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植物转基因技术
作者:王永飞 来源:生物秀 时间:2006-9-4

    2 浸泡转化法
    所谓浸泡转化(imbibition transformation)法就是指将种子、胚、胚珠、子房、幼穗甚至幼苗等直接浸泡在外源DNA溶液中,利用渗透作用可将外源基因导入受体细胞并得到整合与表达的一种转化方法。
    浸泡转化法的原理是利用植物细胞自身的物质运转系统将外源DNA 直接导入受体细胞。关于植物运输系统的结构与功能已有很多研究。现已证明植物细胞至少可以通过以下途径将外源DNA 吸入细胞内:①外源DNA 可以通过细胞间隙与胞间连丝组成的网络化运输系统而被运输到每个细胞;②植物细胞也可以通过内吞作用将外源DNA摄入细胞内;③植物组织中传递细胞的膜透性改变也为大分子物质透过细胞膜提供了机会。尤其是在生殖细胞、胚胎细胞及分生细胞中,外源DNA进入细胞的机会更大。浸泡转化法是植物转基因技术中最简单、快速、便宜的一种转化方法。它不需要昂贵的仪器设备和复杂的组织培养技术,可以进行大批量的受体转化工作,并且此法容易推广普及。但该法的转化率较低,重复性较差,而且筛选和检测也比较困难。

    3 胚囊、子房注射法
    胚囊、子房注射法是指使用显微注射仪将外源DNA溶液注入到子房或胚囊中,由于子房或胚囊中产生高的压力及卵细胞的吸收使外源DNA进入受精的卵细胞中,从而获得转基因植株。其主要原理依据有以下几点:植物的的胚囊是一个拥有较大空隙的空腔,能够注入一定的外源DNA 溶液;卵细胞有一侧没有细胞壁,只有一层质膜,能够吸入外源DNA;正常的花粉管进入胚囊后也是在胚囊中破裂,释放出的雄配子DNA也在胚囊中;外源DNA溶液注入胚囊后对卵细胞造成一个较大的渗透压,迫使外源DNA进入卵细胞;如外源DNA注入到子房中,通过花粉管进入胚珠 通道,能够使外源DNA 从子房进入胚囊;注入的外源DNA 可以是已重组构建的带目的基因及启动子的DNA,因此,导入卵细胞后可以整合到核基因组中并得到表达。因此,胚囊、子房注射法是一种简单可行的转化途径,特别对那些子房大、多胚珠的植物更加适合。
    总则,随着研究的不断深入和发展,外源DNA导入的方法会日益增加,转化的程序也将日趋简化。在已建立的各种转化方法中,它们所使用的载体、转化原理及受体细胞均有明显的差异,宿主范围、转化频率及操作复杂性方面也均不相同。因此,在应用这些转化方法时,应了解各种转化方法的特点,根据不同的研究对象和研究目标,选择合适的方法。植物基因转化的方法
    2.基因转植物的筛选和鉴定方法
    在植物遗传转化中,外源基因导入植物细胞的频率是相当低的。在数量庞大的受体细胞群体中,通常只有为数不多的一小部分细胞获得了外源DNA,而目的整合到基因组并实现表达的转化细胞则更少。因此,必须采用一定的方法,才能筛选和鉴定出含有目的基因的重组体。
    目前已发展出一系列的基因转植物的筛选和鉴定方法。在这些鉴定和筛选方法,根据检测的基因功能来划分调控基因(包括启动子终止子等检测、选择标记基因检测和目的基因直接检测法。根据检测的不同阶段区分,有整合水平检测法和表达水平的检测法,表达水平的检测法包括转录水平检测法和翻译水平检测法。外源基因整合检测方法主要有Southern 杂交、PCR、PCR-Southern杂交、原位杂交和DNA分子标记技术法等。转录水平的检测法有Northern杂交和反转录PCR(reverse transcribed PCR, RT-PCR)检测等。翻译水平的检测法有酶联免疫吸附法(enzyme linked immuno sorbent assay, ELISA)和Western杂交。表达水平的检测法中最简便和使用广泛的为利用报告基因检测法。由于这些方法的具体操作已在其他章节(课程)介绍过,这里只侧重介绍基于选择标记基因和报告基因的筛选和鉴定方法。
    (一) 选择标记基因检测法
    在构建植物表达载体时,除含有目的基因和各种表达调控元件外,一般情况下还插入了供选择用的选择标记基因(selectable marker gene)。经过遗传转化,所有这些表达载体上的插入序列一同整合到受体植物染色体基因组中。
    选择标记基因简称为标记基因(marker gene),是指其编码产物能够使转化的细胞、组织具有对抗生素或除草剂的抗性,或者使转化细胞、组织具有代谢的优越性。其主要功能是该基因的产物赋予转化的植物细胞产生一种选择压力,致使未转化的细胞在施用选择剂条件下不能生长、发育和分化。而转化细胞对该选择剂具有抗性,可以继续存活,因而有利于从大量的细胞或组织中筛选出转化细胞及植株。该方法已成为植物遗传转化一种较为方便、快捷的转基因植物鉴定方法。

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