农杆菌介导遗传转化原理

《农杆菌介导遗传转化原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、农杆菌介导的植物遗传转化农杆菌的分类革兰氏阴性菌、杆状；按侵染植物的后果分为：•根癌农杆菌（Agrobacteriumtumefaciens）形成冠瘿（crowngall）•发根农杆菌（Agrobacteriumrhizogenes）形成发根（hairyroot）按合成/代谢冠瘿碱（Opine）的种类，根癌农杆菌分为：•章鱼碱（Octopine）型•胭脂碱（Nopaline）型•农杆碱（Agropine）型冠瘿碱：农杆菌的碳源及氮源，其他物种不能代谢利用，使农杆菌拥有了独特的生态位。未侵染时栖息于土壤表层，侵染植物导致冠瘿病（根癌病）；侵染植物受伤部位（嫁接、修剪或其他

2、外力伤害等）；冠瘿瘤一般位于主根与茎的结合部（树干基部，即冠、Crown），但侧根、茎、枝上也有发病。ThePlantCell,Vol.18,3350–3352冠瘿病的害处：苗木感病后发育受阻；生长缓慢；植株矮小；严重时叶片萎蔫、早衰，甚至死亡；大树受害后树势衰弱，生长不良，提前落叶，果实变小，树龄缩短。主干受害降低材质及工艺价值。农杆菌能够导致植物产生冠瘿病的原因：Ti（Ri）质粒•根癌农杆菌含有Ti质粒Ti：tumor-inducing•发根农杆菌含有Ri质粒Ri：rhizogenic•天然农杆菌都含有Ti（或者Ri）质粒天然Ti质粒的结构200～800KbT-DN

3、A区（TransferredDNA）：农杆菌Ti质粒中向植物中转移并整合进植物基因组中的部分；含有冠瘿碱合成基因、生长素合成基因、细胞分裂素合成基因等；真核启动子；•T-DNA区大小：10～30Kb•有的Ti质粒只含有一个T-DNA区，有的则含有多个；T-DNA区的左右边界序列高度保守，为25bp的正向重复序列；http://www2.haut.edu.cn/d/d/gene/Chapt17/BIO7.asp毒性蛋白区（Vir区，Virulence）：包括A、B、C、D、E、F、G等基因区，有的基因区含有多个基因，形成Operons；Vir区约20Kb；!冠瘿碱代谢基因

4、农杆菌转化植物的过程•植物受伤部位酚类化合物的分泌•附着（chvA、chvB）•VirA/G的双组分系统感受受伤信号（signaltoAtoG）Pi•其他Vir基因的表达•T-DNA链的切出（VirD1+VirD2；BordertoBorder）•T-complex的形成•运输（从细菌中输出、进入植物细胞、入核）•整合•农杆菌的附着植物受伤后的分泌物中含有酚类物质（包括乙酰丁香酮，acetosyringone，AS）；这些酚类物质可以被农杆菌感知，借助于趋化性迁移至植物受伤部位；在ChvA、ChvB（染色体毒性基因）等的帮助下，附着到受伤部位；A.tumefaciens

5、形态农杆菌在ChvA、ChvB等蛋白帮助下附着在植物细胞表面•毒性蛋白基因的激活VirA识别植物受伤后分泌的酚类物质信号，并自我磷酸化，进而将磷酸化信号传给VirG；VirG磷酸化后被活化，作为转录因子启动或增加各毒性蛋白的表达；http://www2.haut.edu.cn/d/d/gene/Chapt17/BIO7.asp•T-complex形成VirD2在D1的帮助下识别T-DNA25bp边界序列，利用外切核酸酶的在第3、4碱基之间形成缺刻;VirD2的Tyr29与缺刻的5’端共价结合；随着DNA的合成生成T-DNA单链，与VirD2和VirE2结合形成T-com

6、plex；http://bs.shinshu-u.ac.jp/botany/Crown_Gall.htmlT-complex:http://www.defra.gov.uk/environment/acre/uti/03.htmVirC1突变后导致毒性丧失，其作用可能是与T-DNA右边界附近的overdrive序列结合；Overdrive序列促进T-DNA向植物的转移；•T-complex的转运通过细菌细胞壁上由11个VirB蛋白和VirD4组成的通道从农杆菌向外输出•T-complex在植物细胞内的运输及整合VirD2：含有NLS，并可与Importin-α以NLS依

7、赖的方式结合，引导T-complex进入细胞核，并帮助T-DNA插入植物染色体中；（Importin-αisacomponentofoneoftheproteinnucleartransportpathwaysfoundineukaryotes）VirE2：非特异DNA结合蛋白，包裹T-DNA单链，使DNA由随机卷曲状态成为与电话听筒线相似的规则螺旋；这种形状使T-complex容易穿过核孔；VirE2将T-DNA包裹，可避免T-DNA从细菌向植物转移过程中被降解；VirE2可在植物细胞膜上形成通道，使T-complex进入植物细胞；Vi