转基因技术

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(Transfer DNA)区4个部分。 • 表达载体转入农杆菌后,包含目的基因、抗性基因和报告基因的LR结构可整合到农杆菌
Ti质粒上的T-DNA区进行复制,由于T-DNA可进行高频率的转移, T-DNA可以插入到植 物基因组中,使其携带的基因在植物体内表达。 • Ti质粒上可插入150kb大小的外源基因,因此,Ti质粒已成为植物转基因中的理想载体系 统。
1.叶盘预培养
—— 侵染前1天进行
• 材料:新疆杨无菌苗 • 灭菌准备:MS(s)培养基,培养皿,滤纸,打孔器,滤纸,蒸馏水,
镊子,剪刀 • 叶盘大小:直径0.5~1.0cm(叶盘过小会增加诱导愈伤的难度)
1) 选取生长旺盛的新疆杨无菌苗,取茎上段新鲜幼嫩的叶片, 置于盛有无菌水的培养皿中,用打孔器将其打成圆盘,避 开主叶脉和叶缘
2. 载体介导法
• 农杆菌介导法(双子叶 植物)
• 病毒介导法
农杆菌介导法
• 根癌农杆菌 • Ti质粒(Tumor-inducing plasmid)为根癌农杆菌染色体外的遗传物质
可诱导被侵染的植物细胞产生肿瘤,即诱发冠瘿瘤。 • Ti质粒包括毒性区(Vir区)、接合转移编码区(Con区)、复制起始区(Ori区)和T-DNA
5.生根培养
• 待芽分化并长至~2cm时,从基部将芽切下(避免带有愈伤组 织,影响生根),转入含cef (200mg/l)和Kan (25mg/l) 生根培养基上,光照培养诱导生根,获得具有抗性的转基因 阳性植株
6.炼苗移栽
• 待无菌苗在培养瓶中长到~10cm时,需将其移至温室环境的土壤中培养 1)炼苗:先打开培养瓶的封口膜,让试管苗在培养间环境中适应生长几
2) 用无菌滤纸将叶盘表面多余水分吸干,正面朝上平铺于MS培 养基中,封口置于黑暗环境中培养1天,用于转化
2.农杆菌活化
—— 侵染前3~4天进行
• 抗性培养基:LB +50mg/l rif +50mg/l str +为25获m得g/较l k好an的划单板克技隆巧,:用白枪头轻
• 生长条件:28℃
轻蘸取菌液,先在平板上平行划线, 更换枪头后再交叉划线,单向划线
细胞分裂素类:
激动素(KT)、6-苄基嘌呤( 6-BA)、玉米素(ZT)
培养基配方,培养条件
过程 预培养 共培养
培养基 MS MS
激素 200μM AS
抗生素(转化实验)
光条件 黑暗 黑暗
愈伤培养 生芽培养 生根培养
MS 1/2 MS 1/2 MS
0.025mg/l 6-BA +0.5mg/l TDZ 200mg/l Cef
2)将活化过夜的农杆菌按1:100~1:50的比例接种在相同的20-50ml YEP液体培养基中,继续培养至OD600为0.2~0.4。
3)将二活的农杆菌菌液加入50ml离心管中5000rm离心10min,去上清, 加入50mlWPM重悬液(含AS),移入圆口瓶中,在28℃,200rpm振荡 培养1~2h。
ddH20
卡那霉素 kanamycin,Kan
乙酰丁香酮 (酚类)
acetosyringone,AS
头孢霉素 cephalosporins ,Cef
ddH20 甲醇 ddH20
利福平
rifampicin,Rif
甲醇
0.22 um滤膜过滤 0.22 um滤膜过滤 0.22 um滤膜过滤 0.22 um滤膜过滤 0.22 um滤膜过滤
• 共培养培养基: WPM+30g/L蔗糖+100μmol/L AS+1.0mg/L NAA +2.0mg/L ZT+8.0-8.2g/L琼脂 (PH=5.82-5.87)
• 愈伤培养基: WPM+30g/L蔗糖+9mg/L Hyg(或50mg/L Kan)+1.0mg/L NAA +2.0mg/L ZT+ 400mg/L Cef +8.0-8.2g/L琼脂 (PH=5.82-5.87)
分装,-20℃保存 分装,-20℃保存 分装,-20℃保存 分装,-20℃保存 分装,-20℃保存
50mg/ml 50mg/ml
100mM 200mg/ml
20mg/ml
•所有抗生素均在培养基灭菌后温度低于60℃时加入
各种激素配方
植物激素 IBA、IAA、NAA 6-BA TDZ 2,4-D ZT KT
2. 外植体的侵染及共培养
1)取杨树无菌叶片,切成4~6mm的叶盘到无菌瓶中
2)加入重悬菌液,感染10min,期间间隔3~5min轻微振荡
3)取出外植体用无菌吸水纸吸去附着的菌液,接种在共培养基上,暗培 养36~48h。
3.诱导愈伤组织
将共培养的外植体转移到含1.0mg/L NAA +2.0mg/L ZT+ 400mg/L Cef + 9mg/L Hyg的选择培养基上,25℃暗培养诱导愈伤。约10d外植体长出 愈伤组织。
灰杨
叶片愈伤 诱导
生根
MS + 0.5mg/L IAA + 0.05mg/L 6-BA
1/2 MS+1.5mg/L IBA
生长时间
1~2个月诱导出愈 伤组织
30天左右从愈伤组 织长出小芽
可诱导出愈伤,并继续扩大培养
长出的芽叶组织较厚重,降低细胞 分裂素之后此现象减弱
可诱导出不定芽
2~3周长出白色毛 状根
3.侵染实验
1) 取预培养1d的叶盘,置于OD600~0.6的农杆菌菌液中,浸泡侵染 10min,每隔2~3min摇晃一次(侵染时间不可过长)
2) 用无菌滤纸将叶盘表面多余菌液吸掉,接种在MS(+200μM AS)培 养基中共培养3d
3) 3d后,取叶盘用含Cef(200mg/l)的无菌水清洗5~6次(cef可抑制 农杆菌的生长,对外植体具有伤害性,每次清洗时间不可过长)
配制方法 少量(50ml中约10ml)乙醇溶解后,加水稀释 0.1M HCl(或乙醇)溶解后加水稀释 1M HCl溶解后加水稀释 1M NaOH 溶解后加水稀释 乙醇或氢氧化钠溶解后加水稀释 1M HCl溶解后加水稀释
保存
4℃ 避光 保存
生长素类:
2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)
光条件
生长状况
黑暗 4周可诱导出愈伤
光照
1~2个月,芽太小,生长 慢
光照 2~3周
组培实验注意事项
• 接种时MS固体培养基表面不要有水,否则易造成愈伤或不定芽的玻 璃化
• 不定芽长出后最好用培养瓶代替平板培养,增大不定芽的生长空间 • 光照强度对杨树生长很关键 • 做好实验记录(日期,名称,等)和拍照记录 • 经常观察,发现染菌现象要及时更换培养基或进行灭菌清理,保证无
数不可过多,可获得稀疏分布的单
• 二次活菌:
克隆菌株
1)取-80 ℃保存的农杆菌划板, 28℃ 倒置培养,约36~48h长出单克隆
2)挑单克隆接种于30~50ml LB抗性培养基中,200r、28 ℃摇菌24h (一活)
3)将活化的菌液按1:100~1:50接种到50ml LB抗性培养基中,培养10~14h, 至OD600值达到0.3~0.7(0.6为最佳) ,用于侵染实验(二活)
杨树转基因体系
贺晓东 2015-11-15
1 原理知识
2
新疆杨再生和转基因体系
3
胡杨和灰杨的组培体系
1 原理知识
细胞的全能性
• 已经高度分化的植物细胞仍具有发育成完整个体 的潜能
外植体 愈伤组织 不定芽和不定根 完整植株
转基因技术
—已发展成为医疗、育种、科研的有效手段
1. DNA直接导入法 • 基因枪法 • 显微注射法 • 点击穿孔法 • 花粉管通道法 • 其他
3
胡杨和灰杨的组培体系
条件摸索
1.初步摸索
胡杨
过程 叶片愈伤
诱导
生芽
培养及配方
MS+ 1mg/L IAA+0.02mg/L TDZ
MS+0.1mg/L 6-BA+0.005mg/L TDZ+1mg/LNAA
MS + 0.5mg/L IAA + 0.05mg/L 6-BA
生根
1/2 MS+1.5mg/L IBA
日。 2)清洗移栽:用流水清洗掉根部的培养基,移栽到土壤中(土壤应提前
一天吸水) 3)移栽后管理
幼苗移栽后,每天观察并记录幼苗的生长情况,适时浇水、施肥
西南大学的体系
• 植物材料:新疆杨无菌苗
• 农杆菌:根癌农杆菌EHA105(LBA4404)

根癌农杆菌GV3101
• YEP培养基:蛋白胨(10g/L )、酵母提取物(10g/L )、Nacl(5g/L ) PH=7.0 • WPM重悬液:WPM+30g/L蔗糖+100μmol/L AS (PH=5.82-5.87)
4) 用无菌滤纸吸除多余水分,接种在含cef (200mg/l)的愈伤培养基 中,暗培养10天可诱导出愈伤(诱导愈伤时间不可过长,否则容易 产生褐化现象)
4.生芽培养
• 将愈伤组织接种到含cef (200mg/l)和Kan (25mg/l)的 生芽培养基上,光照下培养诱导生芽(+Kan筛选阳性, +cef抑制农杆菌生长),每2~3周更换一次培养基,待其 长出大量再生芽Fra Baidu bibliotek约30d后)
0.1mg/l 6-BA +1.0mg/l IBA 1.0mg/l IBA
200mg/l Cef+25mg/l Kan 200mg/l Cef+25mg/l Kan
黑暗 光照 光照
实验流程
后续试验
打叶盘,预培养1d
农杆菌活化
浸泡法侵染叶盘,共培养3d
愈伤培养~10d 生芽培养 >20d
炼苗移栽
生根培养~2周
• pH • 温度 • 湿度 • 光照
培养基PH值~ 5.85 温室温度~25℃ 湿度30~40%
16h light / 8h dark
各种抗生素配方
注意:AS和Rif也可用DMSO溶解,因 高浓度DMSO可溶解滤膜,需要用油
膜进行过滤除菌,且速度很慢
名称
英文名
溶解试剂
除菌
保存
现有浓度
氨苄青霉素 ampicillin,Amp
4.诱导丛生芽
将边缘长出愈伤组织的外植体转移到含0.1mg/L NAA +2.0mg/L ZT+ 400mg/L Cef + 9mg/L Hyg的生芽培养基上,25℃光照培养。每隔7~ 10d更换培养基一次,待愈伤组织生出丛生芽。
5.生根培养
培养筛选的抗性芽长1~1.5cm时,从基部将芽切下,并转入含有 0.1mg/L NAA + 400mg/L Cef + 9mg/L Hyg(或者50mg/L Kan)的生根培 养基上诱导生根,获得具有卡那霉素抗性的转基因植株。
2个月从叶片周边 诱导出小芽
2~3周诱导生根
茎基部生根处偶见发生愈伤组织
节间短,但长大到一定程度可转到 生根培养基诱导生根
2.新疆杨组培条件下的培养
过程 愈伤培养 生芽培养 生根培养
培养基 MS 1/2 MS 1/2 MS
激素 0.025mg/l 6-BA +0.5mg/l TDZ 0.1mg/l 6-BA +1.0mg/l IBA 1.0mg/l IBA
• 长芽培养基: WPM+30g/L蔗糖+9mg/L Hyg(或者50mg/L Kan)+0.1mg/L NAA +2.0mg/L ZT+ 400mg/L Cef +8.0-8.2g/L琼脂 (PH=5.82-5.87)
• 生根培养基:WPM+30g/L蔗糖+9mg/L Hyg(或者50mg/L Kan)+0.1mg/L NAA + 400mg/L Cef +8.0-8.5g/L琼脂 (PH=5.82-5.87)
2
新疆杨转基因体系
• 学名:新疆杨 • 分类:杨柳科,杨属 • 抗盐抗旱性较弱,可作为研究胡杨抗逆基因的参照
实验材料
• 材料:新疆杨 • 农杆菌菌种:根癌农杆菌LBA4404—利福平(rif)和链霉素
(str)抗性 • 表达载体:pBib-basta-35S-GFP(含Kan抗性基因)
杨树生长条件
• PS:WT新疆杨在wpm生根培养基中生长较快,在MS生根培养基中生长较好。两 种生根培养基都可以不加任何激素,也可以加入0.1mg/L NAA,促进生根。
1. 农杆菌活化
1)挑取单菌落,接种在30~50mlYEP液体培养基中,28℃,200rpm振 荡培养过夜,直至对数生长OD600为0.6~0.8。
Ti质粒介导转化的过程
1) 农杆菌吸附于植物的表面伤口部位 2) 受酚类物质(AS,乙酰丁香酮)的诱导,vir区基因被激活,
virD基因编码的核酸内切酶分别将T-DNA的RB序列和LB 序列切出单链切口,释放T-DNA的单链线性拷贝(T-链) 3) T-链在RB序列的引导下定向穿过农杆菌的细胞膜、细胞壁, 进入植物细胞壁并整合到植物染色体基因组中 4) T-DNA 在植物细胞内表达
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