3.3.3 抗菌蛋白基因
抗菌蛋白基因具杀死病原细菌的活性。从某些植物、昆虫、微生物中均分离到抗菌蛋白,也有报道成功地克隆了美洲商陆的抗菌蛋白基因,但还没有获得转抗病蛋白基因的转基因抗病植株。不过,用人工合成的裂解肤基因转化烟草,获得的转基因烟草对青枯病菌感染表现出抗性。
3.4 降解或抑制病原物致病因子的基因
在病原菌侵染致病过程中,病原菌产生的细胞壁降解酶和致病毒素起重要作用。例如,多聚半乳糖酸酶 (polygalacturonase PG) 是一种细胞壁降解酶,在一些双子叶植物中发现有多聚半乳糖酸酶抑制蛋白 (PGIPS),PGIPS 能有效地抑制植物病原菌的 PG 活性,提高植物的抗病能力。菜豆和梨的 PGIPs 基因已被分离克隆,正在进行转基因研究。
致病毒素是重要的致病因子,如果植物能降解病原菌在侵染过程中产生的毒素,那么植物就可以有效地对抗病原菌的进一步侵染,从而提高抗病的能力。病原菌具有自我保护作用的毒素降解酶系,从病原菌中分离克隆毒素降解基因并导入植物,就能提高植物的抗病性。
尖抱镰刀菌使许多植物患枯萎病,该菌产生的镰刀菌酸毒素在致病过程中起重要作用,已从 leebiella oxytoca HY-1 菌株中分离到了能降解镰刀菌酸的基因,并得到转基因番茄,其对 F.oxysporum 的抗性研究在进行中。而 Moffat 报道已经克隆了编码降解镰刀菌酸的基因,转基因植株对玉米枯萎病表现出抗性。
4 转化方法
1983年第一例转基因植物获得成功以来,国内外科学家设计发明了多种转化方法用于植物基因工程。其中,农杆菌介导的基因转移占绝大多数,在成功的例子中占80%。基因枪法也是主要的转化方法,其他的转化方法也都成功地得到了转基因植株,各具特点。
4.1农杆菌介导法
第一例转基因植物就是用农杆菌介导法完成的。根癌农杆菌和发根农杆菌属革兰氏阴性菌,对双子叶植物侵染广泛,在某些条件下对单子叶植物也有一定的感染性。根癌农杆菌含有 Ti 质粒,Ti 质粒上的 T-DNA 可以插入到植物基因组中,诱导在宿主植物中瘤状物的形成。因此,将外源目的基因插入到 T-DNA 中,借助 Ti 质粒的载体作用,使目的基因在宿主植物中整合、表达。农杆菌介导法又可根据其受体材料不同分为原生质体共培养法、叶盘法和创伤植物感染法,其中叶盘法在许多植物上得到广泛应用。汤浩茹等通过农杆菌介导法将哈兹木霉几丁质酶基因导入核桃。有人将含 TI 基因和抗菌肤 B,D 基因的双抗载体以及抗黄瓜花叶病毒的基因转入西瓜,得到了。Kan 抗性植株,但未发现含 TI 和抗菌肤 B,D 基因或者是抗病毒的转化后代。
4.2 基因枪法
又称微弹法、粒子轰击法等,是利用放电加速的金属粒子携带外源 DNA 打入植物细胞或组织中进行基因转移的一种方法,1987年由美国康奈尔大学的 J.c.sanford 发明。基因枪法的操作对象可以是完整的细胞或组织,突破了基因转移的物种界限,也不必制备原生质体,实验步骤比较简单易行,具有相当广泛的应用范围。


