农杆菌转化法
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农杆菌转化法ti质粒的人为处理冠瘿瘤 |
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植物转基因技术经常使用农杆菌转化法,今天刚刚学习得知农杆菌转化法用到的Ti质粒是人为处理过的。下面是今天学习的资料。
利用植物病原菌农杆菌介导的融合基因转化方法:农杆菌引起被感染植物产生生长激素,诱导形成称为冠瘿瘤的肿瘤细胞。冠瘿瘤对于某些农作物是一种严重的疾病,如果树,可引起产量和健康状况下降。
农杆菌因其可以将自己的一部分基因转入植物细胞,有时被看作自然界的遗传工程师。被转入植物基因组的是自己环状染色体DNA上额外的一部分,称为肿瘤诱导质粒(Ti质粒)。Ti质粒包含数个毒性基因(vir)及转移区DNA(TDNA)。毒性的vir 基因对于启动和执行TDNA插入植物细胞是必需的。 一旦进入植物细胞内,TDNA被随机插入基因组的某个位置。TDNA上所携带的基因具有两类功能:诱导形成冠瘿瘤,它们为细菌提供寄生环境。基因产物为非蛋白质氨基酸,称为冠瘿碱,作为细菌的代谢能源物质。农杆菌转染植物细胞的步骤见图。
由于农杆菌通常是植物病原菌,如何用作生物技术的研究工具呢?实验室内把农杆菌用作研究工具时, 研究者将改造的Ti质粒用于植物转化,TDNA上的植物激素和冠瘿碱合成基因被去掉,替换为目标基因。通常具有抗生素抗性的基因也附带在TDNA区,用作筛选的 标志基因。这样经工程改造的Ti质粒重新转入农杆菌体内。位于TDNA区域内的所有基因都将被细菌遗传工程师插入受感染的植物体内。研究者可利用抗生素抗性基因进行转化细胞的筛选。
人们可通过几种方法利用这种工程改造的农杆菌进行植物转化。从植物取下幼嫩的叶片与农杆菌溶液共培养,之后将洗脱后的植物细胞在培养基上培养,然后用植物生长素和细胞分裂素诱导培养的细胞生根和生芽。这种技术已经成功培育出转化的成体植株。有些植物更加容易转化,如拟南芥,将花序浸入农杆菌溶液中就可在后代中产生足够多的转化体。除了农杆菌介导的转化方法外,人们还发展起来其他几种用于将外源基因导入植物的方法,其中之一就是将包含两种不同基因组的植物细胞进行融合,称为原生质体融合。另外一种转化方法就是生物导弹,有也称为基因枪技术,该术在金粉表面包裹上人们构建的目标基因载体并射入细胞进行组织培养。目标基因被随机插入细胞基因组中。

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