桑树转基因研究进展

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1、生物技术学院课程论文课程名称：植物组织培养学号：222012331012032姓名：向亚飞专业班级：12级生物技术01班成绩：教师签名桑树转基因研究进展向亚飞生物技术专业2012级生技一班，222012331012032摘要：本论文主要探讨了桑树转基因的相关研究应用，转基因的原理和发展前景，为未来的的桑树相关应用提供相关理论基础。关键词：桑树转基因；再生体系背景简介1.1基本信息桑树是重耍的经济植物，有着多种经济用途。桑树基因工程的开展将有效地促进桑树分子育种，进而改良相关性状。近年来桑树已进行多种转基因方法研究，并成功地将抗菌、抗虫等基因导入桑树，为丰富桑树育种素材，推

2、进分了育种在桑树上的应用奠定了良好基础。1・2转基因技术植物转基因是冇目的地将外源基因或DNA导人目标植物，使Z整合、表达并遗传：目前，将外源基因或DNA导人植物组织或细胞的方法，大致可分为直接导人法和间接导人法两大类：直接导人法是利用化学或物理的一些手段等将外源基因直接导人植物组织或细胞。主要有：PEG（聚乙二醇）介导转化法、基因枪转化法（乂称微弹射击法）、电击穿孔法（叉称电激法）、显微注射转化法、转座子介导转化法、花粉管通道法等；间接导人法也称农杆菌介导转化法，这种方法普遍应用于植物遗传转化中。这是因为根癌农杆菌在感染许多双了叶植物时,菌体内Ti质粒上的一段含致癌基因

3、的转移DNA（T-DNA）能共价地整台到植物染色体上，并使植物感染部位形成冠状瘻瘤。在根癌农杆菌质粒转基因系统屮，对T-DNA转移起关键作用有三个：①T-DNA上一个25bp的末端重复区域，它是转移系统的起始信号，具冇识别作用②染色体侵入性基因是农杆菌吸附到植物细胞壁上所必需的③质粒上的侵人性基因，在T-DNA末端重复区域和chw基因作用下农杆菌吸附到植物细胞壁上并穿透细胞膜系统后，慕因被植物组织释放出酚类或类黄酮等诱导物诱导而得以表达，完成质粒的侵染过程。利用农杆菌质粒的侵染性，可将改造过的衍生质粒上的外源基因转人植物细胞屮，从而获得转基因植株。80年代以来，随着根癌农

4、杆菌致癌(Ti)质粒衍生的嵌台基因表达载体的构建及以各种植物为受体的基因转化方法的建立，使植物基因工程跃上了新的台阶。桑树基因工程2.1转化方法2.1.1叶盘转化法这是由Horsch等1985年发展起來的一种利用叶盘或了叶为起始受体进行的遗传转化方法。桑树叶片可以提供丰富的遗传一致性材料，与原生质体、悬浮细胞及盎伤组织相比，再生植株的难度也较小。其一般步骤为：取无菌试管苗幼叶，预培养3-5d后，再切取lcn?左右的叶盘，用含目的基

5、大

6、的农杆菌进行感染：或者将桑树种子在室温下泡24h消毒后，在1/2MS培养基上，黑暗条件下经3-4d培养后，取种胚中的了叶，用含目的基因的农

7、杆菌进行感染。然后通过卡那霉索抗性筛选，获得转基因苗。从现有的研究报道来看，与烟草等模式作物相比，桑村的叶盘法转基因技术体系屮述存在着再生频率较低、基因型依赖性强、再生细胞与转化感受态细胞部位不相一致等问题。2.1.2基因枪法口前使用的基因枪，其基木原理都是通过-个动力系统，直接将包有外源基因DNA的金属颗粒高速射人植物材料，由于所有金属颗粒直径一般介于0.4-0.6pmZ间，当微弹打入并穿过细胞时，微弹上而所携带的外源基因就可能进入细胞，并整合到染色体上从而实现对植物细胞的转化。Machii等用基因枪轰击均匀分布在滤纸上的桑树悬浮愈伤组织。48h后在含冇X-Glue培养

8、基中观察到大量呈现蓝斑的愈伤组织，证明GLS基因已转入体内并得到了表达。2.1.3茎尖转化法这是利用桑树茎尖或腋芽为起始受体材料进行的遗传转化方法。与叶盘法相比，茎尖转化法培养简单，无需再分化过程，避开了植株再生的困难和基因型依赖性，在转化效率、转化体及后代的稳定性方而具有一定优势。2.2检测方法获得的转基因抗性组织或植株，需要通过分子生物学、酶学和生物学鉴定后，才能确定外源目的基因是否整合到植物基因组、冇无表达及活性如何。常用的分子生物学鉴定方法有PCR、Southern杂交和Northern杂交等。在对桑树转大豆球蛋口基因的抗性苗进行鉴定时,PCR鉴定结果与RNA斑点

9、杂交的检测结果相吻合，证实大豆球蛋白亚基已转入桑苗对报告基因则可以采用酶分析法。如Machii用基因枪将GLS基因转入桑苗后，利用GUS基因编码葡萄糖昔酸酶可与X-Glue发生特异反应及组织化学染色的特性，检测到GUS基因的暂吋表达。另外还可以通过生物学鉴定法。发展及展望3.1提高遗传转化效率这方面主要从改善遗传转化方法和建立高效的再生体系着手3.1.1改善遗传转化方法目前桑树转化上普遍采用农杆菌介导法，但与模式植物相比，所需起始受体材料庞大。转化周期较长且获得转化苗少。而直接转化法则具冇快速、简便的特点。Maehii用基因枪