border
12-24 kbp
vir genes
Opine
ori
catabolism
15
3. 创伤诱导分子
• 是一类可溶性的小分子酚类化合物 • 乙酰丁香酮（acetosyringone，AS）、羟
基乙酰丁香酮（acetosyringone，OH-AS） • A.t: recognition and chemotaxis （趋化性）
• Left and right border (LB\RB):TDNA左右两侧各有一段25bp的重复 序列，在T-DNA的整合中起重要作用
• Ori区(origin of replication)：该区段 基因调控Ti质粒的自我复制，故称之 为复制起始区。
T-DNA region
Auxin Cytokinin Opine
• T-DNA和vir基因参与，T-DNA上的基因与 T-DNA的转移及整合有关，因为它不编码 T-DNA转移的产物。
植物遗传转化
花椰菜遗传转化方法如图： 发根农杆菌介导 根瘤农杆菌介导
（三）林木遗传转化的技术
目前以掌握了杨树、白桦、桉树、落叶松、核 桃、苹果、沙田柚等树种外源基因转化技术。主要 转化方式是农杆菌介导法。增强植物抗病、耐高温、 耐旱等方面。
（四）药用植物遗传转化的技术
主要采用农杆菌介导法，其他方法成功的例子 极少。
第十七章：植物遗传转化
Section 1: 植物遗传转化的方法
Section 2: 转化植株的检测 Section 3: 几种植株遗传转化的 技术
植物遗传转化 （plan genetic transformation): 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。
•
（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：
Section 2: 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：
Section 3: 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。
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。
植物遗传转化中存在的问题与对策
植物遗传转化中存在的问题与对策大家好，今天我们来聊聊植物遗传转化这个话题。
我们得明确一点，植物遗传转化可不是什么高深莫测的科学，而是咱们生活中常见的一件事情。
就像你把苹果切成小块，然后用勺子舀起来吃一样简单。
那么，植物遗传转化中到底存在哪些问题呢？又有哪些对策可以解决这些问题呢？接下来，我们就一起来探讨一下吧！我们来看看植物遗传转化中存在的问题。
其实，这个问题还是挺复杂的，因为涉及到很多生物学的知识。
但是，为了咱们能够更好地理解这个问题，我还是尽量用简单易懂的语言来给大家讲解。
第一个问题，就是如何找到合适的亲本和目标基因。
在咱们日常生活中，你可能会遇到这样的情况：你想要把苹果切成橙子的味道，但是你没有合适的苹果和橙子作为亲本。
这时候，你就需要去寻找那些既有苹果基因又有橙子基因的作物。
同样地，在植物遗传转化中，你需要找到那些既有你要转化的目标基因又有能够表达这个基因的受体细胞的亲本。
这可不是一件容易的事情，需要咱们花费大量的时间和精力去研究。
第二个问题，就是如何将目标基因有效地转移到受体细胞中。
这就像是把苹果切成橙子的味道，你不能只把苹果的果肉切下来，还要把果皮、种子等都切掉才行。
同样地，在植物遗传转化中，你不能只把目标基因切下来，还要想办法让它进入到受体细胞中，并且能够在受体细胞里正常地发挥作用。
这也是植物遗传转化中的一个难题。
第三个问题，就是如何确保转移后的受体细胞能够稳定地表达目标基因。
这就像是把苹果切成橙子的味道之后，你还需要把橙子的果皮、种子等都切掉，才能让橙子真正变成橙子的味道。
同样地，在植物遗传转化中，你还需要确保转移后的受体细胞能够稳定地表达目标基因，否则你还是无法得到想要的结果。
那么，面对这些问题，咱们又有哪些对策可以解决呢？下面，我就给大家分享一些解决方案。
对于第一个问题，我们可以通过转基因技术来解决。
转基因技术就像是给你提供了一个现成的苹果和橙子，你可以直接拿来用，而不需要自己去寻找。
转基因育种技术优秀课件
常用的受体材料有以下几大类型: 1.愈伤组织再生系统
外植体材料经过脱分化培养诱导形成愈伤组织，转化（带有目 的基因质粒的农杆菌侵染），分化培养获得再生植株。
优点：外植体来源广，繁殖快，易接受外源基因， 转化效率高。 缺点：遗传稳定性差、嵌合体，因此需要连续的再生系统
12
2.直接分化再生系统
外植体材料细胞不经过脱分化形成愈伤组织阶段，而是直 接分化出不定芽形成再生植株。
转基因育种技术优秀课件
第一节 转基因育种的概念
一、植物遗传转化（植物基因工程）
以植物为对象，采用重组DNA 技术将外源目的基因导入受体植物基因 组，最后获得外源目的基因正确表达和稳 定遗传的新植物类型。
核心技术是重组DNA技术
重组DNA（recombinant DNA）：是指人工创造的自然界
中不存在的DNA分子。主要指利用不同生物来源的DNA分子拼
以病毒载体和质粒载体介导的遗传转化比较多。
五、Ti质
粒 有一种土壤细菌,称为农 杆菌，它能诱导植物伤口形成冠瘿瘤， 细菌的致瘤能力来源于细菌内的一个 额外染色体即质粒(plasmid)，称Ti质 粒。
优点：生殖细胞不仅具有全能性，而且接受外源遗传 物质的能力强，导入外源基因成功率高，更易 获得转基因植株。又因生殖细胞是单细胞，转 化的基因五显隐性影响，外源目的基因充分表 达。因此利用生殖细胞作为转基因受体与单倍 体育种技术相结合，可简化和缩短育种纯化过 程。
缺点：获得单细胞只能在开花期，常受到季节及生长 条件的限制。
色体组中，并再
良好的植物基因转化受体系统应满足如下条件： 1、必须具有脱分化和再生能力，能够形成新的植物体。高
效稳定的再生能力； 2、受体材料要有较高的遗传稳定性； 3、外植体来源方便，如胚和其它器官等； 4、对筛选剂敏感； 5、能够接受外源基因，并通过基因重组或其它途径使外源
植物遗传转化中存在的问题与对策
植物遗传转化中存在的问题与对策大家好，今天我们来聊聊植物遗传转化这个话题。
我们得明白什么是遗传转化。
遗传转化是指将一个生物体的基因转移到另一个生物体的过程。
在植物领域，遗传转化技术被广泛应用于培育新品种、提高抗病性、改善营养成分等方面。
这项技术也存在一些问题，接下来我们就来看看这些问题以及应对措施。
1.1 问题一：成本高昂遗传转化技术的成本非常高，这是因为它涉及到很多复杂的实验和操作。
例如，需要先从一个生物体中提取出目标基因，然后通过化学方法将其插入到另一个生物体的DNA中。
这个过程非常繁琐，而且需要大量的实验室设备和人力投入。
因此，遗传转化技术通常只被用于研究目的，而不是大规模的商业化生产。
1.2 问题二：效率低下虽然遗传转化技术可以实现基因转移，但是它的效率并不高。
有时候，即使成功地将目标基因插入到另一个生物体的DNA中，也不一定能够稳定地表达出来。
这就导致了遗传转化产生的新品种往往存在很多不稳定性和变异性，难以进行大规模的推广和应用。
2.1 问题一：安全性问题遗传转化技术还存在一定的安全性问题。
由于涉及到基因的操作，一旦操作不当就可能导致不良后果。
例如，有可能出现新的病毒或者细菌，对人体健康造成威胁。
遗传转化技术还可能对环境造成污染，影响生态平衡。
2.2 问题二：道德争议除了安全性问题外，遗传转化技术还引发了一些道德争议。
有人认为，将基因直接插入到另一个生物体中是对自然界的破坏和干预，不符合伦理原则。
还有人担心遗传转化技术可能被用于制造“超级作物”，从而导致资源的不公平分配和社会问题的加剧。
3.1 问题一：法律法规缺失目前，我国对于遗传转化技术的法律法规还比较薄弱。
虽然有一些相关政策和规定出台了，但是执行力度不够强，监管不够严格。
这就给一些不法分子提供了可乘之机，利用遗传转化技术进行非法活动。
3.2 问题二：人才培养不足要想发展好遗传转化技术，还需要大量的专业人才支持。
然而目前我国在这方面的人才培养还比较滞后，很多高校和科研机构缺乏相关的教授和研究人员。
植物遗传转化中存在的问题与对策
植物遗传转化中存在的问题与对策下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!而且本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!植物遗传转化中存在的问题与对策。
植物遗传转化是一项重要的生物技术，通过改变植物的遗传信息，可以实现对其性状的改良和优化。
十章园艺植物遗传转化1ppt课件
第二节 园艺植物遗传转化方法
一、外源裸露DNA的转化
（一）化学诱导转化法
化学诱导DNA直接转化是以原生质体为受体，借助于特定 的化学物质诱导DNA直接导入植物细胞的方法。
目前用于转化细胞的化学物质有聚乙二醇（PEG）、聚鸟 氨酸、聚乙烯醇等，其中最常用的化学物质是PEG。
第二节 园艺植物遗传转化方法
第一节 园艺植物遗传转化受体系统
（2）原生质体受体系统
原生质体转化受体系统的优点： a）原生质体无细胞壁，能够直接高效的摄取外源DNA或遗传 物质 b）通过原生质体培养，细胞分裂可形成基因型一致的细胞克 隆，无嵌合性愈伤组织，由其再生的转基因植株无嵌合性 c）原生质体转化受体系统易于在相对均匀和稳定的同等控制 条件下进行准确的转化和嵌合 d）适用于各种转化系统
第一节 园艺植物遗传转化受体系统
(5)对农杆菌侵染的敏感性
1）农杆菌介导的 遗传转化体系需要受体材料是农杆菌的 天然寄主，否则难以实现遗传转化
2）农杆菌Ti或Ri质粒是植物遗传转化的有效载体系统，但 其宿主范围局限于部分双子叶植物，对大部分单子叶植 物和裸子植物不敏感，不同植物，同一植物的不同组织 细胞对农杆菌的敏感性也有很大差 因而，在选择农杆菌转化系统前必须测试受体系统 对农杆菌的敏感性，只有农杆菌侵染敏感的植物才能作 为受体系统
植物遗传转化方法和技术PPT课件
每外植体芽数 Shoots per explant
7 6 5 4 3 2 1 0
品种 variety
1.0mg/L 1.2mg/L 1.5mg/L 1.7mg/L 2.0mg/L
科 丰 6
科 丰 14
冀 豆 12
吉 林 35
铁 丰 29
无 腥 一 号 冀 黄 13
第36页/共56页
到目前为止，利用基因枪法已经在烟草、豆类和多数禾本科农作物、 果树花卉和林木等植物上获得转基因植株。
第41页/共56页
2、操作步骤：
（1）制备DNA微弹； （2）准备靶外植体材料； （3）DNA微弹轰击； （4）培养轰击后的外植体．
immature embryos
第42页/共56页
high osmotic media prepare calli
2.直接分化再生系统
外植体材料细胞不经过脱分化形成愈伤组织阶段，而 是直接分化出不定芽形成再生植株。 优点：周期短、操作简单，体细胞变异小，遗传稳定； 缺点：材料局限，转化率低。
第24页/共56页
3.原生质体再生系统
原生质体恢复细胞壁具有分化再生能力，是应用最早 的再生受体系统之一。 优点：高效、广泛地摄取外源DNA或遗传物质，获得基因 型一致的克隆细胞，所获转基因植株嵌合体少，适用于多 种转化系统； 缺点：不易制备、再生困难和变异程度高。
• 现将这三大类系统的载体、转化原理、转化方法和 受体细胞等归纳如图4-1。
第5页/共56页
第6页/共56页
一、根癌农杆菌介导法
• 根癌农杆菌介导法的分子机制 • 农杆菌介导法需要具备的条件 • 农杆菌介导法的基本流程
第7页/共56页
（一）根癌农杆菌介导法的分子机制
植物遗传转化研究植物基因工程和遗传转化技术
植物遗传转化研究植物基因工程和遗传转化技术植物遗传转化研究：植物基因工程和遗传转化技术植物遗传转化研究是现代生物技术领域的一个重要分支，它通过操纵植物的基因来改变其性状和功能，为农业、生物医学和环境保护等方面提供了广阔的应用前景。
本文将介绍植物基因工程的原理和遗传转化技术的发展现状，以及其在农业和医学领域的应用。
一、植物基因工程原理植物基因工程是指通过人为干预植物基因组，将外源基因导入植物细胞，并使其在植物中表达。
其核心技术是DNA重组技术，具体包括以下几个步骤：1. 外源基因的克隆：将具有特定功能的基因从其他生物体中分离出来，并经过体外扩增，得到足够的DNA片段。
2. 载体构建：将目标基因与适当的表达载体连接，构建成重组DNA。
常用的载体包括质粒和病毒。
3. 转化方法：将重组DNA导入植物细胞。
常用的转化方法有农杆菌介导的转化和基因枪介导的转化等。
4. 选择与筛选：利用选择标记基因或者报告基因等，对经转化的植株进行筛选和鉴定，确保目标基因已经成功导入植物细胞。
5. 后续培养：将转基因植株培养至成熟植株，并进行繁殖和观察，验证目标基因的功能和表达。
二、遗传转化技术的发展现状随着生物技术的不断进步，植物遗传转化技术也得到了广泛应用，取得了许多重要成果。
目前常用的植物遗传转化技术包括农杆菌介导的转化、基因枪介导的转化、电击法等。
农杆菌介导的转化是最常用的植物遗传转化技术之一，利用农杆菌通过水分或创伤进入植物细胞，将外源基因导入植物基因组。
该技术具有高效性和选择性，并且适用范围广泛，在获得转基因植株方面具有重要作用。
基因枪介导的转化是一种直接将外源DNA通过高速银粒枪或金粒枪射入植物组织的方法。
该技术能够克服农杆菌介导的转化对组织的要求较高的限制，使得更多的植物种类能够进行遗传转化。
电击法是一种利用暴露在电场中的植物细胞的特定瞬间可逆孔效应，使得外源DNA通过电穿孔方式导入细胞的方法。
该技术常用于难以转化的植物种类，如谷物、树木等。
植物遗传转化(PPT-70)
8 植PL物AN遗T传G转E化NE体T系IC的TR建A立NSFORMATION
8.1 植物基因转化的受体 8.1.3 胚性愈伤组织
愈伤组织的转化方法也适用于胚性愈伤组织。胚性愈伤组织的转 化已在玉米、甘蔗、芹菜等植物上获得成功。
芹 菜 胚 性 愈 伤 组 织 用 根 癌 农 杆 菌 C58C1 (pBZ6111) 感 染 后 ， 在 MS+2,4-D 1mg/L十KT0.1mg/L培养基上继代培养。在筛选到的氯霉素 抗性愈伤组织中检测到胭脂碱合成酶活性，表明外源基因已整合到 芹菜细胞基因组中并得到表达。抗性愈伤组织可在无激素的基本培 养基上增殖，但分化出的再生植株畸形(郑世学等，1996)。
பைடு நூலகம்
8 植PL物AN遗T传G转E化NE体T系IC的TR建A立NSFORMATION
8.1 植物基因转化的受体 8.1.2 悬浮细胞
以悬浮细胞作受体的转化方法包括农杆菌介导法、基因枪法、 PEG介导法、电激法和显微注射法等。
小麦幼胚悬浮细胞用JQ-700基因枪法转化，得到了GUS基因瞬间表 达的各项最适参数。他们还建立了‘冀谷11号’谷子幼穗的悬浮培 养细胞系及植株再生体系。将胚性悬浮细胞系接种到MS培养基， 20d继代1次，直至出现绿芽点；然后转入无激素的MS0或1/2 MS0 培养基分化植株。以基因枪轰击转化悬浮细胞后，放置48h，检测 GUS短暂表达频率TTF％为20％-40%；在添加200mg/L卡那霉素 的MS培养基上，有5％-10％的愈伤组织具有抗性，且能稳定传代 (董云洲等，1998)。
8 植PL物AN遗T传G转E化NE体T系IC的TR建A立NSFORMATION
8.2 植物基因转化的方法 8.2.1 农杆菌介导法（Agrobacterium-mediated transformation）
植物遗传转化
从1986年首批转基因植物被批准进入田间试验
，至今国际上已有30个国家批准数千例转基因
植物进入田间试验，涉及的植物种类有40多种 。主要包括延熟番茄 , 抗除草剂的玉米、棉花 、大豆和油菜,抗虫的马铃薯、棉花和玉米,抗 病毒的西葫芦、南瓜和番木瓜 , 雄性不育的玉 米和莴苣 , 以及改变油脂特性的油菜和大豆等 。
。
优点： 不受宿主范围的限制 操作简便 成本底 缺点： 一般只适用于原生质体的转化，而原生质体 再生植株并不容易，转化效率低; 再生植株常不可育或形态异常、多拷贝插入等 现象。
• 花粉管通道法 利用开花植物授粉后形成的花粉管通道，直接将 外源目的基因导入尚不具备正常细胞壁的卵、合子或 早期胚胎细胞，实现目的基因的转化。 步骤： １）去除花冠; ２）用微量注射器从断面沿花柱中轴插入子房长度的约 １／４处，再退回２毫米左右; ３）注入含外源目的基因的缓冲液; ４）正常管理，收获种子, 经筛选获得转基因植株。
转基因块茎中花色苷含量分析
一种基于同源重组构建多基因双元载体的方法张兴国按目的基因导入位置细胞核叶绿体按启动子的类型组成型启动子特异性启动子遗传转化的主要方法农杆菌介导的遗传转化基因枪法电击法注射法化学药剂诱导转化花粉管通道法根癌农杆菌ti质粒转化系统外植体农杆菌共培养芽诱导抗生素筛选生根培养植株再生分子检测转基因植株获得技术特点
整合后外源基因结构变异小
操作简便等优点
该技术已成为转化成功最多的一种转化方法
• 基因枪法(particle gun) 又称微弹轰击法 (microprojectile bombardment或 particle bombardment) 。 该法借助高速运动的金属 粒子将附着于其表面的核 酸分子引入受体细胞，外 源基因进入受体细胞核后 整合到染色体组，然后通 过组织培养再生出完整个 体(植株)。
植物遗传转化的正向选择标记
植物遗传转化的正向选择标记
正向选择标记是一种遗传学技术，可用于植物遗传转化的过程中，以改变植物的性状。
正向选择标记通常是指在植物基因组中插入一个“标记”基因，这个基因可以表达一种特定的蛋白质，以及一种特定的抗性指示物，从而改变植物的性状。
此外，正向选择标记还可以用于检测植物中的特定基因，以及植物的突变体。
正向选择标记的主要步骤是：首先，使用某种基因工程技术，将“标记”基因插入到植物基因组中；其次，使用抗药性指示物，如抗生素或抗癌药物，来选择出具有抗性的植物；最后，收集抗性植物，并利用其表型特征来确定植物中的“标记”基因是否被插入到了正确的位置。
此外，此技术还可以用于检测植物中的特定基因，以及植物的突变体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
8
农杆菌和基因枪转化的特点比较
1，农杆菌转化的特点： 多为单拷贝或寡拷贝转化与整合，减少了 共抑制等基因沉默现象，转基因遗传较稳 定； 不需要特殊设备，实验成本较低。
9
农杆菌和基因枪转化的特点比较
2，基因枪法转化的特点： 不受基因型限制，并且可用各种组织或细胞 作为靶材料。 操作简便。
21
第二节
转化的受体系统
二、转化受体系统的类型和特性
1，经过愈伤组织的受体系统 1.3，两种形式的共同特点：
1）外植体材料来源广泛； 2）适用的植物物种范围广； 3）再生植株群体变异大。
22
第二节
转化的受体系统
二、转化受体系统的类型和特性
2，不经过愈伤组织的受体系统 也称直接分化受体系统，指直接对外植体 材料进行遗传转化操作，然后经过培养直接在 外植体上形成不定芽的情况。 这种系统的特点是 1）获得再生植株的所 需时间短，操作简单；2）遗传变异少；3）外 源基因稳定性高；4）嵌合体比例偏高；5）受 植物物种的限制比较大。
25
第二节
转化的受体系统
二、转化受体系统的类型和特性 5，生殖细胞受体系统
以花粉粒或卵细胞为受体细胞进行直接的 转化的技术系统，也叫种质系统。 5.1，花粉管通道法； 5.2，花粉粒浸泡法； 5.3，花粉粒基因枪转化法； 5.4，子房微注射法。
26
第二节
转化的受体系统
二、转化受体系统的类型和特性
16
第二节
转化的受体系统
一、转化受体的条件
5，农杆菌敏感性 对于农杆菌介导的基因转化来说，需要受 体材料对农杆菌敏感，因为只有对农杆菌敏感 的材料才能够接受农杆菌的转化。一般认为， 大多数双子叶植物对农杆菌敏感而单子叶植物 不敏感。 农杆菌有不同的菌株，同一材料对不同菌 株的敏感程度可能存在不同；目前，还可以采 用化学试剂（乙酰丁香酮）来弥补敏感性的不 足。
32
第二节
转化的受体系统
四、影响系统转化效率的因素
5，转化受体的接种及共培养 将转化受体材料和农杆菌工程菌株接触称为转 化受体的接种，通常的接触方法是一定时间的浸泡。 合适的浸泡时间和材料种类状态以及活化的菌 液浓度有关，一般在几分钟到1个小时。 浸泡完毕后，用无菌干滤纸吸除材料表面过多 的菌液，然后进行共培养。共培养时间一般为3天。 过长过短都不好。 在共培养过程中添加AS往往可以提高转化效率， 培养基中的激素对转化效率也可能有影响。
1
第十章 植物遗传转化
植物遗传转化的基础
植物基因转化受体系统
转化体的筛选与鉴定
2
第一节 植物遗传转化的基础
1，植物遗传转化的定义
外源遗传物质进入植物细胞，与染色体整 合并通过减数分裂进行遗传。
3
2，植物遗传转化技术的应用领域
作物育种 ( plant breeding )
抗病虫育种、抗逆境育种、品质改良
3，植物转基因的优越性
对植物基因型和表现型的改变只作用于目标性状，不 涉及非目标累赘基因，因而更具有针对性，可加快育 种进程； 可克服传统育种中不同生物之间的生殖隔离等限制， 扩大可利用的资源库（动物、植物、微生物、人工合 成基因均可利用）； 可创造出自然界所没有的新种质； 以转基因植物为主体的植物化工厂具有高效、低污染、 可再生的优点。
转化的受体系统
一、转化受体的条件
4，抗生素敏感性 4.2，对于作为筛选剂的抗生素的敏感性 通过转化处理，接受外源基因的细胞总是少数。这些 细胞还可能因为转化而受到某些损伤而在群体中处于劣势。 为了使这些转化的细胞能够在与非转化细胞的竞争中 取胜，通常的策略是在转化外源基因的同时也转化了一种 能够解除某种抗生素的毒性的基因。将该种抗生素（筛选 剂）加入到培养基里，就可以使对该种抗生素敏感的没有 转化的细胞受到抑制，使转化的细胞得到相对的选择。
6，单倍体细胞组织受体系统 以花粉（或未受精卵子）细胞培养形成的单 倍体愈伤组织（或悬浮培养细胞），以及再生 的单倍体植株的各部分器官组织为基因转化的 受体的技术系统。 这些细胞和组织经转化和加倍后再生成为基 因纯合的个体，是最为理想的受体系统。 单倍体细胞在增殖过程中容易自发加倍，目 前还没有维持细胞单倍体状态的有效方法，因 此，单倍体植株的组织的利用更加可靠可行。
植物口服疫苗
（edible vaccines）
4
植物口服疫苗
转基因植物口服疫苗，是将病原微生物 的抗原编码基因导入到植物细胞内，然 后诱导细胞再生得到转基因植物。人类 食用这种转基因植物的产品，因为其中 包含有抗原基因表达的产物，就可以激 发黏膜免疫，使机体产生特异性抗病能 力。
5
第一节 植物遗传转化的基础
11
第二节
转化的受体系统
一、转化受体的条件
1，高效稳定的再生能力 通过基因枪或农杆菌转化的转化率都还比 较低，转化过程还可能对细胞造成损伤，导致 植株再生能力的下降。 再生能力的高低直接影响了遗传转化的工 作效率；高的转化效率建立在高的受体材料再 生能力的基础上。
12
第二节
转化的受体系统
一、转化受体的条件
第十章 植物遗传转化
植物遗传转化是遗传工程的主要内容，遗传工 程包括基因工程和细胞工程两部分。 基因工程包括目的基因的克隆，转化载体的构 建和目的基因的表达；细胞工程在遗传工程中 的作用是提供外源基因的受体材料和创造使目 的基因能够表达的条件。 外源基因的转化是连接基因工程和细胞工程的 技术环节。 细胞工程是连接基因工程和生产应用的桥梁。
功能基因组学
（functional genomics）
基因加标(gene tagging) 基因敲除(gene knock-out) 候选克隆的功能互补试验
植物代谢工程
( plant metabolic engineering )
利用转特殊基因的植物作为生物反应器 (bioreactor)工厂化生产工业或医药用品
17
第二节
转化的受体系统
一、转化受体的条件 6，和研究的目的相适应 单纯以理论研究或方法的建立为目 的的实验在转化受体的选材上受到的限 制相对要小一些；有应用目的的研究则 除了受到以上各方面的限制外，还需要 采用优良品种作为材料，通过遗传转化 改良成为更加优秀的新品种，在产业上 直接推广应用。
18
第二节
转化的受体系统
二、转化受体系统的类型和特性 大多数的基因转化系统都是建立在受体 材料的离体培养技术之上；由于离体培 养技术内容的多样化，目前有多种遗传 转化受体系统可供选择。 对转化受体各种类型及其特性进行了解， 是根据实际情况合理选用转化受体类型 和进行高效的转基因工作的前提条件。
19
29
第二节
转化的受体系统
四、影响系统转化效率的因素
2，Vir基因活化的诱导物
Vir基因的活化是农杆菌Ti质粒转移的首
要条件。 在转化实验中，最常用的诱导物是乙酰丁 香酮（AS），浓度在5－200微摩尔/升，并且 需要其他培养条件的配合以发挥更好的作用。
30
第二率的因素 3，外植体的类型和生理状态 只有处在细胞分裂的S期（DNA合成期） 的细胞才具有被转化的能力，这个时期 称为“转化的敏感期”。 能够进行活跃分裂的细胞组织，例如， 分生组织，形成层组织，愈伤组织等， 都是合适的转化受体组织。
2，较高的遗传稳定性 通过遗传转化导入外源基因的目的是在保 持物种原有性状不变的基础上增加某一（些） 性状或对某一特定性状进行改良，因此，受体 材料的遗传稳定性十分重要。 原始自然的材料（例如叶片、子叶、胚轴 等）比经过脱分化离体培养的材料在保持遗传 的稳定性方面具有优点。
13
第二节
转化的受体系统
20
第二节
转化的受体系统
二、转化受体系统的类型和特性
1，经过愈伤组织的受体系统 1.2，两种形式的不同点 1）在用农杆菌进行转化时，前一种形式的 带菌培养的时间比较长，需要采用添加抗生素 的培养基在抑制农杆菌增殖的情况下诱导愈伤 组织的形成和增殖愈伤组织。 2）前一种形式的扩繁量较大，来自同一转 化事件的个体数目相对较多，转化体为嵌合体 的情况相对较少。
27
第二节
转化的受体系统
三、转化受体系统的建立 1，高频再生系统的建立 外植体、培养基 2，抗生素（筛选剂）敏感性实验 农杆菌、筛选压 3，农杆菌敏感性实验 野生菌株接种、乙酰丁香酮处理
28
第二节
转化的受体系统
四、影响系统转化效率的因素
1，农杆菌菌株 1.1，菌株类型 不同菌株的寄主范围不同， 因此对不同植物的侵染力也有所不同。多数情 况下的侵染能力顺序是：农杆碱（琥珀碱）型、 胭脂碱型、章鱼碱型。 1.2，侵染活力 在增殖最快的时期（对数 生长期）的侵染活力最高。在标准的培养条件 下（培养基成分、温度、接种量、容器形状、 摇床摇荡频率等）可以通过检测培养液的OD值 来确定细菌群体的增殖生长状况。
第二节
转化的受体系统
二、转化受体系统的类型和特性
1，经过愈伤组织的受体系统 1.1，形式 1）直接对植物材料进行遗传转化操作，然 后诱导这些材料脱分化形成愈伤组织； 2）首先诱导外植体受体材料形成愈伤组织， 然后对愈伤组织进行遗传转化操作。 两种方式的最后步骤都是诱导愈伤组织再 生植株，但各有异同。
24
第二节
转化的受体系统
二、转化受体系统的类型和特性
4，悬浮培养细胞系及体细胞胚胎受体系统 悬浮培养细胞系的细胞通常比固体培养基上培养 的愈伤组织具有较高的活力和比较一致的生理状态， 团块也比较小，有相对更大的表面积以接受转化； 悬浮培养细胞系比原生质体系统的稳定性好，操 作技术要求相对较低； 悬浮培养细胞系通过合适的培养基成分调节可以 诱导形成体细胞胚胎，通过胚胎形成的再生途径可以 减少嵌合体的发生。 以体细胞胚胎作为转化受体时转化效率往往比较 低，转化体的筛选比较困难，并且嵌合体出现的频率 很高。