转基因的步骤
1.5 农杆菌介导的水稻快速转化
1.5.1 各种培养基成分
水稻快速转化的培养基成分如表2-1，N6D培养基用于愈伤组织诱导和筛选，2N6-AS 为共培养培养基，AAM 用于配制农杆菌浸染液，RE-III 为分化培养基，HF 为生根培养基，AB 培养基用于农杆菌的活化。其中，配制固体培养基时，固定剂使用0.4%的Gerite。
1.5.2 种子的消毒
（1）水稻成熟种子去壳；
（2）置70%乙醇1min，弃乙醇，用无菌水清洗5 次；
（3）在每50ml 的 2.5%次氯酸钠溶液中滴 1 滴吐温20 混匀，然后放入乙醇处理过的水稻种子，浸泡15min，无菌水清洗 5 次；
（4）在 2.5%次氯酸钠溶液中再灭菌15min，无菌水清洗 5 次。
1.5.3 种子的接种和愈伤组织诱导
将灭菌后的成熟种子平摆于诱导培养基上，在常光照、32℃条件下培养5-8d。
1.5.4 浸染液的制备
（1）取出 1.4 中所保存的含有目标质粒的单克隆，吸取50μl 保菌液均匀涂布于固体AB培养基上，AB培养基中含50mg/L卡那霉素和50mg/L利福平，28℃条件下培养2-3d；
（2）刮取AB 培养基上的农杆菌，用AAM 重悬农杆菌，用AAM 稀释至OD600为0.1。
1.5.5 愈伤组织侵染和共培养
（1）取出诱导5-8d 的水稻愈伤组织，切去胚乳和芽鞘；
（2）将生长状态良好的愈伤组织置于浸染液中，浸泡5-8min；
（3）取出愈伤组织，置灭菌滤纸上，吸取愈伤组织表面的侵染液；
（4）在2N6-AS 培养基上铺一层无菌滤纸，并用AAM 浸湿；（5）将浸染后的愈伤组织均匀平放于2N6-AS 培养基；
（6）在25℃、黑暗条件下共培养3d。
1.5.6 抗性愈伤的筛选
（1）共培养愈伤组织的洗涤：取出共培养的愈伤组织，放入含400mg/L 羧苄青霉素的抑菌液中清洗，共洗 5 次，每次浸泡6min左右；
（2）倒去洗涤液，将愈伤组织移到无菌滤纸上，尽量蘸干愈伤组织表面的
液体；
（3）将愈伤组织均匀平放于N6D+培养基上，32℃、常光照条件下培养，直到新的愈伤组织长出，需两周左右。
1.5.7 分化再生
弃除老的愈伤组织，直接将新生的愈伤组织移到RE 培养基上，32℃、常光
照培养，7d 左右可见绿点，14d 可分化出芽。
1.5.8 生根培养
将2cm左右的再生芽转入HF培养基中，由同一粒种子来源的再生苗为一个line。
1.5.9 炼苗及移栽
将生根良好的再生苗从HF培养基中移出，在自来水中培养3-5d，然后种入土中。
水稻转化各种培养基营养成分
Comp os ition N6D(mg/l) 2N6-AS(mg/l) AAM(mg/l) RE-III(mg/l) HF(mg/l) AB(mg/l) 无机大量
KNO32,830 2,830 1,900 1,900
NH4Cl 1,000 NH4NO31,650 1,650
(NH4)2SO4463 463
MgSO4?7H2O 185 185 250 370 370 296 CaCl2?2H2O 166 166 150 440 440 10 NaH2PO4?2H2O 150 1,300 K2HPO43,000 KH2PO4400 400 170 170
KCl 3,000 150 无机微量
Na2EDTA 37.3 37.3 37.3 37.3
FeSO4?7H2O 27.8 27.8 27.8 27.8 2.5 Fe-EDTA 40
MnSO4?4H2O 4.4 4.4 10 22.3 22.3
ZnSO4?7H2O 1.5 1.5 2.0 8.6 8.6
CuSO4?5H2O 0.025 0.025 0.025
CoCl2?6H2O 0.025 0.025 0.025 KI 0.8 0.8 0.75 0.83 0.83
H3BO3 1.6 1.6 3.0 6.2 6.2
Na2MoO4?2H2O 0.25 0.25 0.25
Comp os ition N6D(mg/l) 2N6-AS(mg/l) AAM(mg/l) RE-III(mg/l) HF(mg/l) AB(mg/l) 有机
Casamino acid 300 300 500 2,000
Glycine 2.0 2.0 7.5 2.0 2.0
L-Arginine 176.7
L-Proline 2,878
L-Glutamine 900
L-Aspartic acid 300
myo-In os itol 100 100 100 100 100
Nicotinic acid 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5
Pyridoxine HCl 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5
Thiamine HCl 1.0 1.0 10 0.1 0.1 激素
2, 4-D 2.0 2.0
NAA 0.02
Kinetin 2.0
Acet os yringone 10～20 10～20
碳源
Sucr os e 30,000 30,000 68,500 30,000 30,000
Sorbitol 30,000
Gluc os e 10,000 36,000 5,000 pH 5.8 5.2 5.2 5.8 5.8 7.2
植物转基因技术及其应用_黄珊
植物转基因技术（transgenic?technology）又称遗传转化技术（genetic?transformation），通常是指将已经克隆、分离的外源或者内源基因构建到特定的载体上，然后借助生物、化学或物理的手段转移到受体植物细胞基因组中，使目的基因能够在受体内遗传，实现在新背景下稳定表达和遗传，并赋予植物人们所需要的农艺性状（如抗病、抗虫、抗逆等）的方法。转基因技术不仅为基因的表达调控和遗传的研究提供了一个理想的试验体系，尤其重要的是为植物特别是农作物的定向改良和分子育种提供了一个有效的途径和方法。自1983年转基因植物问世以来，在这短短的近三十几年的时间里，转基因技术发展十分迅速，至今已有数百种植物转基因获得成功。文章简要介绍常见的几种植物基因转化的方法、转基因技术的应用及其发展前景。 1?植物转基因技术的方法 迄今为止转基因技术大致可划分为两类：一种是载体介导法，即利用另一种生物来实现基因的转入和整合，如农杆菌介导法、病毒介导法等，其中主要的方法就是农杆菌介导法；另一种是DNA直接摄取法，即将裸露的DNA通过物理或化学的方法直接转入植物细胞，如基因枪法、聚乙二醇（PEG）介导法、花粉管通道法、电击法、显微注射法、超声波导入法等。目前较常用的几种植物转基因技术有农杆菌介导法、基因枪法、聚乙二醇（PEG）介导法及花粉管通道法。 1.1?农杆菌介导法? 农杆菌介导法是目前双子叶植物遗传转化最常用的方法［1,2］。它是将植物表达载体转入根癌农杆菌，以根癌农杆菌工程菌为介导，通过侵染受体植物后能将它所携带的Ti-质粒上的一段目的DNA 插入到受体细胞基因组中，从而实现新基因的导入与整合。根癌农杆菌Ti-质粒转化系统是目前研究最多，技术方法最成熟的基因转化途径。然而长期以来农杆菌介导转化方法仅局限于双子叶植物，直到近年来才在单子叶植物上有了重大突破［3，4］，如水稻［5］、玉米［6］和大麦［7］等。 1.2?基因枪法 基因枪法于1987年由Sanford提出［8］，是指用钨粉或金粉包裹外源DNA，然后利用火药的爆炸、高压放电或高压气体驱动力，将制备好的钨粉或金粉颗粒加速，射击真空室中的细胞或组织从而导入外源基因，进而达到目的基因在受体细胞中稳定遗传和表达的目的。该方法对靶细胞、受体材料来源基本无严格要求，小到细胞大至组织、器官等均可作为受体实现转化。目前，通过基因枪技术，很多植物如水稻［9］?、玉米?［10］、小麦?［11］、大豆［12］、土豆［13］、棉花［14］等均已获得成功。此外，基因枪技术还能将外源基因转化线粒体和叶绿体，使转化细胞器成为可能［15］。 1.3?聚乙二醇介导法? 目前最常用的化学诱导物质是聚乙二醇（PEG），PEG能与原生质体融合，通过改变原生质体膜的通透性，进而提高原生质体对外源DNA的吸收效率，达到基因转化的目的。该方法具有以下几个优点：首先对细胞伤害小；其次也是最主要的优点是充分 植物转基因技术及其应用 黄?珊 （福建省农业科学院水稻研究所，福建福州350018） 摘?要：植物转基因技术是研究植物基因功能及对植物各种农艺性状进行改良的重要手段之一。近几十年来，植 物转基因研究已成为国内外植物分子遗传学研究的热点并取得显著进展。文章综述了植物转基因技术的原理及迄 今为止在植物中常见的转基因技术的方法，概括了植物转基因的应用现状与前景。 关键词：植物；转基因技术；应用 中图分类号：Q78 文献标识码：A 文章编号：1008?-?9799（2012）01?-?0084?-?04 收稿日期：2012?-?02?-?14 作者简介：黄珊（1980－），女，助理研究员，研究方向：水稻遗 传育种。
转基因生物技术育种的利与弊
转基因生物技术育种的利与弊 转基因技术是通过将人工分离和修饰过的基因导入生物体基因组中，借助导入基因的表达，引起生物体性状可遗传变化的一项技术。转基因生物技术是一项全新的育种技术，也是当前国际上进展最快、竞争最激烈的研究领域之一。1996年，全球转基因作物种植面积达到160万公顷。在随后的十几年中，转基因技术的应用得到了迅速发展，已成为近代育种史上发展最快、效率最高的作物改良技术。2011年，全球转基因作物种植面积已超过1.6亿公顷，比1996年增加94倍，16年累积种植面积为12.5亿公顷。而积为12.5亿公顷。按种植面积计算，全球75%的大豆., 82%的棉花, 32%的玉米以及26%的油菜是转基因品种。耐除草剂性状是转基因作物的主要性状，2011年，耐除草剂大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜以及苜蓿的种植面积达9 390万公顷，占全球转基因作物种植面积的59%，具抗虫性状的转基因作物种植面积为2 390万公顷，占总种植面积的15%。 自20世纪90年代生物技术育种诞生以来，转基因作物的商品化应用及山此引发的一系列问题就引起公众的广泛关注。 1999年康奈尔大学指称，用拌有转基因抗虫玉米花粉的马利筋叶片饲喂帝王蝶幼虫，发现幼虫生长缓慢，死亡率高达44%，从而认为抗虫转基因作物对非靶标昆虫产生威胁。由于该实验是在室内进行的，不能反映田间情况，且没有提供花粉量的数据而遭到同行科学家的质疑；2012年9月，法国卡昂大学等发表了一项毒理学研究，表明转基因玉米和农达除草剂会引起实验室大鼠的乳腺肿瘤，并可能导致其过早死亡。这篇文章一经发表就在全球范围内引起广泛关注。为此，欧洲食品安全局成立了专门工作小组，由监管产品部门负责人担任主席，小组成员包括生物统计学、实验设计、哺乳动物毒理学、生物技术、生物化学、杀虫剂安全评价和基因修饰生物安全评价相关的专家，对该论文的相关研究工作展开深入调查。调查结果表明，该研究中实验设计和数据分析等诸多重要细节被省略，仅凭文章给出的信息并不能得出相关结论，不能作为评估转基因玉米健康风险的有效依据。 我国现已批准转基因棉花、番茄、甜椒、矮牵牛、杨树)和番木瓜的商业化生产，但实际上仅有转基因棉花和番木瓜真正进入市场应用。转基因作物自商业化以来，一直而临着安全性的质疑，公众最为担心的是转基因植物是否能够通过
烟草遗传转化实验
烟草遗传转化实验文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
实验八植物细胞悬浮培养 实验目的：学习和掌握植物细胞悬浮培养的操作技术与方法。 实验器材： 超净工作台、恒温培养室、高压灭菌器、冰箱、恒温培养箱、培养瓶、250 mL 、500 mL三角瓶、镊子、酒精灯等。 配置MS液体培养基（2，4-D 2 mg/L+1%甘露醇 +3% 蔗糖，pH 5.8）分装于250ml的三角瓶中，每瓶50ml。 实验材料：烟草叶片愈伤组织。 实验方法： 1.70%乙醇净化工作台并擦洗干净，将所用的材料、工具、培养基等放入 工作台。打开紫外灯和风机，15分钟后关闭紫外灯开始方可操作。 2. 在超净台上用无菌镊子夹取出生长旺盛的松软愈伤组织，放入150ml 三角瓶中并轻轻夹碎,每个三角瓶加入培养基20-30ml，每瓶接种1-2g愈伤组织，按愈伤组织与液体培养基1∶10的比例，以保证最初培养物中有足够量的细胞。 3.接种后的三角瓶用天平称取重量并记载，然后置于摇床上，在转速 100-120rpm，25℃下培养以及散射光条件下，进行振荡悬浮培养。4.每周更换新鲜液体培养基两次，每次更换1/3。每次更换新鲜培养基时 称取重量。 5. 每个人接种悬浮培养细胞1瓶，观察并记录细胞生长情况。 6. 培养7天后，制作细胞生长曲线：为了解县浮培养细胞的生长动态，可用以下方法绘制生长曲线图： 鲜重法：在转代培养的不同时间，取一定体积的悬浮培养物，离心收集后，称量细胞的鲜重，以鲜重为纵座标，培养时间为横座标，绘制 鲜重增长曲线。 烟草遗传转化实验 实验目的
植物转基因育种概述
植物转基因育种概述 https://www.wendangku.net/doc/4f13637125.html, 来源：中学生物学 作者：李志翔 日期：2007-10-1 为了培育高产、优质、抗逆性强的作物新品种，需将一种植物的优良遗传性状转移到另一种植物体中。若采用传统的杂交育种法进行随机筛选或通过组织培养、理化诱变、细胞融合等方法定向筛选优良性状培育新品种，其盲目性较大，筛选效率低，又有明显的种属界限而产生一定的生殖障碍，成功率不高。目前发展起来的植物基因工程技术则能有效地解决上述难题。通过特定目的基因的定向转移，其遗传变异频率比自发突变高出102～104倍，选择效率高，大大地避免了盲目性；又由于基因来源广泛，打破了种属界限，可以克服杂交育种过程中的生殖障碍，成功率提高。因此，植物基因工程技术已成为作物遗传育种的有效新途径，倍受重视。通过基因工程技术定向转移基因后获得的植物，称为转基因植物。 自1983年世界上首次成功获得第一株转基因植物以来，植物基因工程技术已广泛应用于作物品质改良、抗病性、抗虫性、抗病毒性、抗除草剂、杂种优势的利用等方面。迄今，全世界至少有300多种基因（性状）用于转化植物、微生物和动物。许多转基因产品已陆续投放全球市场，经济效益显著。 1 抗病毒转基因植物 植物病毒病是我国农业生产上最主要的病害之一，对我国的粮食作物、经济作物及果树蔬菜均造成严重危害， 经济损失巨大，但迄今缺少有效的化学防治方法。目前
人们已经可以通过植物基因工程技术，获得抗病毒转基因植物，以控制植物病毒的危害。其原理是： 一是利用植物生物技术，将病毒外壳蛋白基因或卫星RNA基因转入到植物基因组中，并获得转基因植株。这些植株叶片细胞中就会有病毒外壳蛋白或卫星RNA的表达和积累，就能够抑制相应的侵染病毒的RNA复制，从而可以减弱病毒病的症状或推迟病毒病发生时间，即具有一定的抗病毒能力。二是将病毒的反义RNA的相应DNA序列重组到植物的基因组里，使其合成反义的RNA。当植物被相应的病毒感染时，病毒的mRNA就可能与植物细胞中合成、积累的病毒反义RNA结合而无法反向复制和转录，从而控制病毒对植物的危害。 1.1 抗烟草花叶病毒的转基因植物 烟草花叶病毒（TMV）是一种RNA病毒，由单链RNA及外壳蛋白组成。研究证明，TMV侵染植物后，其外壳蛋白具有抑制新侵染相应病毒释放mRNA的作用。目前已成功地将TMV外壳蛋白基因转入到烟草细胞中，表达了病毒蛋白并对该病毒产生了抗性。 1.2 抗黄瓜花叶病毒转基因植物 黄瓜花叶病毒（CMV）对农作物危害极为严重，可侵染上千种植物。目前人们已成功地将CMV的卫星RNA基因转入到烟草、辣椒、甜瓜、番茄和矮牵牛等植物中，在植物体内合成、累积的卫星RNA，可以抑制相应的病毒RNA的复制，能显著减轻病毒的危害。 此外，人们还培育出了抗苜蓿花叶病毒（AMV）、抗烟草环斑病毒（TobRV）的转基因植物，抗病毒效应都非常显著。
我对转基因作物应用的看法
我对转基因作物应用的看法 我对转基因作物应用持支持态度。理由如下： 1.转基因作物的优势。 与常规育种技术相比，转基因育种在技术上较为复杂，要求也很高，但是具有常规育种所不具备的优势。主要体现在： (1)转基因育种技术体系的建立使可利用的基因资源大大拓宽。实践表明，从动物、植物、微生物中分离克隆的基因，通过转基因的方法可使其在三者之间相互转移利用。 (2)转基因育种技术为培育高产、优质、高抗，适应各种不良环境条件的优良品种提供了崭新的育种途径。这既可大大减少杀虫剂、杀菌剂的使用，有利于环境保护，也可以提高作物的生产能力、扩大作物品种的适应性和种植区域。 (3)利用转基因育种技术可以对植物的目标性状进行定向变异和定向选择，同时随着对基因认识的不断深入和转基因技术手段的完善，对多个基因进行定向操作也将成为可能，这在常规育种中是难以想象的。 (4)利用转基因技术可以大大提高选择效率，加快育种进程。此外，通过转基因的方法，还可将植物作为生物反应器生产药物等生物制品。 2.转基因作物的安全性 2.1环境影响及生态效应 2.1.1反对者认为现在存在的都是合理的，基因改良是反进化。其实这种观点本身恰恰是违反了进化论,因为进化并不是一成不变。现在的物种是长期自然选择和人工选择进化的结果。农业本身与生俱来就不是自然活动,今天的作物已没有一种像它们的野生祖先,它们已经过数千年的选择而使其更能适应生境和更加高产。因此,GMC仅仅是人类活动的逻辑延伸,并不比我们实践了多个世纪的活动更违反自然。以Bt抗虫作物而言,试想还有什么样的作物能像GMC一样只需很少或根本不需喷农药而对环境更友好? 2.1.2转基因作物的生态效应 以我国大量种植的转基因作物Bt棉为例，来说明转基因作物的生态效应（1）对靶标生物的影响。Bt棉花的种植能够有效控制棉铃虫对多种寄主作物的危害，减少化学杀虫剂的使用。吴孔明等通过比较我国Bt棉花种植前后15年间田间棉铃虫的发生量，发现棉田棉铃虫的种群数量随着Bt棉花的推广种植而显著减少。 （2）对非靶标生物的影响。吴孔明等1998年~1999年在河北、河南抗虫棉田中对害虫的种群数量作系统调查后发现,瓢虫类、草蛉类、蜘蛛类捕食性天敌的数量在抗虫棉田中大幅度增加,它有效地控制了蕾铃期棉蚜种群的发展。 （3）靶标害虫的抗性。Bt棉花在我国自1997年推广种植以来，虽有抗性风险的报道，但至今田间没有大规模抗性的发生，远远低于一般化学农药的抗性产生风险。而针对害虫对转基因棉的抗性，我国采用了天然庇护所来延缓害虫Bt抗性的发展。 2.2 食品安全性 （1）转基因食品在上市之前都会做风险的评估来证明它的安全性，这个评估的体系是目前在食品安全评估中使用的最严格的一套体系。在评价转基因食品安全性的时候采取的一个原则，叫做实质性等同原则，即如果转基因食品跟同类的非转基因食品的安全性是一样的，就认为它是安全的。我们不可能去认定某一
转基因烟草方法
2．材料与方法 2.1实验材料 植物材料：K326烟草种子 药品：MS大量元素，MS微量元素，MS铁盐,吲哚乙酸（IAA），6-苄氨基腺嘌呤（6-BA），烟肌醇(B1B6),蔗糖，琼脂，头孢霉素（Cef），羧苄青霉素（Carb），卡那霉素（Kn）、庆大霉素、利福平等； MS培养基(1L):大量元素(20x)50ml、微量元素(100x)10ml、Fe2+(100x)10ml、蔗糖30g、琼脂8g，PH值约为6.0 预培养基(1L)：大量元素(20x)50ml、微量元素(100x)10ml、Fe2+(100x)10ml、6-BA(1000x)2ml、B1B6(200x)5ml、甘氨酸(1000x)1ml、琼脂8g，PH值约为6.0。高温灭菌后加IAA(0.2mg/L)1ml 分化培养基(1L)：预培养基的基础上加入头孢霉素2ml，羧苄青霉素1ml，卡那霉素1ml. 生根培养基(1L)：1/2MS、IAA 2mg/L、蔗糖30g/L、琼脂5.8g/L，pH=5.8 LB液体培养基(1L)：胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、NaCI 10g MS0培养基：为不加琼脂的只含大量元素MS培养基 2.3实验方法 2.3.1浸染菌液制备 将含有目的基因的农杆菌在固体LB培养基上划板，28℃下暗培养两天。 挑取单菌落，接种于5ml含50mg.L-1卡那霉素、50mg.L-1链霉素及50mg.L-1利福平的液体LB培养基中，28℃下振荡培养过夜。 活化过夜的农杆菌，按1:50的比例，稀释到含50mg.L-1卡那霉素的新鲜液体LB培养基中，继续培养至OD600值约为0.5。 取培养物1ml，置于无菌离心管中，12000rpm离心1分钟，弃上清。加入100ml的MS0培养基，混匀。 2.3.2烟草转化 按叶圆盘法转化烟草。将剪切好的烟草叶盘放置在预培养基上培养1-2天后，置于悬菌液中（MSO悬浮，可以稀释50—100倍）浸泡3-5分钟。然后取出，用无菌滤纸吸去其表面的液体。将浸染过的叶盘分接种在覆有两层滤纸的预培养
转基因植物的安全性评价.
1转基因植物安全评价的意义 转基因植物育种,是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导 入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对内源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达使植物获得新的性状的一种品种改良技术,可最大限度地满足人类的需要[1]。 与此同时,转基因技术使物种的进化速度远远超过生物自然变异与选择的速度,对于这种急剧的生物物种变化,自然界能否容纳和承受?自然界的其他组成部分是否会因此受到伤害或破坏?转基因植物及其产品被人们食用时,是否会向人体肠道微生物发生基因转移?是否会出现由于某种新物质的形成对人体健康产生危害或潜在影响?要消除这些疑虑就要进行转基因植物的安全性评价。要经过合理的实验设计和严密科学的实验程序,积累足够的数据,根据这些数据判断转基因植物的大田释放和大规模商业化生产是否安全,对实验证明安全的转基因植物正式用于农业生产,对存在安全隐患的加以限制,避免危及人类生存及破坏生态环境[2]。因此,制定科学完善的安全性评价的原则与方法,对确保人类健康和环境安全及转基因技术的健康发展具有十分重要的意义。 2转基因农产品安全评价的内容 2.1转基因植物的环境安全性 转基因植物的环境安全性评价要解决的核心问题是转基因植物释放到田间后是否会将基因转移到野生植物中;是否会破坏自然生态环境,打破原有生物种群的动态平衡[2]。 转基因植物演变为农田杂草的可能性:转基因植物可通过传粉进行基因转移,可能将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移给近缘种或杂草,如果杂草获得了这些抗性,就会变成超级杂草,使农田杂草难以控制。 基因漂移到近缘野生种的可能性:在自然生态条件下,有些栽培植物会和周围生长的近缘野生种发生天然杂交,从而将栽培植物中的基因转入野生种中。在进行转
转基因植物的研究与应用
吉林农业科学 2001,26(5):26-30 Journal of Jilin Agricultural Sciences 文章编号:1003-8701(2001)05-0026-05 转基因植物的研究与应用 程焉平 (四平师范学院生物系,吉林四平136000) 摘 要:介绍了转基因植物的主要研究方法及其在各个领域中的应用现状,并对其今后的应用前景加以展望。 关键词:转基因技术;转基因植物;遗传转化;生物安全 中图分类号:Q94312文献标识码:A 自1983年第一株转基因植物问世以来,转基因植物的研究和应用在世界各国蓬勃开展。所谓转基因植物就是植物细胞或组织经遗传转化后,进行组织培养长出愈伤组织,再经诱导所分化出来的完整植株。转基因可以使优良的生物基因在不同种生物之间进行交流,从而弥补单一生物种类中的遗传资源不足,丰富种质库。转基因植物的研究在目前的生物技术领域中最为活跃,具有十分广泛的应用前景。 1 植物转基因技术 111 土壤农杆菌介导转化技术 革兰氏阴性菌根瘤农杆菌(Agrobcterium tumer f aciens)是一种植物病原菌,通常只能感染双子叶植物的受伤部位。农杆菌携带一种称为T i的质粒(tum or-inducing plasmid),该质粒含有一段NDA,称T-DNA(trans fer-DNA),它能转移并整合到植物组织中,并导致冠瘿瘤(crown2 gall)的形成。不含有T i质粒的土壤农杆菌不能诱导冠瘿瘤产生。 利用T i质粒对植物进行遗传转化的最基本方法是将目的DNA片段插入T-DNA区,然后通过土壤农杆菌和T i质粒将其送入受体植物并整合到植物细胞的基因组内,使之得到遗传转化。 土壤农杆菌介导的基因转移是目前最常用的获得转基因植物的方法。由于近几年来在载体系统和转化方法上的不断完善,土壤农杆菌介导的基因转移不仅局限于其天然寄主双子叶植物范围内,在转化水稻、玉米和小麦等单子叶植物上也取得了重大的突破。例如, Ishida等1996年在玉米上获得了5%～30%的转化率,Hiei等1994年在水稻上获得了29%的转化率。就目前的情况看,土壤农杆菌介导的基因转化关键在于找到合适的组织培养和再生技术。 112 基因枪技术 由于土壤农杆菌转化技术在单子叶植物上的局限性,目前,多数研究者倾向于使用基因 收稿日期:2001-03-26 作者简介:程焉平,(1954-),男,四平师范学院生物系副教授,从事遗传学教学。
转基因育种研究进展
作物转基因育种研究进展 摘要：近年来，植物基因工程取得了辉煌的成就，而转基因技术由于其巨大的产业价值,特别是在作物品质改良、产量和抗逆性提高等方面的明显优势,一直是国际农业高新技术竞争的焦点和热点。本文主以棉花、玉米、水稻为例就转基因育种技术在作物上的研究进展进行相关的介绍。 关键词：作物，棉花，玉米，水稻，转基因育种，研究进展 植物转基因技术是指利用重组技术、细胞DNA培养技术或种质系统转化技术将目的基因导入植物基因组，并能在后代中稳定遗传，同时赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。常规育种常常受有性杂交亲和性的制约，而利用转基因技术可以打破物种界限、克服有性杂交障碍，快速有效地创造遗传变异，培育新品种、创造新类型，大大缩短新品种育成的时间。因此，随着现代生物技术的迅速发展，植物转基因技术也蓬勃发展［1］。 1 转基因棉花育种的研究与进展 近年来，随着基因工程技术的不断发展，利用生物技术来创新棉花种质资源和培育新品种是一条非常有效的途径，极大地推动了棉花遗传育种的发展［2］。中棉所是世界上唯一可以同时采用农杆菌介导法、花粉管通道法、基因枪轰击法快速获得转基因抗虫棉新材料的技术平台,能将植物嫁接技术成功应用于转基因棉花的快速移栽,成活率超过90%。未来3~5年,中棉所将挖掘、整合与优化抗病、抗除草剂等基因10个,筛选高产因子、高品质纤维等基因或分子标记150个,创造转基因棉花育种新材料100份以上,培育重大新品种(组合)3~5个。 1.1转抗虫基因 1991年成功将外源Bt基因导人棉株中，1992年人工合成了全长1824bp的CrylAb和CrylAc融合的GFMCry1A基因，并于1993年采用农杆菌介导法和外源基因胚珠直接注射法成功导入晋棉7号、中棉12、泗棉3号等主栽品种，获得了高抗棉铃虫的转基因棉花株系；包含CryIAc和AP基因双价抗虫基因载体，通过农杆菌介导转化冀合321胚性愈伤组织，经6代筛选后培育出抗棉铃虫90%的纯合品系，且农艺性状均优于对照。 1.2转抗黄萎病相关基因 利用花粉管通道法和农杆菌介导转化法将菜豆中的几丁质酶和烟草中的葡聚糖酶基因转入棉花，并从转基因高世代材料中筛选出了高抗黄萎病的品系；将天麻抗真菌蛋白基因用花粉管通道法转化天然彩色棉主栽品种，从高世代系中选育出既抗枯萎病又抗黄萎病的兼抗材料；将葡萄糖氧化酶基因(GO)转入棉花，转基因后代对枯萎病和黄萎病抗性均有显著提高，部分材料抗性达到抗病水平。1.3转抗除草剂基因 1997年由美国孟山都公司推出抗除草剂棉花抗性品种，他们从土壤农杆菌变种CP4中分离到编码抗草甘膦酶的基因，并通过农杆菌介导法转化珂字棉312，把该基因导入棉花植株，从而使其对草甘膦产生抗性。采用中棉35下胚轴为材料，将草甘膦突变基因aroAM12导入到棉花中，获得65棵再生植株，通过Southern及Western试验验证了该基因的导入和表达状况，结果表明，转化株对草甘膦具有很高的抗性；将抗草甘膦基因aroAM12和抗虫基因Btslm一起整合到一个载体中，并以抗草甘膦基因作为选择标记，通过转化棉花品种石远321后获得了抗草甘膦和抗棉铃虫的再生株。
基因工程育种技术
基因工程育种技术 基因工程又称重组DNA技术，是指将一种或多种生物的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物(受体)，使受体按人们的愿望表现出新的性状。 基因工程诞生于1972年，在其后几年中由于担心重组生物对环境安全的影响，基因工程技术的发展曾一度受挫。但随着人们对DNA重组所涉及的载体和受体系统进行有效的安全性改造，以及相应的DNA重组实验室设计和操作规范的建立，再加上重组DNA技术的巨大应用潜力的诱惑，重组DNA技术迅速发展，现在，基因工程已成为生物学实验室的一项常规技术，并广泛应用于医药、农业、食品、环保等许多领域。 第一节基因工程的基本过程和原理 基因工程最典型的操作如图6-1所示一般包括以下三个步骤： 1．外源DNA的获得与酶切； 2．外源DNA与经同样酶切的载体的连接； 3．连接产物转化受体细胞及阳性转化子的筛选；
分离D N A 酶切酶切 供体细胞 重组转化子 图6-1 基因工程的基本过程 由图6-1可见，基因工程操作过程需要以下基本材料：外源DNA(基因)、载体、DNA 体 外重组用的酶以及宿主细胞。 一、 载体 外源基因导入受体细胞一般都要借助于载体，基因工程中最常用的载体是质粒载体。图6-2所示pUC19就是最常用的载体之一。
图6-2 载体pUC19及其多克隆位点 载体一般含有以下几个基本元件： (一) 复制原点 载体在宿主细胞中要独立存在则应具有独立复制的能力，复制原点又称为复制起始位点(Origin，简称ori)，控制载体复制。不同生物的载体复制原点不同，同一种生物的不同载体拷贝数和稳定性有很大差别，这主要决定于载体的复制原点的性质。图6-2所示的pUC 系列载体的复制原点是pAM1的一个突变体，在合适的大肠杆菌宿主细胞中(如大肠杆菌JM109)其拷贝数可达500。整合型载体的复制原点被整合位点的同源序列替代。 (二) 筛选标记 一般是载体上的一段编码酶的基因，能赋予转化子新的性状，便于转化子的筛选。载体pUC19的筛选标记是β-内酰氨酶基因（常简写为bla或Amp r），能分解氨苄青霉素中的β-内酰氨环使其失活，因此在含氨苄青霉素的平板上，只有含质粒的转化子能生长而不含质粒的宿主细胞不能生长。抗药性是细菌载体中最常用的筛选标记，除氨苄青霉素抗性外，卡那霉素、氯霉素、四环素等抗性也常用作载体的标记。另一类常用的标记是营养缺陷型互补标记，在真核生物载体中更常用。 (三) 多克隆位点（multi cloning site, 简写为MCS）
烟草农杆菌转化实验步骤1
烟草农杆菌转化实验 实验配方：1L RMOP: 20×大量元素50ml 200×微量元素5ml 200×有机5ml 200×铁盐5ml 3%蔗糖30g 0.8%琼脂（国产）4g/500ml 灭菌后，每500ml培养基加入: 0.1mg/L NAA 1mg/ml NAA 50μL 1mg/L 6-BA 1mg/ml6-BA 500μL YEB: 液体培养基：1L 酵母提取物1g 牛肉膏5g 蛋白胨5g 蔗糖5g MgSO4?7H2O 0.5g pH7.0 高压灭菌。 固体培养基： 每升YEB 液体培养基加15g 琼脂粉，高压灭菌。 卡那霉素（Kan）储液：100mg/ml 利福平（Rif）储液：50mg/ml YEB 固体培养基平板: 灭菌后的YEB 固体培养基待其温度降至50℃时加入卡那霉素（Kan）和利福平（Rif），至终浓度为50mg/l，混匀后立即倒入培养皿，凝固后4℃倒置保存。 一．农杆菌感受态细胞的制备 （1）划线活化农杆菌，挑取农杆菌单菌落于3ml的YEB液体培养基（含Rif 50mg/l）中，28℃振荡培养过夜； （2）取过夜培养菌液1ml接种于50ml YEB（Rif 50mg/l）液体培养基中，28℃振荡培养至OD600为0.5； （3）取2ml菌液，13000rpm，离心30sec, 弃上清； （4）加入10ml 0.1M CaCl2，使农杆菌细胞充分悬浮，冰浴30min；
（5）13000rpm，离心30sec，弃上清，置于冰上，加入2.5ml预冷的0.1M CaCl2，充分悬浮细胞，分装在1.5ml EP管中，液氮中速冻1min，置-80℃冰箱保存备用。二．质粒DNA导入农杆菌 ①电转法： 1.取农杆菌感受态在冰上冻融； 2.加2μL质粒DNA于100μL感受态细胞中，用枪头轻轻搅拌混匀； 3.然后再将其转入电转杯中（不要产生气泡），在2500V高压下电击； 4.取出电转杯，加入500μL预冷的YEB培养基（不含抗生素），轻轻吹打混匀，吸出菌液转入1.5ml离心管中，28℃，200rpm振荡培养5h； 5.取30-40μL菌液涂在含相应抗生素（50mg/l Kan和50mg/l Rif）的YEB平板上，28℃倒置培养1.5-2天； 6.挑选单菌落PCR检测，将阳性菌落保存。 ②冻融法： 1、在200μl感受态细胞中加入2－6μl质粒DNA，冰浴5min，液氮中速冻5min； 2、迅速转入37℃水浴中，热激5min； 3、加入1ml YEB（不含抗生素）液体培养基，28℃慢速振荡培养2－4小时； 4、3000rpm离心4min，去一部分上清，留取200μl菌液涂布于含有50mg/l Kan 和50mg/l Rif的YEB平板； 5、放置约0.5h，待水份干后，28℃培养约24小时至长出菌落。 6、挑选单菌落PCR检测，将阳性菌落保存。 三．烟草遗传转化实验 ①准备农杆菌 （1）将农杆菌在平板上划线，从平板上挑取单菌落，接种到20mL附加相应抗生素（kan 50mg/L, Rif 50mg/L）的YEB液体培养基中，在恒温摇床上，于28℃下以180r/min培养至OD600为0.6~0.8（约需17h）。 （2）将OD600为0.6~0.8的菌液，按1%~2%的比例，转入新配制的无抗生素（含Rif）的YEB液体培养基中，可同时加入100~500μmol/L的乙酰丁香酮。在上述相同的条件下再培养6h左右，待OD600为0.2~0.5时即可用于转化。
转基因技术及其在植物育种中的应用
转基因技术及其在植物育种中的应用 一、概述 从70年代重组DNA技术创建，到1983年第一株转基因烟草获得以来，国际上对转基因作物就存在着截然不同的观点：接受？抵制？随着技术日趋成熟，转基因作物由实验室进人大田中试，不少作物已向商品化发展。与此同时，转基因作物的生态风险，可能带来的环境问题、转基因产品作为食品对人体健康问题、产品贴标签问题、运输问题、国际贸易问题、知识产权问题等已引起世界性的所谓“生物安全”的论战。转基因技术实际上已由学术观点分歧，发展到知识产权问题、环境问题、经济问题甚至政治问题 二、什么是转基因技术 转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgene technology）。又名"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"。 三、几种常用的植物转基因方法 遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类方法不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法，花粉管通道法是中国科学家提出的。 1．农杆菌介导转化法 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的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-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。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们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，自从技术瓶颈被打破之后，农杆菌介导转化在单子叶植物中也得到了广泛应用，其中水稻已经被当作模式植物进行研究。 2．花粉管通道法 在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基因组中，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由中国学者周光宇提出，中国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，不需要装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握。 3. 基因枪法 利用火药爆炸或高压气体加速（这一加速设备被称为基因枪），将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单，因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。 四、转基因植株的检测 标记基因(包括选择标记基因及报告基因)用于帮助在植物遗传转化中筛选和鉴定转化
烟草遗传转化实验
实验八植物细胞悬浮培养 实验目的：学习和掌握植物细胞悬浮培养的操作技术与方法。 实验器材： 超净工作台、恒温培养室、高压灭菌器、冰箱、恒温培养箱、培养瓶、250 mL 、500 mL三角瓶、镊子、酒精灯等。 配置MS液体培养基（2，4-D 2 mg/L+1%甘露醇 +3% 蔗糖，pH 5.8）分装于250ml的三角瓶中，每瓶50ml。 实验材料：烟草叶片愈伤组织。 实验方法： 1.70%乙醇净化工作台并擦洗干净，将所用的材料、工具、培养基等 放入工作台。打开紫外灯和风机，15分钟后关闭紫外灯开始方可操作。 2. 在超净台上用无菌镊子夹取出生长旺盛的松软愈伤组织，放入 150ml三角瓶中并轻轻夹碎,每个三角瓶加入培养基20-30ml，每瓶接种1-2g愈伤组织，按愈伤组织与液体培养基1∶10的比例，以保证最初培养物中有足够量的细胞。 3.接种后的三角瓶用天平称取重量并记载，然后置于摇床上，在转速 100-120rpm，25℃下培养以及散射光条件下，进行振荡悬浮培养。 4.每周更换新鲜液体培养基两次，每次更换1/3。每次更换新鲜培养 基时称取重量。 5. 每个人接种悬浮培养细胞1瓶，观察并记录细胞生长情况。 6. 培养7天后，制作细胞生长曲线：为了解县浮培养细胞的生长动态，可用以下方法绘制生长曲线图： 鲜重法：在转代培养的不同时间，取一定体积的悬浮培养物，离心收集后，称量细胞的鲜重，以鲜重为纵座标，培养时间为横座标，绘制鲜重增长曲线。
烟草遗传转化实验 实验目的 烟草是遗传转化的模式植物，已经建立了一套完善的转化再生体系。本实验以烟草为实验材料，了解根癌农杆菌介导法的基本原理和一般步骤，掌握遗传转化的基本操作技术。实验要求： 掌握根癌农杆菌侵染植物获取转基因材料的方法；理解农杆菌介导途径进行基因转化的机理；了解转基因植物筛选的方法。 实验原理 根癌农杆菌是一种能诱发植物产生肿瘤的细菌，根癌农杆菌中诱导植物产生肿瘤的质粒，简称为Ti质粒。野生型农杆菌的Ti质粒，含有两个与致瘤有关的区域：一个是T－DNA 区，含致瘤基因；另一个是毒性区，在T－DNA的切割、转移与整合过程中起作用。用于植物基因转化的农杆菌Ti质粒载体系统的构建，是将野生Ti质粒中的致瘤基因删除，并在T－DNA区域内插入适当的选择标记和多克隆位点。 p BI121载体是常用的植物表达载体，载体的骨架是pUC18，以CaMV35S启动子驱动的新霉素磷酸转移酶基因NPTII为卡那霉素（kan）抗性选择标记基因，含有卡那霉素抗性基因作为筛选基因。β－葡萄糖苷酶gus基因作为报告基因，转化的获得的转基因细胞、组织或植株，具有抗卡那霉素的特性，经组织化学染色呈蓝色。 实验器材 摇床、超净工作台、小型离心机、冰箱、移液抢、镊子、手术刀、酒精灯、棉球、培养皿、三角瓶、滤纸、牛皮纸、牙签。 实验材料 植物材料：烟草无菌苗 农杆菌与载体：农杆菌LBA4404 p BI121 YEB培养基：牛肉膏(5 g/L)、蛋白胨(5 g/L)、酵母提取物(1 g/L)、蔗糖(5 g/L)、MgSO4 (0.5 g/L)、pH 7.0 烟草分化培养基：MS + 2mg/L 6-BA + 0.5mg/L IAA 烟草生根培养基：MS + 0.5mg/L IAA 卡那霉素（Kan）母液：50mg/ml，过滤除菌，分装，－20℃保存。 头孢霉素（cef）母液：300mg/ml，过滤除菌，分装，－20℃保存。 利福平(rif): 50mg/ml，过滤除菌，分装，－20℃保存。
转基因技术及其在植物育种中的应用
转基因技术及其在植物育种中的应用 姓名：王以正 学号：09042114
摘要:介绍了几种较为常用的外源DNA 导入方法: 农杆菌介导法、基因枪法、电击/聚乙二醇( PEG) 法和花粉管通道法。就其在抗性育种、控制发育和品质改良及生产药物等方面的应用作了简单概述, 同时, 对转基因沉默及转基因食品的安全性问题进行了相关讨论。 关键词:转基因技术; 植物; 育种; 应用 20 世纪70 年代以来, 随着分子生物技术的发展和根癌农杆菌及相应遗传转化方法的建立和应用, 人们对外源基因导入细胞的方法进行了大量探索, 根据育种需要进行DNA 水平上的微观操作, 即分子育种, 其核心就是转基因育种。它的出现解决了常规育种中存在的定向改良困难、育种范围窄、有益性状的识别和筛选困难且耗时长等问题, 给植物育种领域注入了新活力。本文主要就转基因技术方法及其在植物育种中的应用作一概述。 1 转基因技术方法 转基因技术是指用人工方法有目的地将外源基因或DNA导入受体生物细胞中, 稳定地整合、表达并遗传的综合技术。它从总体上可划分为两部分, 即外源DNA 的导入与转基因植株的鉴定。 1.1 外源DNA 导入 外源DNA 克隆并经载体质粒构建后, 就可导入受体细胞了。迄今用于外源DNA 导入的方法主要分为两类: ( 1) 载体介导法。如农杆菌介导法、病毒介导法、噬菌体介导法和脂质体法等。( 2) DNA 直接摄取法。如聚乙二醇( PEG) 转化法、电击法、基因枪法、花粉管通道法、激光束法、纤维注射法、超声波冲击法、子房注射法及浸胚法等。其中农杆菌介导法、基因枪法、电击/聚乙二醇( PEG) 法及花粉管通道法较为常用。 1.1.1 农杆菌介导法 农杆菌介导法是目前应用最多且结果较为理想的一种基因转化方法。它利用根癌农杆菌和发根农杆菌为中间介体, 让农杆菌感染受伤的植物细胞, 然后将它所携带的质粒DNA 片段整合到植物细胞基因组中, 从而实现外源DNA 到寄主植物细胞的转化。1977 年, Chilton 等人发现植物细胞肿瘤组织中存在Ti 质粒( 存在于根癌农杆菌中) 的DNA 片段, 称之为转移DNA( T- DNA) , 它能插入植物的细胞中, 后来人们发现发根农杆菌中Ri质粒也具有此功能。人们就利用T- DNA 的这一的特点, 将其进行改造, 切去导致植物形成肿瘤的基因换上人类所需要的目的基因, 然后将其导入受体细胞中, 实现转化。但此方法应用的前提条件是受体植物的材料必须对农杆菌浸染敏感, 故它主要应用于双子叶植物和少数单子叶植物的研究中。 1.1.2 基因枪法 又称生物弹射击法。它是将外源基因或DNA 在Ca2+ 或亚精胺等作用下吸附在重金属金或钨粒子表面, 制成DNA- 微弹, 利用基因枪将微弹高速射入植物受体细胞或组织中, 从而实现转化。这个方法最大的特点是不受植物种类限制, 单、双子叶植物均适用, 且可以直接轰击那些已完成形态分化的组织或器官, 如胚和分生组织。但它的不足之处在于这一过程属机械和随机过程, 受诸多物理因素( 如金属弹大小、速度、均一性) 的影响, 整合效率不高, 重复性差, 对处理的植物材料也有一定程度的伤害。
烟草转化及CoIP方法
CoIP protocol From Guo Siyi 烟草转化体系 将含有正确构建质粒的阳性农杆菌克隆在YEB 液体培养基中培养过夜，到OD600 约 1.5 左右（大约20h），同时摇菌P19，它能有效抑制植物对外源导入载体表达的沉默效应，提高表达量。然后收集菌体，5000 rpm 5min 常温离心，将菌体用侵染缓冲液（10 mM MES，100 μM AS-乙酰丁香酮，50 mM MgCl2）重悬，用紫外分光光度仪测定OD600 值；根据实验要求将含有不同载体组合的菌液混合，同时在每一个组合中也加入P19，最终使得每种菌液成分的OD600 在0.8 左右；然后将混合的菌液在28 ℃下以200 rpm 的转速再培养至少3 h，然后注射合适大小的烟草叶片。尽可能多的注射烟草叶片，并标记下注射的叶片及对应区域；之后用保鲜膜封闭，在暗中培养2 d，然后再转入光下培养2-3 d，并取材在荧光显微镜下观察GFP 的荧光已确定烟草叶片中外源载体的表达情况，视情况取材做后续的实验。 免疫共沉淀（CoIP） 将VER2，TaGRP2 与不同的标签蛋白融合如FLAG-VER2，TaGRP2-GFP，将该载体转化农杆菌获得阳性克隆，然后共同用农杆菌侵染的方法转化烟草。至少设定两组样品：即FLAG-VER2/TaGRP2-GFP 以及FLAG-VER2/GFP。检测目的蛋白是否表达：用Bradford 法测定提取蛋白的浓度，然后用SDS-PAGE 分离蛋白（15-30 μg protein/lane）做Western Blot 用（WB）标签抗体FLAG，GFP 检测融合蛋白是否在烟草中表达。并根据WB 的结果估算实验组（FLAG-VER2/TaGRP2-GFP）与对照组（FLAG-VER2/GFP）的蛋白相对表达量。 Pre-clear：（所有步骤尽量在冰上进行） 取两份30 μL protein A/G beads 到EP 管中放于冰上，用600 μL 的蛋白提取buffer 重悬beads，4 ℃离心1000 g 1 min。冰上静止1 min，弃上清。（重复此操作3 次） 将适量蛋白溶液（根据WB 结果，调整实验组和对照组蛋白样品，使得目的蛋白的表达基本相当，总蛋白在400-600 μg，溶液总体积在1 mL 左右，可用蛋白提取buffer 补齐）加入beads 中，4 ℃颠倒混匀1-2 h；然后4 ℃离心2000g 1 min，将上清转移至新EP 管中，取20 μL 样品待用，即Input。 免疫沉淀： 将上清中加入适量的GFP 抗体，根据WB 结果来加，10-20 倍于WB 的抗体用量。4 ℃颠倒混匀1-2 h，快到时间时，重新准备两份30 μL protein A/G beads 在新EP 管中放于冰上待用（用蛋白提取buffer 重悬3 次）。将混匀的蛋白+抗体溶液加入含有beads 的EP 管中，4 ℃颠倒混匀1-2 h。 清洗杂蛋白： 4 ℃离心1000 g 1 min，将上清转移到新EP，此为UBP（unbinding protein），存于冰上待用。将beads 用wash buffer 清洗4- 5 次，600 μL/次，每次重悬后4 ℃离心1000 g 1 min。留40 μL 最后一次的wash buffer（即W5）于冰上待用。 洗脱结合蛋白： 将beads 用50 μL elution buffer 洗脱后加10 μL 6×SDS loading buffer，或者用60 μL 1×SDS loading buffer 煮沸5 min。WB 检测FLAG-VER2 蛋白是否与TaGRP2-GFP 蛋白共沉
转基因植物的应用
转基因植物的应用 发表时间：2018-12-06T16:04:38.320Z 来源：《科技新时代》2018年10期作者：方源媛 [导读] 转基因技术的发展前景十分广阔，相信在不久的将来，随着转基因技术的成熟，更多农业方面的问题将得到较好地解决。 昆明市第一中学云南省昆明市 650031 摘要：我国是农业大国，农作物的产量与经济命脉息息相关。农作物生长过程中会受到各种各样的影响，目前国内农作物受到的影响主要有自然灾害、病害、虫害等时刻在威胁着它们的健康生长，减产会造成损失。转基因技术孕育而生，高效地解决了这类问题，成为发展必然。本文通过比较传统防治方法和转基因技术在防治的效果，运用文献阅读、资料分析等方法，从抗病、抗虫、抗除草剂三个方面对比二者，得出转基因技术相对传统防止方法优势明显的结论。转基因技术的发展前景十分广阔，相信在不久的将来，随着转基因技术的成熟，更多农业方面的问题将得到较好地解决。 关键词：转基因植物、抗病、抗虫、抗除草剂 1. 农作物受灾现状 农业是我国的第一产业，是生存之本。而我国又是一个人口大国，农业则显得更为重要。目前农业生产面临着人口不断增长和资源短缺的双重挑战。农作物在生长过程中会受到各种自然灾害及胁迫，容易导致生产上的损失。 首先是自然灾害，由于人类活动范围的扩大，自然灾害也逐渐增多。旱涝灾害、地震、等自然灾害平繁发生，别说植物，就连其他生物的生活都会遭到很大的影响。这将成为农作物减产的一个重要因素。往年因旱灾造成的粮食损失约200亿至250亿千克，直接经济损失约150亿至200亿元。低温影响也不可忽视，如大气环流异常以及拉尼娜现象的出现，引发了2008年一月下旬我国南方地区的极端气候灾害，给社会经济造成了极大的损失。[1] 其次，是病害、虫灾、某些灭生性除草剂等恶劣的环境等胁迫。它们更加直接地对植物的生长发育造成影响。面对这种情况，我们目前采取的措施如喷洒化学农药、喷洒除草剂等，其弊端不言而喻。因此我们急需寻找一种高效的防治方法。 在不断寻找和探索新方法后，转基因技术——一项高效且可持续发展的新技术，其应用前景十分广阔。 2. 转基因植物的优势 2.1 转基因植物抗病 植物的病害种类繁多，同人类一样，在植物生长的整个阶段，都有可能遭受到病原物不同程度的侵害。每年植物病给我国的经济、粮食作物造成的损失很大，仅番茄和烟草两种农作物的损失就超过亿元。同样以西瓜和甜瓜为例，它们是常见的、且经济价值很高的水果，但同样遭受到病害的威胁，真菌病害尤为明显。[2]传统的防治方法缺陷较多，无法较好地解决病害，提升农作物产量、品质。而目前通过将病毒蛋白基因转入植物体体内，来提高农作物对病害的抵抗能力成为了一种直接有效的方法，在一些重要的农作物改良中取得了一些进展。 其次就是将病毒的外壳蛋白基因导入植物体细胞中，这能有效降低病毒的繁殖速率，达到减轻症状的目的。中国农业科学以及中国科学院上海植物生理研究所等单位合作，成功修饰和克隆了几丁质酶基因和葡萄糖氧化酶基因，将它们导入棉花，就获得了抗枯萎病和黄萎病的转基因棉花新品种。它们的生长状况与野生型相比更加良好。 除了棉花之外，近期我国已获得马铃薯、番茄、烟草、黄瓜等作物的抗病毒转基因品种。除此之外，抗细菌、真菌的转基因科研工作也在积极进行着。[3] 2.2 转基因植物抗虫 虫害问题是一直困扰农业生产的重大问题。许多植物都遭遇着虫害的威胁。目前主要采用的是大面积喷洒农药。这样不仅对植物、环境造成危害，而且会使害虫产生抗药性。转基因植物也可以很好地解决这样的问题。植物自身防治害虫，不需要化学药剂的大量喷洒，同时也避免了传统防治方法的负面影响。 说到转基因抗虫，那还得从大名鼎鼎的Bt基因说起。在20世纪初，它首先在受病害的蚕蛾中发现，但未保存下来。20世纪20年代起，Bt作物被大量生产来防治欧洲玉米螟。之后人们才发现，它的杀虫活性是由形成芽孢是产生的杀虫晶体蛋决定。这种蛋白能破坏昆虫的膜腔离子平衡，导致其停止进食而死亡。 近年来，国内外科研工作者致力于抗虫性植物的研究，在抗虫转基因育种方面取得了重大的成就。除了刚才提到的Bt基因之外，蛋白酶抑制剂基因、昆虫毒性基因、植物凝集素基因等抗冲击因也渐渐走入人们的视野，它们大大解决了虫害对植物的侵袭。目前，已经批准或即将批准的转Bt基因作物在21种以上，在我国，只有转Bt基因的抗棉品种得到了商品化生产。这样看来，转基因抗虫方法取缔了喷洒农药对人类及各种生物生存环境的破坏的不良之处。但与此同时昆虫也在不断进化，为此，寻找新的抗虫基因成为了之后研究的重点。[4] 2.3 转基因植物抗除草剂 近几年，杂草对农作物的影响非常巨大。实验表明，杂草品种多，数量大，农作物因此损失严重。如山药损失8.9%，大豆39.6%，棉花64.2%，玉米16.4%，花生80%。[5]目前，绝大多数防治方法就是通过喷洒化学药剂除草剂是现代农业体系的重要一环，同时也是最有效、最可靠的手段。开发抗除草剂植物是近几来的最活跃的生物技术，带来了显著的经济以及环境的效益。最具代表性的是棉花转基因抗草甘膦作物的出现与推广。棉田常用除草剂的机理是通过抑制植物体内的不同生理功能来导致植物体死亡。不同的除草剂基因对植物有着不同的效果。如：氨基酸合成抑制性除草剂是通过抑制植物体内氨基酸生成物的关键酶的分泌；光合作用抑制型除草剂是通过影响光合作用，干扰CO2的固定而抑制光合作用，与此同时产生有害分子对植物造成多重伤害等等。但是，部分的除草剂在除去杂草的同时，对非目标植物也会造成不可挽回的影响。于是，改良植物的基因，使它们不受抗除草剂的影响，这就是植物抗除草剂基因的重要性。 转基因抗除草剂的引入可以使事情变得简单而高效。它们的作用机理如下：1.变化除草剂的结合位，使除草剂对它不发挥作用；2.促进除草剂分解酶的过量表达，使除草剂被迅速降解而发挥不了作用；3.区域化隔离除草剂。目前已研究的除草剂基因有bar(PAT)、抗磺酰脲类除草剂、psbA突变基因等近20种，可以说有很大成果。抗除草剂目前被应用到玉米、大豆、棉花、油菜、甜菜等作物中；[6]而目前已经商业化生产的转基因抗除草剂棉花有：抗草甘膦棉花、抗磺酰脲类棉花、抗草铵膦棉花等。[7] 转基因抗除草剂有其优势所在，但也不是毫无缺点。例如：抗除草剂转基因的安全性；抗除草剂作物本身因提高生长能力而变成超级杂草，打破生态平衡；因转基因产生的新型蛋白质对于食用其的生物，包括人在内可能含有毒素，对生物多样性造成破坏，引起食品安全