
农杆菌转化法适用于双子叶植物和裸子植物。
农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌,它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物和裸子植物的受伤部位(受伤处的细胞会分泌大量酚类化合物,从而使农杆菌移向这些细胞),并诱导产生冠瘿瘤或发状根。
目的基因插入Ti质粒的T-DNA上——进入农杆菌——导入植物细胞——目的基因整合到植物染色体的DNA上——目的基因得以稳定维持和表达。
由于单子叶植物不是农杆菌的天然宿主,曾经认为农杆菌介导法不适合禾谷类植物等单子叶植物的遗传转化
但是随着农杆菌侵染机理研究的深入,采用相应的技术措施,农杆菌介导禾谷类等单子叶植物基因转化已经获得成功。其实早在1990年水稻的农杆菌介导法转化就获得过转基因植株(见Raineri的论文)。1997年小麦的农杆菌介导法成功。除了禾谷类作物外,其他单子叶植物也获得了成功。如吊兰,水仙等
到目前为止,已有约7科20多种单子叶植物利用农杆菌介导法转化成功
但是与双子叶植物相比,农杆菌侵染单子叶植物能力较差,转化率低,转化的外源基因表达水平低。因此人们还在不断改进Vir区的基因表达,感受态细胞选择等方面改进农杆菌介导法。
我们实验室一直在进行的百合转基因至今没有成功。所以说并不是说农杆菌介导法无法转化单子叶植物。
根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti(Tumour inducing)质粒和Ri质粒,其上有一段T-DNA(Transferring 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,并且可以通过减数分裂稳定的遗传给后代,这一特性成为农杆菌介导法植物转基因的理论基础。
科研人员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,然后通过细胞和组织培养技术,再生出转基因植株。农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中,近年来,农杆菌介导转化在一些单子叶植物(尤其是水稻)中也得到了广泛应用。
农杆菌转化法和基因枪法都可以。
第一,农杆菌转化法,技术路线相对成熟,操作简单,成本低廉,效果略好。
第二,基因枪法,设备昂贵,成本太高,操作简单,但转化效果差,随机性太大。脱靶概率高。
因此,农杆菌转化法比基因枪法更实用可行。
酚类物质能够促进农杆菌在基因工程中对单子叶植物的转化,在基因工程中,酚类物质可以将含有目的基因重组后的质粒导入到农杆菌,而酚类化合物可以吸引农杆菌感染单子叶植物,使农杆菌进入单子叶植物细胞,这有利于目的基因片段介入到单子叶植物的染色体上,培育出转基因植物。
一、农杆菌转化法酚类物质的作用
1、酚类物质和农杆菌转化法的关系
(1)酚类化合物能够更好地促进农杆菌在基因工程中对单子叶植物的转化。
(2)在基因工程中,酚类物质可以将含有目的基因重组后的质粒导入到农杆菌中,而酚类化合物可以吸引农杆菌,感染单子叶植物,使农杆菌进入单子叶植物细胞,有利于目的基因片段介入到单子叶植物的染色体上,培育出转基因的植物。
2、什么是农杆菌
农杆菌是一种革兰氏阴性细菌,普遍存在于土壤中,它能够在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位(受伤处的细胞一般会分泌大量酚类化合物,从而使农杆菌向这些细胞移动),并诱导产生冠瘿瘤或发状根。
二、农杆菌转化法适用于什么植物
1、农杆菌转化法适合的植物
农杆菌转化法适用于大多数双子叶植物和裸子植物。
2、农杆菌转化植物细胞涉及的反应
(1)受伤的植物细胞为修复创伤的部位,能够释放一些糖类、酚类等信号分子。
(2)在信号分子的诱导下,农杆菌会向受伤组织集中,并吸附在受伤组织细胞的表面。
(3)转移DNA上的毒粒基因被激活表达,同时间形成转移DNA的中间体。
(4)转移DNA将进入植物细胞,并整合到植物细胞基因组中。
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