農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化法優(yōu)缺點?
轉(zhuǎn)基因技術(shù)的飛速發(fā)展為生物定向改良和分子育種提供了一種較佳的方法,并使其成為基因工程和育種的最有效途徑,目前應用較廣泛的轉(zhuǎn)基因技術(shù)有農(nóng)桿菌介導法、花粉通道法、顯微注射法、基因槍法、離子束介導法等等,其中農(nóng)桿菌介導法以其費用低、拷貝數(shù)低、重復性好、基因沉默現(xiàn)象少、轉(zhuǎn)育周期短及能轉(zhuǎn)化較大片段等獨特優(yōu)點而備受科學工作者的青睞。農(nóng)桿菌介導法主要以植物的分生組織和生殖器官作為外源基因?qū)氲氖荏w,通過真空滲透法、浸蘸法及注射法等方法使農(nóng)桿菌與受體材料接觸,以完成可遺傳細胞的轉(zhuǎn)化,然后利用組織培養(yǎng)的方法培育出轉(zhuǎn)基因植株,并通過抗生素篩選和分子檢測鑒定轉(zhuǎn)基因植株后代。
農(nóng)桿菌是一種革蘭氏陰性土壤桿菌,1970年人們發(fā)現(xiàn)它是植物致瘤的起因,它在自然條件下趨化性地感染大多數(shù)雙子葉植物的受傷部位,植物細胞被侵染后形成腫瘤,能夠誘發(fā)冠癭瘤的稱為根癌農(nóng)桿菌,誘發(fā)毛狀根的稱為發(fā)根農(nóng)桿菌。其中根癌農(nóng)桿菌在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中的應用相對較多。根癌農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上有一段轉(zhuǎn)移DNA(T-DNA),具有向植物細胞傳遞外源基因的能力,而細菌本身并不進入受體細胞。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化植物細胞涉及一系列復雜的反應,主要包括:①受傷的植物細胞為修復創(chuàng)傷部位,釋放一些糖類、酚類等信號分子。②在信號分子的誘導下,農(nóng)桿菌向受傷組織集中,并吸附在細胞表面。③轉(zhuǎn)移DNA上的毒粒基因被激活并表達,同時形成轉(zhuǎn)移DNA的中間體。④轉(zhuǎn)移DNA進入植物細胞,并整合到植物細胞基因組中。因為單子葉植物不是農(nóng)桿菌的天然寄主,況且其不能合成起誘導作用的信號分子,所以限制了農(nóng)桿菌介導法在單子葉植物中的應用。不過近年來大量成功轉(zhuǎn)化的實例表明,植物、真菌、哺乳動物甚至人類細胞都可以作為農(nóng)桿菌的受體。
轉(zhuǎn)化步驟可簡單概括為以下方面:
1、獲取目的基因。用限制酶切割下目的基因。
2、基因表達載體的構(gòu)建。將目的基因與載體(大多數(shù)選用質(zhì)粒)用DNA連接酶連接起來。
3、將目的基因?qū)胧荏w細胞。將含目的基因的重組質(zhì)粒導入農(nóng)桿菌(農(nóng)桿菌為受體細胞)。
4、目的基因的檢測與鑒定。用DNA分子雜交技術(shù)/分子雜交技術(shù)/抗原-抗體雜交/個體生物學水平鑒定(這個方法需要導入重組后的細胞的植物體,詳見第五步)幾種方法進行檢驗(根據(jù)要求選取不同方法)。
5、最后將成功表達的細胞導入植物體內(nèi),對植物體進行個體生物學水平鑒定。
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