五种常用的植物转基因技术
转基因植物的检测鉴定方法、遗传转化技术及新技术
PCR检测
• PCR是在体外快速特异地扩增目的基因DNA片段 的有效方法。能在几小时内使pg水平的起始物达 到ng水平,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭 染色后很容易观察,不通过杂交分析就可以鉴定出 基因组中的一些顺序。
• 但由于PCR扩增十分灵敏，有时会出现假阳性扩 增，因而对外源基因是否整合需要进行扩增产物 的Southern杂交。
＊已获得专利许可
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Site-specific recombinasemediated transgene excision
loxP
Cre
Transgene
loxP
loxP
Cre
Transgene
llooxP
loxP
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外源基因去除（Gene-deletor)
• “外源基因去除”技术的要点之一是在目标植 物中加入了受DNA调空片段启动子控制的特殊基 因，该基因在启动子的作用下，可根据科学家的 意愿，在需要的时间和部位将外源基因和自身从 转基因植物中切掉，从而使转基因作物的花粉、 种子、果实不再含有外来基因，或将外来基因从 人们所需食用的部分（如植物的茎、叶、块茎） 彻底清除掉，达到用转基因作物生产出非转基因 食品的目的，从根本上解决了长期困扰人们的转 基因植物基因扩散问题和转基因食品的安全性问 题。
ATP
dsRNA
siRNA
蛋白复合物
RISC
靶 正义链
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mRNA
3、无选择标记转化
• 可消除选择标记基因对转基因作物安全性 方面的影响
• 可消除选择标记基因对重复多基因转化叠 加所带来的困难
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marker-free转基因植株
• 共转化法＊(基因枪与农杆菌转化) • 转座元法 • 重组酶法＊ • MAT(Multi-auto transformation)法＊ • 替代法＊
转基因技术的研究报告综述及利弊关系
转基因技术的研究综述及利弊关系转基因技术作为生命科学的前沿技术之一，已经逐渐走入了人们的生活。
转基因技术可以认为是在一定程度上通过科学技术手段让其他生物、植物朝着对人类有利方向开展的技术。
通过对转基因技术的介绍，阐述了该技术的利弊关系，指出只有通过正确的引导和规管理，才能很好地利用该技术，使它为人类效劳。
关键词转基因技术开展历程利弊关系1 前言转基因技术是生命科学前沿的重要领域之一。
自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从未停顿过作物的遗传改进。
过去的几千年里农作物改进的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。
遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法，进展优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改进。
因此，可以认为转基因技术是与传统技术一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进展遗传改进。
但在基因转移的围和效率上，转基因技术与传统育种技术有两点重要区别，第一，传统技术一般只能在生物种个体间实现基因转移，而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制；第二，传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进展，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对*个基因进展操作和选择，对后代的表现预见性较差。
而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，转基因技术是对传统技术的开展和补充。
将两者严密结合，可相得益彰，大提高动植物品种改进的效率。
2 转基因技术的介绍转基因技术是指用人工别离和修饰过的外源基因导入生物体的基因组中，从而使生物体的遗传性状发生改变的技术，可分为转基因动物与转基因植物两大分支。
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。
2.1 转基因植物技术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。
植物细胞工程技术
植物细胞工程技术植物细胞工程技术是一种利用基因工程技术对植物进行改造的方法，通过人为地改变植物细胞内部的基因组，从而实现对植物性状的改善和优化。
植物细胞工程技术已经成为现代农业发展中的重要手段之一，被广泛应用于农业、食品、医药等各个领域。
下面我们就来了解一下植物细胞工程技术的具体内容以及应用。
一、植物细胞培养技术植物细胞培养是指通过在无菌状态下，将植物细胞放入富含营养物质的培养基中，来促进细胞分裂、再生和生长的过程。
这种技术可以被应用于不同种类的植物，包括水稻、玉米、烟草等，在生产、质量控制和繁殖等方面都有着广泛的应用。
二、基因转移技术基因转移技术是指将需要转移的基因序列，通过基因枪或农杆菌等手段，从其他植物或细菌等生物体中提取出来，然后将其导入到细胞内部。
这个过程也被称为遗传转化。
通过这种技术，可以对植物进行基因改造，从而实现对其产量、品质、耐性以及根系和开花先后顺序等性状的调整和优化。
三、细胞选择技术细胞选择技术是指通过对植物细胞进行筛选和选育，来寻找目标细胞，并对其进行扩增和培养。
很多情况下，目标细胞需要拥有特定的基因、调节机制或代谢途径。
通过细胞选择技术，可以提高目标性状的频率和新品种的生成效率，也可以协助植物地质控制和繁殖管理，从而加快新品种的开发和发布。
四、植物转基因技术植物转基因技术是指将不同种系中的优良性状和符合人类需求的各种有益基因，转化到需要面对特定环境条件的植物种系中，实现植物遗传材料和其他植物种系的交配。
通过转基因技术，可以实现对植物性状的精确调整，也可以对植物进行基因治疗，改善其抗性和抵御能力，提高其产量、质量等各种综合性状。
五、应用于植物生产的植物细胞工程植物细胞工程技术可以被广泛应用于植物生产的各个环节，包括种植、繁育、种子生产、质控等。
这种技术能够帮助植物在各种压力环境下更好地生长和发展，提高植物的产量、增加其对寒冷、干旱、病虫害等压力的耐受能力，并为我们提供更安全和健康的农产品。
五种常用的植物转基因技术
此外,基因枪法还存在转化过程对细胞有损害,转化率低,
嵌合体多,可重复性差及设备昂贵等缺点...
1.3超声波介导法
作为一种新创建的物理学基因转化方法,超声波介导
法已被用于真核生物的基因转化研究和人类基因治疗领
域.在农作物基因转化研究中,超声波介导法已成功
.
30(3):186～189RainFedCrops''……
文章编号:1003—4803(2010)03—0186—04
五种常用的植物转基因技术
汪由,吴禹,王岩,李兆渡,王光霞
(1.辽宁省农业科学院创新中心,辽宁沈阳110161;2.沈阳市东陵区白塔街道办事处,辽宁沈阳110167)
摘要:从原理,基本步骤和优缺点等几个方面对农杆茵介导法,基因枪法,超声波介导法,子房注射法和花粉管
第3期汗由等:五种常用的植物转基因技术l87
较大且插入片段明显及实验费用低等优点,因此,农杆菌
介导法是目前应用最广泛的一种植物转基因方法.但
是,农杆菌介导法也存在一些问题.首先,在自然条件下,
农杆菌只侵染双子叶植物.对于单子叶植物,虽然可以采
用人工添加酚类物质的方法,诱导农杆菌完成侵染过程,
但是单子叶植物的组织培养有一定的难度.目前,只发现
条件影响;由于后代群体规模较大,筛选过程丁作量较
大..
2.2花粉管通道法
2O世纪70年代末期,在DNA片段杂交假设理论和对
植物开花受精过程的解剖学及细胞学特征研究的基础上,
周光宇等推测外源DNA可以通过花粉管经过的珠心通道
进入受精胚囊,转化进入精卵融合细胞,早期合子及早期
胚细胞.随后,周光宇等创建花粉管通道技术并通过该技
植物转基因技术的原理和方法
植物转基因技术的原理和方法
1、植物转基因技术的原理
植物转基因技术是指将外源DNA片段插入到植物细胞的过程，从而改变植物的表型特征。
在植物转基因技术中，将外源DNA插入到植物细胞的过程包括以下几个步骤：
(1) DNA片段的生产和收集：DNA片段的生产和收集是通过一系列的生物技术手段来实现的，比如PCR扩增技术、染色体复制，等等。
(2)特異性克隆：特異性克隆是一种利用抗原受体系统的分子生物学技术，主要是通过聚合酶链反应的方法，将无菌的DNA片段植入到宿主细胞中，从而使改变细胞表型性状的抗原受体获得潜在的克隆特异来源。
(3) 载体特异性转染：载体特异性转染是将DNA片段植入到宿主细胞中的过程，它通常是利用哺乳动物质粒等载体将外源DNA片段植入到宿主细胞中。
(4) 转化：转化是植物细胞在受到DNA片段植入后，能够形成含有外源基因的植物的过程。
2、植物转基因技术的方法
(1) 诱导细胞抗性：植物转基因技术可以利用一些诱导剂，如多聚糖、双链RNA等，通过诱导植物细胞的自然抗性，让其增加免疫反应及抗外源性抗原的能力，从而提高转基因植物的转化效率。
(2) 共价结合技术：共价结合技术是一种利用化学方法将外源DNA植入植物细胞的技术，它通常利用某种活性稀释剂将DNA片段与
植物细胞表面形成稳定的共价结合，从而使外源DNA片段能够植入宿主细胞。
(3) 转化抗性：转化抗性是一种利用抗生素来抑制植物细胞的自然抗性，从而促进植物细胞内部外源DNA的转化。
一般常用的抗生素有青霉素和环丙沙星。
(4) 小麦内含体技术：小麦内含体技术是一种利用小麦内含体将外源DNA植入植物细胞的技术，它通常利用小麦内含体外质壁偶联（ECC）促进外源DNA的转化。
基因工程技术在植物育种中的应用研究
基因工程技术在植物育种中的应用研究随着生物技术的发展，基因工程技术已经成为现代农业中不可或缺的重要手段。
通过基因工程技术，可以针对植物疾病抗性、耐旱、耐寒等特性进行改良，进一步提高植物的产量和品质，为全球粮食安全和生态环境保护做出了重要贡献。
本文将介绍基因工程技术在植物育种中的应用研究，探讨其在未来发展中可能面临的挑战和机遇。
一、基因工程技术在植物育种中的应用研究1、转基因作物转基因作物是通过改变植物基因来提高其产量和营养价值、抵抗病虫害等特性的一种农业技术。
转基因作物在全球范围内逐渐普及，并取得了显著的经济效益。
例如，玉米、大豆、棉花、番茄等农作物都已经被转基因改良，使其耐旱、抗虫害及抗草害等特性得到了增强。
在转基因作物中，最常用的基因工程技术是植物转录因子技术，通过研究植物在不同环境下的转录因子变化，来识别并控制植物某些基因的表达，以达到种质改良的目的。
2、基因组编辑技术基因组编辑技术也是一种重要的基因工程技术，在植物育种中的应用领域也越来越广泛。
它通过引入或删除基因片段来改造植物基因组，并实现对植物特征的控制。
例如，通过应用CRISPR/Cas9技术对植物基因进行定向编辑，可以使植物产生更好的品质、更高的产量、更强的抗性等特性。
同时，这种技术还可以应用于研究植物发育、细胞分化等生物学问题。
3、遗传多样性评估遗传多样性评估是一个重要的植物育种研究方向。
它通过对产地、品种、种类等植物样本进行DNA序列分析，针对不同植物特征进行遗传多样性评估，以确定植物材料的可变性和遗传关系。
这种技术可以帮助植物育种者在固有遗传多样性的基础上，更好地把握遗传演化规律，更好地引入优良基因，实现质量提高和品种选育等目标。
二、未来的机遇与挑战尽管目前基因工程技术在植物育种中已经取得了一定的成果，但是在未来的发展中，它仍然面临着一系列挑战和机遇。
1、技术开发当前，基因工程技术在植物育种中应用依旧存在技术瓶颈。
例如，目前的基因组编辑技术虽然能够通过对基因序列进行编辑，来实现植物的遗传改良，但是在具体实施过程中，往往会引起不可预知的遗传变异和代价等问题。
植物转基因方法对比
植物转基因方法对比
植物转基因方法是一种利用基因重组技术对植物基因进行修改和改良的方法，是现代生物技术领域的重要研究方向。
植物转基因方法主要分为两种，即生物法和物理法。
下面我们来比较一下这两种方法的优缺点。
生物法是指利用农杆菌或其他具有植物病原性的微生物，将外源基因导入到植物细胞中。
这种方法的优点是可以实现对植物基因的精确调控，不会产生不确定性的突变。
另外，通过生物法还可以实现基因的定点插入和定向导入，从而使得植物转基因更加精确和可控。
然而，生物法的缺点是转化效率较低，需要耗费大量的时间和精力才能得到稳定的转基因植物。
物理法是指利用物理因素，如微粒轰击、基因枪等手段，将外源基因导入到植物细胞中。
这种方法的优点是转化效率较高，可以快速得到大量的转基因植物。
另外，物理法不受植物品种和基因型的限制，可以适用于多种不同的植物。
然而，物理法的缺点是对植物细胞有一定的损伤，容易引起不确定性的突变，从而影响植物的生长和发育。
总体来说，生物法和物理法各有优缺点，选择哪种方法主要取决于具体应用的场景和目的。
如果需要精确调控植物基因，选择生物法更加合适；如果需要快速得到大量转基因植物，选择物理法更加适
合。
当然，无论采用哪种方法，都需要遵守相关的生物安全规定和伦理道德准则，确保对环境和人类健康的安全不会带来不良影响。
植物转基因方法是现代生物技术的重要组成部分，它为植物育种、生产和保护提供了新的思路和方法。
未来，随着技术的不断进步和完善，相信植物转基因技术将会在更广泛的领域得到应用和发展。
叶绿体转基因方法
叶绿体转基因方法在当今的生物技术领域，转基因技术无疑是一项具有重要意义和广泛应用前景的研究方向。
其中，叶绿体转基因作为一种相对新兴的技术手段，正逐渐引起科学界的关注。
叶绿体是植物细胞中进行光合作用的重要细胞器，其独特的遗传特性为转基因操作提供了一些独特的优势。
首先，叶绿体基因组的拷贝数相对较多，这意味着一旦成功导入外源基因，其表达量往往较高。
其次，叶绿体基因大多是母系遗传，这在一定程度上降低了转基因通过花粉传播带来的潜在环境风险。
那么，叶绿体转基因是如何实现的呢？常见的方法主要包括基因枪法、农杆菌介导法和花粉管通道法等。
基因枪法，又被称为微弹轰击法，是将包裹有外源 DNA 的微小金粒或钨粒，借助高压气体的加速，像子弹一样射入细胞或组织中。
这种方法的优点在于其适用范围较广，不受植物材料的限制。
然而，其缺点也比较明显，操作相对复杂，成本较高，且容易造成多拷贝的随机插入，可能影响转基因的稳定性和表达效率。
农杆菌介导法是在植物转基因中应用较为广泛的一种方法。
农杆菌是一种天然的植物病原菌，它能够将自身携带的一段 DNA（称为TDNA）转移并整合到植物细胞的基因组中。
在叶绿体转基因中，需要对农杆菌进行改造，使其携带的 TDNA 能够靶向叶绿体基因组。
但这种方法在应用于叶绿体转基因时，成功率相对较低，而且对于一些植物物种可能效果不佳。
花粉管通道法是一种相对简便的方法。
在植物授粉后，将含有外源基因的溶液注入花粉管通道，使得外源基因能够随着花粉管的生长进入胚囊，进而整合到叶绿体基因组中。
该方法操作简单，但转基因的效率和准确性较难控制。
在进行叶绿体转基因操作之前，首先需要构建合适的载体。
载体通常包含启动子、目的基因、终止子等元件。
启动子的选择对于基因的表达起着关键作用，需要根据具体的实验目的和植物物种来确定。
目的基因则是我们希望导入叶绿体中并表达的特定基因，例如具有抗虫、抗除草剂或者提高光合作用效率等功能的基因。
终止子用于确保基因转录的正确终止。
植物转基因技术的原理和方法
植物转基因技术的原理和方法
植物转基因技术是一种利用分子生物学手段将外源基因导入植物细胞内，使其具有新的性状的技术。
转基因技术的原理是通过将外源基因导入植物细胞内，使得这些基因能够在植物细胞内正常表达，从而实现对植物性状的改良。
转基因技术的方法主要包括以下几个步骤：首先，利用现代分子生物学技术，将需要导入植物细胞内的外源基因与载体DNA连接起来，形成转基因载体。
其次，将转基因载体导入到植物细胞内，使其与植物细胞内的DNA发生重组，从而使外源基因被整合到植物细胞内。
最后，通过筛选和鉴定，确定已经被整合外源基因的植物细胞，并进行培养和繁殖。
转基因技术应用广泛，可以用于改良植物的品质、抗病性、耐旱性等性状。
在农业生产中，转基因技术可以提高作物的产量和品质，减少使用农药和化肥的数量，从而减少对环境的污染。
同时，转基因技术也可以用于生物医药领域，生产一些高价值的药物和医疗用品。
然而，转基因技术也存在一些争议和风险。
一些人担心转基因作物可能会对生态环境造成负面影响，并可能对人类健康产生潜在风险。
因此，在使用转基因技术时，需要进行严格的安全评估和监管。
同时，为了保护消费者的知情权和选择权，一些国家和地区还规定了
转基因食品的强制标识。
植物转基因技术是一种强大的生物技术手段，具有广泛的应用前景。
同时，也需要充分考虑其潜在的风险和影响，采取相应的安全措施和监管措施，确保其合理、安全地应用。
转基因技术——动植物转基因方法
转基因 技术
【DAWN_ZX】
转基因技术的步骤
转基因 技术
STEP4：目的基因的检测和表达
1.检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目 的基因。 方法：采用DNA分子杂交技术。 2.检测目的基因是否转录出了mRNA。 方法：采用用标记的目的基因作探针与 mRNA 杂交。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质。 方法：从转基因生物中提取蛋白质，用相应的 抗体进行抗原－抗体杂交。 4. 进行个体生物学水平的鉴定。
转基因 技术
【DAWN_ZX】
动物转基因方法
原核显微注射法
胚胎干细胞介导法 逆转录病毒载体法 精子介导的基因转移 核移植转基因法 体细胞核移植法 线粒体介导法
转基因 技术
【DAWN_ZX】
动物转基因方法
原核显微注射法（最常用） •方法：将外源基因注射到受精卵细胞的原核内，
外源基因与胚胎基因组融合后体外培养， 移植到 受体母畜子宫内发育，这样分娩的动物体内的每一 个细胞都含有新的DNA片段。 •缺点：效率低、位置效应(外源基因插入位点随 机性)造成表达结果有不确定性、动物利用率低。 反刍动物繁殖周期长，有较强的时间限制、需要大 量的供体和受体动物。
转基因 技术
【DAWN_ZX】
植物转基因方法 基因枪介导转换法
•方法：利用火药爆炸或高压气体加速将包裹
了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入 完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组 织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳 性植株即为转基因植株。 •优点:不受受体植物范围的限制，而且其载 体质粒的构建也相对简单，是目前转基因研究 中应用较为广泛的一种方法。
转基因技术的步骤 STEP2：基因表达载体的构建
目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且 可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥 作用。 组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含 有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出 来。常用抗生素基因。
转基因技术动植物转基因方法
转基因技术动植物转基因方法转基因技术是一种现代生物技术，通过对生物体的基因进行修饰和重组，从而实现特定的性状改良或新性状的引入。
在动植物领域，有多种转基因方法被广泛应用，以下将为您详细介绍。
一、动物转基因方法1、显微注射法这是动物转基因技术中最常用的方法之一。
其基本原理是在显微镜下，将经过处理的外源基因直接注射到受精卵的雄原核中。
因为雄原核较大，更容易容纳和整合外源基因。
注射后的受精卵经过培养和筛选，然后移植到代孕母体的子宫内，最终发育成转基因动物。
这种方法的优点是操作相对直接，成功率较高；但缺点是技术难度大，对设备和操作人员的要求较高，且可能会对受精卵造成一定的损伤。
2、病毒载体法利用病毒作为载体将外源基因导入动物细胞。
经过改造的病毒失去了致病性，但仍能携带外源基因并将其整合到宿主细胞的基因组中。
常用的病毒载体包括逆转录病毒、腺病毒等。
此方法的优势在于转染效率较高，能够感染多种类型的细胞；然而，病毒载体的容量有限，可能引起免疫反应，且存在潜在的生物安全风险。
3、胚胎干细胞介导法首先从早期胚胎中分离出胚胎干细胞，然后通过基因工程技术将外源基因导入胚胎干细胞。
经过筛选和鉴定，含有外源基因的胚胎干细胞被重新注入到囊胚腔中，与囊胚细胞融合，形成嵌合体胚胎。
最后将嵌合体胚胎移植到代孕母体子宫内发育。
这种方法可以实现精确的基因修饰，但胚胎干细胞的培养和操作难度较大。
4、体细胞核移植法先将供体细胞进行基因修饰，使其携带外源基因，然后将供体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，构建重组胚胎，再将重组胚胎移植到代孕母体中发育。
这种方法的优点是可以获得大量遗传背景相同的转基因动物，但技术流程复杂，成功率相对较低。
二、植物转基因方法1、农杆菌介导转化法农杆菌是一种天然的植物基因转化载体。
当植物受伤时，农杆菌会感染植物，并将其携带的一段 DNA（称为 TDNA）转移并整合到植物基因组中。
在转基因操作中，将含有目的基因的 TDNA 载体导入农杆菌，然后用农杆菌感染植物细胞，从而实现目的基因的转化。
植物基因转变技术的研究与应用
植物基因转变技术的研究与应用第一章：引言植物基因转变技术是指利用生物工程的手段，对植物基因进行改造和转变的科学方法。
它能够通过选择性地引入外源基因或改造内源基因，使植物获得新的性状或改善现有性状，从而应对环境压力、提高产量和质量等。
本文旨在对植物基因转变技术的研究与应用进行深入探讨。
第二章：植物基因转变技术的研究方法2.1 基因传递方式植物基因转变技术常用的传递方式包括农杆菌介导的转化、基因枪法和电击法等。
农杆菌介导的转化是较常用的方法，通过利用农杆菌及其质粒将外源基因导入到植物细胞中。
基因枪法是将外源基因包裹在微小金属颗粒上，通过高速撞击的方式将基因引入到植物细胞中。
电击法则是利用电场脉冲使植物细胞膜通透性增加，以便外源基因能够进入细胞。
2.2 基因的选择和构建基因的选择是植物基因转变技术中的重要步骤。
常用的外源基因包括抗病基因、抗虫基因、抗逆基因和营养改良基因等。
构建外源基因则需要将目标基因与适当的调控序列组合，并经过人工合成或进行PCR扩增，最终构建出能够在转基因植物中进行表达的基因。
第三章：植物基因转变技术的应用3.1 抗病基因的导入通过转基因技术将抗病基因导入到植物中，能够提高植物的抗病能力。
例如，在水稻中导入水稻白叶枯病的抗性基因Xa21，能够显著提高水稻对白叶枯病的抗性，从而实现重要农作物的病害防控。
3.2 抗虫基因的导入抗虫基因的导入能够有效降低植物受虫害的损失，并减少对化学农药的依赖。
例如，通过导入杀虫蛋白基因Bt基因到作物中，可以使作物在遭受害虫攻击时产生抗虫蛋白，从而实现对害虫的有效防控。
3.3 抗逆基因的导入逆境胁迫对植物的生长和产量产生严重影响。
通过导入抗逆基因，可以增强植物的抵抗逆境胁迫的能力。
例如，在水稻中导入轮播麦作为转基因水稻的耐旱基因，能够显著提高转基因水稻的耐旱能力，并增加其产量。
3.4 营养改良基因的导入通过导入营养改良基因，可以增加植物对营养元素的吸收和利用效率，从而提高作物的产量和品质。
植物转基因技术
植物转基因技术植物转基因技术，也被称为植物基因工程技术，是一种利用生物技术手段改造植物基因组的方法。
通过将外源基因导入植物细胞中，植物转基因技术使得植物获得了新的性状或功能，从而在农业、环境保护和医药等领域带来了革命性的变化。
一、植物转基因技术的原理和方法植物转基因技术主要依靠DNA分子的重组和重构完成。
其中，常用的方法包括基因枪法、农杆菌介导转化法和双链RNA法。
基因枪法是将外源基因通过微粒轰击的方式送入植物细胞中，使得外源基因插入目标植物基因组中。
农杆菌介导转化法则通过利用农杆菌将外源基因转移到植物细胞中。
双链RNA法则是通过RNA干扰的方式，引导RNA分子与目标基因互作，从而达到基因沉默的目的。
二、植物转基因技术的应用植物转基因技术在农业领域中有着广泛的应用。
常见的转基因植物作物包括转基因水稻、转基因玉米、转基因大豆等。
这些作物通过引入耐草酮类和杀虫剂抗性基因，提高了作物的抗蚜、抗虫能力，从而减少了农药的使用量。
此外，转基因作物还能够抵抗病毒、细菌和真菌等各类病害，提高了作物的产量和质量。
植物转基因技术在环境保护领域也有重要的应用。
通过转基因技术改造植物的性状，例如增加植物的污染物吸收能力和金属离子富集能力，可以用于修复受到污染的土壤和水源。
此外，转基因技术还可以改善植物的耐旱、抗盐性能，以应对气候变化和土地退化等问题。
植物转基因技术还在医药领域有着巨大的潜力。
通过转基因技术，植物可以成为生产蛋白质药物和疫苗的“生物工厂”。
例如，转基因植物可以表达人类胰岛素、乳制品过敏症患者所需的乳头素等蛋白质，用于治疗糖尿病、乳制品过敏等疾病。
三、植物转基因技术的争议和风险尽管植物转基因技术在农业、环境保护和医药领域带来了巨大的潜力，但它也面临着一些争议和风险。
其中，最主要的争议之一是关于转基因食品的安全性问题。
有人担心转基因食品对人体健康产生潜在影响，而另一些人则认为已有的科学研究没有证明转基因食品有害。
转基因的应用实例
转基因的应用实例一、植物领域1. 转基因水稻转基因水稻是应用最为广泛的转基因植物之一。
通过在水稻中加入外源基因，可以使其具有抗病性、耐旱性、耐盐碱性等优良特性。
例如，中国科学院遗传与发育生物学研究所研发的“超级稻”就是一种具有高产、抗虫、耐旱等特性的转基因水稻。
2. 转基因玉米转基因玉米也是应用较为广泛的转基因植物之一。
通过在玉米中加入外源基因，可以使其具有抗虫、抗草害、耐旱等优良特性。
例如，美国孟山都公司研发的“BT玉米”就是一种具有抗虫特性的转基因玉米。
二、畜牧领域1. 转基因奶牛转基因奶牛可以产生更多和更好的乳制品，例如含有更多脂肪和蛋白质的牛奶以及更多乳清蛋白等。
此外，通过在奶牛中加入外源基因还可以使其具有抵抗疾病、提高生产效率等特性。
例如，美国加州大学洛杉矶分校的科学家们就成功地将人类乳腺癌基因转移到了奶牛中，使其产生含有人类乳腺癌药物的牛奶。
2. 转基因猪转基因猪可以使其具有更好的生长速度、更高的肉质量和更强的抵抗力等特性。
例如，中国农业大学研发的“超级瘦肉猪”就是一种具有快速生长和高肉质量特性的转基因猪。
三、医药领域1. 转基因细胞转基因细胞可以用于制造各种医药产品，例如重组蛋白、单克隆抗体等。
此外，通过在细胞中加入外源基因还可以使其具有抵抗疾病、提高生产效率等特性。
例如，美国默克制药公司就利用转基因技术成功地制造出了一种名为“Recombinant Factor VIII”的血友病治疗药物。
2. 转基因动物模型转基因动物模型可以用于进行各种医学实验和药物筛选。
例如，瑞士诺华制药公司就利用转基因技术制造出了一种名为“NOD-SCID小鼠”的免疫缺陷模型，用于进行人类肿瘤细胞的移植和药物筛选实验。
四、环境领域1. 转基因植物清除污染转基因植物可以用于清除土壤和水体中的各种污染物，例如重金属、有机化合物等。
通过在植物中加入外源基因，可以使其具有更好的吸附能力和分解能力。
例如，美国佐治亚大学的科学家们就利用转基因技术成功地制造出了一种名为“超级芥菜”的植物，可以有效地清除土壤中的镉等重金属。
五种常用的植物转基因技术
物 细 胞 内 ， 后 将 ＴＤ Ａ 整 合 到 植 物 基 因 组 中 Ｊ Ｔ 而 —Ｎ 。 －
Ｄ Ａ是 质 粒 上 一 段 １ ３ ｋ Ｎ ０～ ０ ｂ的 序列 ， 的 两 端 各 有 一 段 它
改 良现 有 的农 作 物 和 培 育新 的农 作 物 品种 。 以 Ｄ Ａ 重 组 Ｎ 技 术 为 基 础 的 植 物 转 基 因 技 术 极 大 地 扩 展 了基 因 信 息 的
通 道 法 等 ５种 常 用 的植 物 转 基 因技 术 进 行 了 简要 介 绍 。 关 键 词 ： 杆 菌介 导 法 ； 因枪 法 ； 声 波介 导 法 ； 农 基 超 子房 注射 法 ； 花粉 管 通 道 法 ； 理 ； 本 步 骤 ； 缺 点 原 基 优
中 图 分 类 号 ：３ ６ ￥３ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
来源 ， 打破 了远 缘 物 种 间 自身 保 持 遗 传稳 定性 的屏 障 。 植 物 转 基 因 技术 已应 用 到 玉 米 、 稻 、 麦 、 豆 和 棉 花 等 许 水 小 大
高 度保 守 的 ２ ｂ ５ ｐ的 同 向重 叠 序 列 。 由 于 Ｔ Ｄ Ａ 转 化 ．Ｎ 无 序列 特异 性 ， 此 可 用 任 何 基 因 片段 代 替 原 来 的 ＴＤ Ａ 因 ．Ｎ
培 养 过程 繁 杂 ， 培养 工 作 量 大且 培 养 技 术 不 易 掌 握 ； 生 原
入 宿 主 细 胞 质 中 。 在 宿 主 细 胞 质 中 ， ｉ ２蛋 白 与 Ｖｒ Ｅ
杆 菌 基 因整 合 到 宿 主植 物 基 因 组 过 程 的 Ｔ Ｄ Ａ 区 、 农 －Ｎ 在 杆 菌 中启 动 质 粒 复 制 的 ｏｊ 。在 ｖｒ 上 的 ｖ 操 纵 子 群 区 ｒ ｉ区 ｉ ｒ 作 用 下 ， ｊ 粒 和 Ｒ 质 粒 能将 自身 的 Ｔ Ｄ Ａ转 入 宿 主 植 ｒ质 ｒ ｉ －Ｎ
基因工程生产农作物抗逆性的方法
基因工程生产农作物抗逆性的方法引言：随着全球气候变化和日益严重的环境污染，农作物面临愈发严峻的抗逆性挑战。
基因工程的应用为农作物育种提供了一种有效手段，可以增强农作物的抗逆性，提高产量和品质。
本文将介绍几种常见的基因工程方法，包括转基因、基因编辑和基因组重组等，用于改良农作物的抗逆性，以应对不利环境条件。
一、转基因技术转基因技术是基因工程中最常用的方法之一，通过将来自其他物种的耐逆性基因或调控基因引入到农作物中，以提高其抗逆性。
例如，在水稻中引入耐盐基因 AtNHX1，可增强其盐碱地的适应性。
另外，转基因技术还可通过植物激素合成途径的优化，增加植物对干旱和高温的抵抗力。
二、基因编辑技术基因编辑技术是近年来迅速发展的一种新兴技术，通过精确、高效地改变目标基因的DNA序列，实现农作物的基因组精准改造。
其中，CRISPR/Cas9系统成为最为常用的工具。
通过利用CRISPR/Cas9对出现抗逆性突变的基因进行选择性编辑，可以提高农作物的抗逆性。
例如，对于抗病性相关基因的编辑可以增强抗病毒能力。
三、RNA干扰技术RNA干扰技术利用小RNA分子（例如microRNA和siRNA）通过与目标mRNA相互作用来抑制特定基因的表达。
这种技术可以用来调控与抗逆性相关的基因。
通过合成和转化这些小RNA，可以抑制一些不利于抗逆性的基因的表达，并增强农作物的抗逆性能力。
例如，通过抑制高温胁迫诱导的基因表达，可以增加农作物的耐受力。
四、遗传网络修改农作物的抗逆性是多基因调控的结果，因此，对整个遗传网络进行修改可以增强农作物的抗逆性。
通过利用系统生物学的方法，可以对已知的或预测的与抗逆性相关的基因进行整合和调控网络的优化。
这种方法可以提高农作物整体的抗逆能力，并提供逆境条件下合理的遗传改造策略。
五、组织培养和选择组织培养和选择是一种传统的农作物改良方法，通过对诱导的组织进行筛选和选择，以获得具有所需抗逆性特征的植株。
这种方法可用于获得对特定逆境条件有较强耐受能力的农作物株系。
植物基因转化及转基因植物的分析与鉴定
植物基因转化及转基因植物的分析与鉴定1. 引言植物基因转化是一种重要的生物工程技术，利用这种技术可以引入外源基因或修改内源基因，从而改变植物的性状和功能。
转基因植物是通过植物基因转化技术获得的具有外源基因的植物，具有重要的应用价值。
本文将介绍植物基因转化的基本原理和方法，并探讨转基因植物的分析与鉴定方法。
2. 植物基因转化的基本原理和方法2.1 基本原理植物基因转化利用穿透细胞壁的技术，将外源DNA导入植物细胞，通过细胞的内源机制使其稳定地表达。
常用的植物基因转化方法包括农杆菌介导的转化、生物弹射法和基因枪法等。
2.2 基本方法2.2.1 农杆菌介导的转化农杆菌介导的转化是最常用的植物基因转化方法之一。
基本步骤包括构建表达载体、感受剂的处理和遗传转化的选择和鉴定。
构建表达载体时，将目标基因插入适当的载体上，并添加转录和翻译的调控序列，如启动子和终止子，以确保目标基因的表达。
感受剂的处理是将表达载体导入农杆菌中，并通过培养条件的优化，使农杆菌中的表达载体得到高效表达。
遗传转化的选择和鉴定是将感受剂经过适当的处理后，转化到植物细胞中，并通过筛选和鉴定来确定转化成功的细胞株。
2.2.2 生物弹射法生物弹射法是将DNA以高速撞击植物细胞，使其穿透细胞的质壁和细胞膜，进而将外源基因导入细胞内。
生物弹射法通常使用微粒子加速器或毛发管射击法进行。
微粒子加速器是一种将金属微粒或微球与外源DNA一起加速，并将其发射到目标细胞上的设备。
通过微粒的高速撞击，外源基因能够穿透细胞的质壁和细胞膜。
毛发管射击法是将DNA包裹在微小的金属颗粒上，然后使用高压气体将金属颗粒射击到目标细胞上。
这种方法也能够使外源基因穿透细胞膜进入细胞。
2.2.3 基因枪法基因枪法是将外源DNA包裹在金粒或微米级金属颗粒上，并使用高压气体或炮发射器将其穿过细胞质，进入植物细胞。
基因枪法不需要依赖转化菌或细胞融合等辅助手段，直接将外源DNA送入目标细胞，因此具有较高的成功率。
五种常用的植物转基因技术
五种常用的植物转基因技术植物转基因技术是通过各种物理的、化学的和生物的方法将从动物、植物及微生物中分离的目的基因整合到植物基因组中，使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物预期性状的一种生物技术方法。
1983年，首例抗病毒转基因烟草的成功培育标志着人类开始尝试利用转基因技术改良农作物。
目前，植物转基因技术已在作物改良和育种领域发挥了重要作用。
通过植物转基因技术，一些来自于动物、植物及微生物的有益基因如抗病／虫基因、抗非生物胁迫性状基因及特殊蛋白基因已被转化到农作物中以改良现有的农作物和培育新的农作物品种。
以DNA重组技术为基础的植物转基因技术极大地扩展了基因信息的来源，打破了远缘物种间自身保持遗传稳定性的屏障。
植物转基因技术已应用到玉米、水稻、小麦、大豆和棉花等许多农作物。
同时，该技术也正在被尝试用于茄子和草莓等其它的作物中‘1’纠。
目前，根据转基因植物的受体类型，植物转基因方法可以分为3大类：以外植体为受体的基因转化方法，如农杆菌介导法、基因枪法和超声波介导法；以原生质体为受体的基因转化方法，如聚乙二醇法、电击法、脂质体法及磷酸钙-DNA共沉淀法；以种质系统为受体的基因转化方法，如子房注射法和花粉管通道法。
由于以原生质体为受体的基因转化方法有原生质体培养难度大，培养过程繁杂，培养工作量大且培养技术不易掌握；原生质体再生植株的遗传稳定性差、再生频率低并且再生周期长；相关的转化方法的转化率低、效果不理想等缺点，所以该类基因转化方法未被作为植物转基因的常规方法广泛使用。
本文将对农杆菌介导法、基因枪法、超声波介导法、子房注射法和花粉管通道法的原理、基本步骤和优缺点作以简要介绍。
1 以外植体为受体的基因转化方法1.1农杆菌介导法农杆菌介导法是最早应用、最实用有效并且具有最多成功实例的一种植物转基因方法。
农杆菌是一类普遍存在于土壤中的革兰氏阴性细菌。
目前，用于植物转基因介导的农杆菌是根癌农杆菌和发根农杆菌。
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物基因组中,使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物
预期性状的一种生物技术方法.1983年,首例抗病毒转
基因烟草的成功培育标志着人类开始尝试利用转基因技
术改良农作物.目前,植物转基因技术已在作物改良和育
种领域发挥了重要作用.通过植物转基因技术,一些来自
在宿主植物中稳定地表达和遗传.其次,因为随机整合位
点不固定和外源DNA拷贝数多等问题会导致转基因后代
的突变率提高,整合的外源DNA丢失及基因沉默等现象.
此外,基因枪法还存在转化过程对细胞有损害,转化率低,
嵌合体多,可重复性差及设备昂贵等缺点...
1.3超声波介导法
作为一种新创建的物理学基因转化方法,超声波介导
摘要:从原理,基本步骤和优缺点等几个方面对农杆茵介导法,基因枪法,超声波介导法,子房注射法和花粉管
通道法等5种常用的植物转基因技术进行了简要介绍.
关键词:农杆菌介导法;基因枪法;超声波介导法;子房注射法;花粉管通道法;原理;基本步骤;优缺点
中图分类号:$336文献标识码:B
植物转基因技术是通过各种物理的,化学的和生物的
入受精的卵细胞中,借助合子胚旺盛分裂过程中基因组的
复制,重组,缺失或易位等现象,外源DNA被随机整合到
受体染色体上".
子房注射法的基本步骤是:(1)目的基因的制备;(2)
根据受体植物受精后其子房的变化特点,确定最佳NA
注射,再对该离体子房进行培养;(3)转化种子及其后代
于动物,植物及微生物的有益基因如抗病/虫基因,抗非生
物胁迫性状基因及特殊蛋白基因已被转化到农作物中以
改良现有的农作物和培育新的农作物品种.以DNA重组
技术为基础的植物转基因技术极大地扩展了基因信息的
来源,打破了远缘物种间自身保持遗传稳定性的屏障.植
物转基因技术已应用到玉米,水稻,小麦,大豆和棉花等许
因介导的农杆菌是根癌农杆菌和发根农杆菌.某些根癌
农杆菌和发根农杆菌分别含有大小为200—800bp的结构
和功能相似的质粒和Ri质粒J.Ti质粒和Ri质粒含
有3个功能区:参与农杆菌侵染植物过程的vir区,参与农
杆菌基因整合到宿主植物基因组过程的T-DNA区,在农
杆菌中启动质粒复制的orj区.在vir区上的vir操纵子群
花粉管通道法的优点:操作简单;对受体植物无种类
的要求;对外源DNA无特别要求;无组织培养过程;转化
速度较快,育种周期短等.其缺点是:该方法的具体机
制不清,且缺乏分子生物学证据;受自然条件,环境条件及
受体植物的花期等生理条件限制;该方法要求充分了解受
体植物开花受精的时间;该方法要求很强的经验性,对某
些农作物的操作难度较大;转化率低;结果的可重复性差;
套物理学转基因方法.经过l0多年的改进和提高,基
因枪的发展经历了3个阶段:第一代基因枪是1987年由
Sanford等设计制造的火药基因枪,它是以火药爆炸的冲
力为动力;第二代基因枪是高压放电基因枪,它是以高压
放电引起水滴汽化所产生的冲力为动力;第三代基因枪是
压缩气体驱动基因枪,它是以高压惰性气体为动力.由于
多农作物.同时,该技术也正在被尝试用于茄子和草莓等
其它的作物中"J.目前,根据转基因植物的受体类型,
植物转基因方法可以分为3大类:以外植体为受体的基因
转化方法,如农杆菌介导法,基因枪法和超声波介导法;以
原生质体为受体的基因转化方法,如聚乙二醇法,电击法,
脂质体法及磷酸钙?DNA共沉淀法;以种质系统为受体的
染;该方法只能在授粉期进行,受季节和天气等自然
1_88杂粮作物第3O卷
条件影响;由于后代群体规模较大,筛选过程丁作量较
大..
2.2花粉管通道法
2O世纪70年代末期,在DNA片段杂交假设理论和对
植物开花受精过程的解剖学及细胞学特征研究的基础上,
周光宇等推测外源DNA可以通过花粉管经过的珠心通道
进入受精胚囊,转化进入精卵融合细胞,早期合子及早期
子房注射法将Bt基因导入玉米子粒中并成功获得了具有
一
定玉米螟抗性的转基因玉米".目前,子房注射法成
功用于玉米,小麦,甜瓜和黄瓜等农作物的转基因育种T
作中,.
子房注射法的原理是:使用微注射针或显微注射仪将
外源DNA注入处于减数分裂期的受体植物的子房中,借
助子房产生的压力和卵细胞产生的吸收力,外源DNA进
五种常用的植物转基因技术
杂粮作物2010
.
30(3):186～189RainFedCrops''……
文章编号:1003—4803(2010)03—0186—04
五种常用的植物转基因技术
汪由,吴禹,王岩,李兆渡,王光霞
(1.辽宁省农业科学院创新中心,辽宁沈阳110161;2.沈阳市东陵区白塔街道办事处,辽宁沈阳110167)
活;该方法操作简便,设备便宜等优点.由于超声波介
导法也存在外源DNA随机整合及外源DNA拷贝数多等
问题.因此,该方法也会导致转基因后代的突变率提高,
整合的DNA丢失及基因沉默等现象.
2以种质系统为受体的基因转化方法
2.1子房注射法
子房注射法是一种育种工作中经常使用的简便易行
的植物转基因方法.1993年,丁群星及其同事首次使用
体;(2)构建含有目的基因的质粒;(3)质粒导入合适的农
杆菌菌株中及该菌株的活化过程;(4)植物愈伤组织的微
伤口处理及农杆菌侵染;(5)共培养及脱菌处理;(6)愈伤
组织筛选,分化与植株再生;(7)再生植株及其后代的外
源基因及其表达产物的分子检测;(7)转基因Tl代的目
标性状鉴定".
农杆菌介导法具有操作简单,转化效率较高,重复性
作用下,rrj质粒和Ri质粒能将自身的T-DNA转入宿主植
物细胞内,而后将T—DNA整合到植物基因组中J.T-
DNA是质粒上一段10～30kb的序列,它的两端各有一段
高度保守的25bp的同向重叠序列.由于T.DNA转化
无序列特异性,因此可用任何基因片段代替原来的T.DNA
基因片段进行.
农杆菌介导法的原理是:在农杆菌基因chvA,chvB,
好,单拷贝整合,基因沉默现象少,转育周期短,转化片段
收稿日期:2010—03—26
作者简介:汪由(1977一),男,硕士,助理研究员,主要从事玉米分子育种研究.
第3期汗由等:五种常用的植物转基因技术l87
较大且插入片段明显及实验费用低等优点,因此,农杆菌
介导法是目前应用最广泛的一种植物转基因方法.但
法已被用于真核生物的基因转化研究和人类基因治疗领
域.在农作物基因转化研究中,超声波介导法已成功
地将外源DNA转导人烟草和甜菜的原生质体,玉米和小
麦的未成熟胚及烟草的叶片中.目前,该方法常与农
杆菌介导法共用以提高外源DNA的转化效率'.
超声波介导法的原理是:利用超声波的空化作用,在
细胞膜上产生可恢复的渗透孔空洞,从而使外源DNA进
是,农杆菌介导法也存在一些问题.首先,在自然条件下,
农杆菌只侵染双子叶植物.对于单子叶植物,虽然可以采
用人工添加酚类物质的方法,诱导农杆菌完成侵染过程,
但是单子叶植物的组织培养有一定的难度.目前,只发现
20多种单子叶植物能被农杆菌侵染.其次,植物细胞壁
对农杆菌介导转化效果有一定影响.再次,影响农杆菌转
存在明显的安全性和稳定性问题,前两代基因枪现已基本
被淘汰.¨.作为一种物理学方法,基因枪技术已成功应
用在烟草,水稻,小麦,甘蔗,棉花,大豆,洋葱,番木瓜和葡
萄等许多农作物的品种改良上,并且该技术被用于瞬间表
达研究和培育稳定的转基因植株等研究领域.
基因枪法的原理是:利用基因枪产生的高压动力冲击
波将包裹外源DNA的重金属颗粒(如钨粉,金粉等)射穿
pscA,andatt家族所编码的蛋白和植物伤口产生的酚类
物质和糖类物质的共同作用下,农杆菌识别并附着在宿主
细胞壁上.virD4和virB基因编码蛋白组成的typeIV分
泌系统将单链VirD2一T—DNA复合体运送到宿主细胞
内.此外,VirE3,VirE2和VirF蛋白也通过该系统进
入宿主细胞质中.在宿主细胞质中,VirE2蛋白与
植物细胞壁和细胞膜,射入植物细胞,使外源DNA随机整
合到植物细胞染色体中,达到使外源DNA在受体植物中
正常表达和稳定遗传的目的'.
基因枪法的基本步骤是:(1)诱导目标植物外植体;
(2)构建含有目的基因的质粒或制备外源DNA样品;(3)
重金属颗粒的外源基因包被过程;(4)植物愈伤组织的前
处理;(5)基因枪轰击过程;(6)愈伤组织筛选,分化与植
株再生;(7)再生植株及其后代的外源基因及其表达产物
的分子检测.
基因枪法具有操作方法简单,转化时间短,数量大,对
受体植物几乎无要求,基因用量少,可转化基因片段大,可
获得较长时间的瞬时表达,实验费用低等优点.然而
基因枪法也有许多缺点.首先,由于基因枪法转导的外源
DNA是随机整合到宿主基因组中的,这不利于外源DNA
上已有4O多种数千例转基因植物进入田间试验.毋
源DNA导人受精胚囊.在受精后细胞基因组合成和复制
活跃的条件下,将外源DNA随机整合到受体植株基因组
上E35].
花粉管通道法的基本步骤是:(1)目的基因的制备;
(2)根据受体植物受精后,花粉管形成的情况和精卯细胞
融合的时间,确定最佳时间,进行外源DNA导入;(3)转化
种子及其后代的外源基因及其表达产物的分子检测".
使用.本文将对农杆菌介导法,基因枪法,超声波介导
法,子房注射法和花粉管通道法的原理,基本步骤和优缺