载体型植物遗传转化系统是什么?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-27
什么是植物遗传转化系统?

植物遗传转化系统是指利用生物的、物理的或化学的途径将外源基因导入植物细胞,而建立转基因植株的技术体系。迄今已经开发了多种遗传转化系统,包括载体型遗传转化系统、DNA直接转化系统、种质转化系统等。成功的植物遗传转化必然要依赖于有效而适用的转化系统。

1、遗传学 是研究生物遗传与变异规律的科学。而现代遗传学是研究生物基因的结构与功能,基因的传递与变异,基因的表达与调控的科学。

2、变异 生物在繁殖过程中,后代发生了变化,与亲代不相同的现象。

3、遗传 生物在繁殖过程中,亲代与子代各方面相似的情况,本质上就是遗传信息(DNA)世代传递的现象。

4、模式生物 这种被选定的生物物种就是模式生物。

5、遗传 变异和选择是生物进化和新品种的选育的三大因素。

(看看就行 (1) 1856年, Mendel发现遗传因子的分离定律和自由组合定律, Mendel提出的遗传因子就是基因。

(2) 1909年Johannsen首先称遗传因子为基因(gene) 。

(3) 20世纪初, Morgan等人用果蝇做实验, 发现连锁交换定律, 并建立染色体学说, 确定基因在染色体上直线排列 , 染色体是基因的载体。与此同时, Emerson等人用玉米做实验也得到同样的结论。

(4) 20世纪30年代, Muller用放射性处理果蝇, 研究基因的本质, 基因决定形状的问题。

(5) 20世纪40年代, Beadle和Tatum研究链饱霉, 提出“一个基因一个酶”的学说, 把基因与蛋白质的功能结合起来,把基因概念的发展向前推进了一步。Avery, Macleod和Mccarty等人从肺炎双球菌转化试验中发现, 转化因子是DNA, 而不是蛋白质。

(6) 20世纪50年代, McClintock提出基因可以转座的概念, 以后证明了跳跃基因的存在。

(7) 20世纪50年代, Hershey 和Chase用噬菌体感染大肠杆菌,证明DNA是遗传物质。Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型, 阐明了有关基因的核心问题—DNA的自我复制。

(8) 20世纪60年代, 中心法则提出, 三联体密码的确定, 调节基因作用的原理被揭示。

(9) 20世纪70年代,基因操作技术发展起来, 基因概念进一步发展。认识到基因与基因间有基因间区或, 基因的转译部分称为外显子(extron) ,不转译的部分称为内含子(intron) ,真核类基因的编码顺序由若干非编码区或隔开, 使阅读框不能连续, 这种基因称为隔裂基因 (split gene) 。

(10) 近代基因的概念, 基因是一个作用单位—顺反子, 一个顺反子内存在着很多突变位点—突变子, 一个顺反子内部可以发生交换, 出现重组, 不能由重组分开的基本单位叫做重组子。所以一个基因是一个顺反子, 可以分成很多的突变子和重组子。

(11) 1970年,分离出第一个限制性内切酶,随后一系列核酸酶按发现和提纯。

(12) 1972年,Khorana等人合成了完整的CRNA基因。

(13) 1973年,Boyer and Cohen建立了DNA重组技术。可将外源基因插入质粒,并导入大肠杆菌使之表达。以后用DNA重组技术生产出第一个动物激素--生长激素抑制因子。

(14) 1976年,第一个DNA重组技术规则问世。

(15) 1976年,DNA测序技术诞生。诺贝尔生理学与医学奖获得者杜伯克曾说:人类的DNA序列是人类的真谛,这个世界上发生的一切事情都与这一序列息息相关,包括癌症在内的人类疾病的发生都与基因直接或间接有关…。

该系统是将目的基因连接于载体DNA上,通过载体将外源基因转入植物细胞。载体型植物遗传转化系统主要有致瘤土壤杆菌Ti质粒介导法和发根致瘤土壤杆菌Ri质粒介导法。

1.植物基因转化受体系统

植物基因转化受体系统是指用于转化的外植体,应能通过组织培养途径高效、稳定地再生无性系,并能接收外源DNA整合。可选用的外植体种类甚多,有叶片、叶柄、子叶、子叶柄、下胚轴、茎段、匍匐茎节段、块茎、幼胚、愈伤组织、茎尖分生组织、胚性悬浮细胞、原生质体以及其他。在共培养转化中,需抑制致瘤土壤杆菌生长,防止产生污染。为此常在培养基中添加对植物细胞无毒害的抗生素。所用抗生素应不影响植物细胞的正常发育,但能抑制细菌生长。在转化后的筛选过程中,需使用选择性抗生素,能有效地抑制非转化细胞的生长,使之缓慢死亡,但不影响转化细胞的正常生长。

2.致瘤土壤杆菌Ti质粒介导的遗传转化法

该法是目前技术最成熟、应用最多的基因转化途径。现有整个植株接种共感染法、原生质体共培养方法和叶盘转化法3种方法,以叶盘转化法(leafdishtransformation)应用最广泛。

3.发根致瘤土壤杆菌Ri质粒介导的遗传转化法

用Ri质粒介导转化的外植体,通常为下胚轴切段、茎切段、叶盘、肉质根、块茎等。转化的基本过程包括被转化植物材料的预培养和切割、菌株在外植体上的接种和共培养、诱导毛状根的分离与培养、转化体毛状根的植株再生以及转化植株检测等步骤。



  • (转基因)基因传递的方法有几种?
    答:根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒,其上有一段T-DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA插入到植物基因组中。因此,农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。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...
  • 哪些培养体系可以用来植物遗传转化
    答:植物遗传转化方法是实现植物遗传转化的重要环节之一。在短短的几十年中植物遗传转化技术发展非常迅速,植物遗传转化技术可分为利用载体系统转化和直接遗传转化技术两大类:利用载体系统转化有:农杆菌法、脂质体法;直接遗传转化有:基因枪法、PEG法、电击法、电注射法、显微注射法、花粉管通道法、超声波法...
  • 转基因动物的概念是什么?
    答:20世纪70年代末80年代初,人们用野生型Ri和Ti质粒转化烟草和马铃薯细胞获得再生植株后,以Ti质粒为载体的植物遗传转化技术随之被建立。近年来植物的遗传转化技术得到了迅速发展,建立了多种转化系统。按照基因引入受体植物细胞的方法,植物遗传转化技术大体可分为两类:以载体为媒介的基因转移和基因或DNA的直接转移。所谓以载...
  • 叶绿体遗传转化的表达有哪些载体?
    答:另外,还要使用叶绿体特异的启动子和终止子,而它们的分离与获得也是十分困难的。因此现阶段从事高等植物叶绿体遗传转化困难颇多,仍需进一步研究。尽管如此,Daniell等还是构建了高等植物叶绿体遗传转化通用载体(universal:vector),为这一问题的初步解决提供了方便,并且认为这种载体可用于多种植物的转化。
  • 植物转基因工程的基本过程是怎样的?
    答:根想农杆菌和发根农杆菌细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒,其上有一段T—DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T—DNA插入到植物基因组中。因此,农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。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...
  • 什么是转基因
    答:根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒,其上有一段T-DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA插入到植物基因组中。因此,农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。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...
  • 重磅| 朱健康院士团队:发根农杆菌介导无需组培的遗传转化技术
    答:在2022年10月25日的科学期刊《The innovation》(即时IF:40.76)上,朱健康院士团队发布了一项划时代的科研成果——“无需组织培养的CDB遗传转化技术”,革新了植物基因编辑的传统方法。他们的创新研究论文详细描述了一种名为“切-浸-萌芽(Cut-dip-budding)”的简单递送系统,通过发根农杆菌巧妙地在植物...
  • 什么是DNA直接转化系统?
    答:DNA直接转化系统不依赖致瘤土壤杆菌载体或其他生物载体,将经处理的DNA通过物理的和化学的方法导入植物细胞,而实现遗传转化。1.化学法 化学诱导DNA直接转化是以植物原生质体为受体,借助于特定的化学物质诱导DNA直接进入植物细胞,主要有下述两种方法。(1)PEG介导法:PEG(polyethyleneglycol)即聚乙二醇,可...
  • 植物基因转化受体系统的类型
    答:原生质体在体外比较容易完成一系列细胞操作或遗传操作,互相之间可以发生细胞融合,而且还可以直接高效的捕获外源基因,嵌合体少。但缺点是遗传稳定性差,培养周期长,难度大,再生频率低。3.生殖细胞受体系统:它是以植物生殖细胞如花粉细胞、卵细胞为受体细胞进行基因转化的系统。目前主要以两条途径利用生殖...
  • 什么是转基因
    答:根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒,其上有一段T-DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA插入到植物基因组中。因此,农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。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...