植物转基因原理与技术

植物转基因原理与技术

植物转基因原理与技术

转基因是指通过基因工程技术将外源基因导入到受体细胞中的过程。微生物和动物细胞转基因开展较早，技术也比较成熟，相对动物和微生物转基因来说，植物转基因开展较晚。自1984年获得第一株转基因烟草以来，近二十年的时间里在数百种植物中获得成功。下面就植物转基因的原理和常见技术做一简单介绍。

原理

根据植物细胞能再生成植株的全能性，利用生物媒介或其他物理化学的方法和技术将外源基因导入受体细胞并且整合到基因组中，通过组织培养获得完整植株。在培养过程中为了筛选阳性转基因植物往往采用植物敏感的抗生素进行筛选，最后经过分子生物学和生理方面的检测来鉴定抗性生根的植株是否是真正的转基因植物。以技术为媒介，一个植物转基因系统必然涉及到外源基因和受体细胞。外源基因可以是克隆到质粒等载体中的或是未经克隆的裸露基因。受体细胞根据转基因技术和植物的类型的不同，可以选择外植体，愈伤组织，原生质体等。一个好的转基因受体细胞应该是具有高效稳定的再生能力，并且能接受外源基因的整合，并对选择抗生素敏感的无性繁殖系。植物转基因流程图如下所示。

外植体）

愈伤组织瞬时表达

外源基因植物受体细胞

原生质体

生殖细胞稳定表达

获得抗性生根转基因苗转基因植物的检测和鉴定（PCR, Southern blot ,Northern blot,生理指标鉴定等）

技术

就植物转基因技术而言可以根据转化系统的原理分为三大系统：载体转化技术，直接转化技术和种质转化技术。下面分别叙述。

一载体转化技术

载体转化技术是指通过农杆菌的Ti 或Ri质粒，植物病毒的DNA或RNA等生物载体介导基因进入并整合到植物基因组上的方法。其中土壤农杆菌转化系统是目前研究最为清楚而且转化最成功的方法。病毒载体转化系统的研究也取得一些成就。

土壤农杆菌是一类浸染受伤植物并且形成冠瘿瘤的革兰氏阴性菌。它的致瘤能力来源于存在于细胞内的Ti（tumour-induced）质粒。它利用Ti质粒控制植物细胞来生产自己独特的“食品”- 冠瘿碱，从而将植物细胞转变成特定营养的安全避难所和工厂。Ti质粒长200-250kb，上面分布着四个区：T-DNA(transferred DNA) ,Vir(virulence gene) ,控制结合转移的区域和与冠瘿碱利用有关的基因区。毒力基因即Vir基因控制着转移DNA 即T-DNA向植物细胞转移，T-DNA是唯一整合进植物基因组的区域，它编码植物激素和冠瘿碱合成酶。T-DNA转化植物的过程如下：植物受伤后释放酚类化合物信号分子被位于细胞膜的VirA蛋白感受，VirA蛋白是受配基刺激自身磷酸化的受体，并将磷酸基团转移给Vir区基因调控蛋白因子VirG。VirG 调控着下游基因的表达来完成T-DNA的切割，包装和转移。

天然的Ti质粒因为太大，酶切位点多又诱导产生肿瘤，所以不适合作为载体。经过改造后可以作为基因工程载体，主要是通过破坏或缺失癌基因成为安全载体，太大不适合操作可以通过同源重互换或功能互补来解决。T-DNA整合进植物基因组与其边界序列相关，而与内部序列无关，因此可以将内部控制植物激

素和冠瘿碱合成酶的基因替换为外源基因，从而携带外源基因整合到植物基因组中去。Ti质粒载体系统主要有共整合载体系统和双元载体系统。共整合载体系统是利用含T-DNA的大肠杆菌小质粒插入目的基因后转到含天然Ti质粒的农杆菌中进行同源重组达到将目的基因插到Ti质粒中。双元载体系统是目的基因克隆于含T-DNA的大肠杆菌小质粒中，转移所需的Vir基因由缺失T-DNA的Ti质粒反式提供。农杆菌对植物的感染有以下几种方法：1活体接种法把新鲜培养的农杆菌接种到植株的伤口部位，从而诱发肿瘤形成。造成伤口的方法有刀切，针刺，微粒轰击等。2共培养法农杆菌和原生质体，悬浮细胞和愈伤组织共培养转化。3叶盘法将植物的叶片，子叶或根等切成小片或打孔取叶盘，农杆菌浸染后进行筛选和鉴定。

Ri 质粒可以诱导毛状根，毛状根经过激素处理可以分化成可育得成体植株。但由于对Ri 质粒了解还不多，现在利用Ri 质粒转化系统的比较少，主要用在研究次生代谢产物为目的的根组织培养工作和研究根瘤形成。

植物病毒载体系统是将外源基因插到病毒基因组中，通过病毒浸染而将外源基因导入到植物细胞中。目前正在研究发展的植物病毒载体有三种：单链RNA 植物病毒载体系统，单链DNA植物病毒载体系统和双链DNA 植物病毒载体系统。

二直接转化技术

不用载体，采用物理或化学方法直接将外源基因导入到受体系统，包括化学物质诱导法，电激法，基因枪法等。

1．化学诱导法以原生质体为受体，借助于特定的化学诱导物质诱导外源DNA直接导入的方法。初期是从促进原生质体融合的方法衍生出来。目前主要有PEG介导和脂质体介导两种方法。PEG为细胞融合剂，它可以使细胞膜之间或DNA与膜之间形成分子桥，从而有利于DNA分子的进入。脂质体法使用脂类化学物质包裹DNA成球体，通过原生质体的吞噬或融合作用把内含的DNA分子转入受体细胞的方法。这两种方法转化率较低，这与原生质体培养困难有关。

2．电激法（electroporation）是利用高压脉冲在原生质体膜上造成非对称穿孔，这种孔径较小（8.4nm 左右），并可在很短时间内(200ns)恢复到0.5nm，因此外源基因可以进入细胞。实际操作是可以根据实验条件和材料选择高压短时程法和低压长时程法。其转化率与化学诱导法相当。

3．微注射法（microinjection）是使用极细的毛细管在显微镜下降外源DNA注射到植物细胞或原生质体的一种直接而完善的方法。这种方法首先在动物细胞转基因中使用。由于植物细胞没有动物细胞的生长贴壁现象，因此必需固定后才能注射。显微注射虽然操作费事，但转化率很高。

4．基因枪法(particle gun)又称为微弹轰击法，其基本原理是将DNA包被在微小的金粉或钨粉表面，然后在高压的作用下微弹被射入细胞或组织。动力可以由火药爆炸产生或高压气体或高压放电产生。该方法与其他方法相比具有如下优点：无宿主限制:农杆菌只对某些双子叶植物敏感，而对多数单子叶植物不敏感，从而大大限制了应用范围。基因枪法无物种限制，对单双子叶植物都可适用，对动物和微生物同样适用。受体类型广泛：化学诱导法和电激法等介导基因转化需要以原生质体为受体细胞，而原生质体不易培养和再生，基因型依赖性强，使得住些方法受限。而基因枪法可以以几乎所有具有潜在分生能力的组织细胞为受体。

三种质转化技术

种质转化技术（germ line transformation）也称生物媒体的转化系统，即基因转移主要利用花粉粒及花粉管通道，利用子房，幼穗及种胚注射外源基因的方法导入。其特点是转化不依靠物理化学过程，而是依靠生物自身的种质系统或细胞结构功能来实现的，是植物整体水平的转化，转化不需要植物组织，细胞和原生质体的分离，方法简便易行，并可与常规育种紧密结合。其具体方法如下：

1．花粉管通道法授粉后使外源基因能沿着花粉管渗入，讲过珠心通道进入胚囊，转化尚不具备正常细胞壁的卵，合子或早期胚胎细胞。着一技术原理可以应用于任何开花植物。

2．生殖细胞浸泡介导基因转化法将供试外植体如种子，胚，子房，花粉等直接浸泡在外源基因溶液中，利用渗透作用把外源基因导入到受体细胞中。

3．胚囊子房注射法用显微注射仪把外源基因溶液注入到子房或胚囊中，由于子房或胚囊中产生高的

压力及卵细胞的吸收使外源基因进入受精的卵细胞中，从而获得转基因植株。最后对各种转基因的方法进行比较如下表。

评价条件农杆菌法PEG法电激法微注射法基因枪法花粉管通道法

受体材料完整细胞原生质体原生质体原生质体完整细胞卵细胞

宿主范围有无无无无有性繁殖植物

组织培养条件简单复杂复杂复杂简单无

转化率10-2-10-1 10-5-10-4 10-5-10-4 10-3-10-2 10-3-10-2 10-1

嵌合体比例有无无无多无

操作复杂性简单简单复杂复杂复杂简单

设备要求便宜便宜昂贵昂贵昂贵便宜

工作效率高低低低高低

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。

植物基因工程实验技术

植物基因工程实验技术
编者: 赵 燕
主审: 张学文
湖南农业大学植物科学实验教学中心
2007 年 4 月

前
言
基因工程是现代生物技术的核心, 也是现代分子生物学研究的重 要手段. 掌握基因工程技术对于生物技术专业及其它生物学相关专业 学生都很重要. 基因工程本身是由一系列分子生物学操作技术组成的系统性技 术体系,本实验指导侧重于 DNA 重组操作,将基因工程操作的常用 和核心技术组织起来, 以为我校生物技术本科生及有关专业研究生基 因工程实验提供简单而明确的指导. 为适应基因工程的飞速发展,一些生物技术公司匠心独运,开发 出专门的试剂盒,使一些复杂的实验操作简单化了.这对于实验者来 说自然是好事,但也使实验者动手胜于用脑.对于实验人员来说,一 定应知其然并知其所以然, 才会在实验中运用自己的知识予以创新性 的发展.期望本实验指导不成为实验中的教条.
编
者
2007 年 4 月
1

目
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 附录:
录
大肠杆菌的对照培养,单菌落的分离及菌种保存 ...............3 强碱法小量制备质粒 DNA.....................................................5 琼脂糖凝胶电泳......................................................................7 植物总 DNA 的提取,纯化和检测 ........................................9 DNA 的 PCR 扩增................................................................. 11 植物总 RNA 的分离 .............................................................15 RT-PCR..................................................................................17 体外重组分子的构建,筛选及检测.....................................21 植物表达载体的构建,筛选及检测.....................................22 植物遗传转化技术 ................................................................23 实验中常用的仪器与器皿 .....................................................24
2

农杆菌介导的植物转基因技术实验指导

农杆菌介导的植物转基因技术 一、实验目的 1 了解低温离心机、恒温振荡培养箱、超净工作台等仪器的使用。 2 学习真核生物的转基因技术及农杆菌介导的转化原理；掌握农杆菌介导转化植物的实验方法，了解转基因技术的操作流程。 二、实验原理 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。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。 实验一培养基配制 一、仪器和试剂 1、仪器：高压灭菌锅，超净工作台 2、药品：Beef extract （牛肉浸膏） 5g/L ，Yeast extract （酵母提取物） 1g/L ，Peptone （蛋白胨） 5g/L ，Sucrose （蔗糖） 5g/L ，MgSO4.7H2O 0.4g/100ml ，Agar （琼脂）1.5g/100ml，MS粉，有机溶液，肌醇，Fe盐，NAA（萘乙酸），6-BA （6-苄氨基腺嘌呤），卡那霉素（kan），利福平（rif ），链霉素（str ）。 二、实验方法 第一组配制YEB固体培养基 1、配制250mlYEB固体培养基：先称取1.25g Beef extract （牛肉浸膏）； 1.25g Peptone （蛋白胨）；0.25g Yeast extract （酵母提取物）；1.25g Sucrose

（蔗糖）;1g MgS04.7H2O琼脂粉3.75g ;将上述药品置于250ml三角瓶中，用量筒称取 200ml蒸馏水将其溶解混匀，然后再定容至250ml,用NaOH调pH=7.4。 2、灭菌：将盛有250ml 培养基的三角瓶封口，在三角瓶表面写清培养基名称，用高压灭菌锅进行灭菌。 3、抗生素的加入：高压灭菌后，待培养基温度降到50-60 C时（手可触摸）加入已经过滤好的抗生素（100用/ml kan+50⑷/ml Str+ 50旧/ml rif ）,以免温度过高导致抗生素失效。 4 、倒板：将抗生素与培养基混匀，每个平皿倒15ml 培养基，可以倒16个平皿，倒完后打开平皿盖，在紫外灯下照10min,等待培养基凝固，盖上平皿盖，封口备用。 第二组配制YEB液体培养基 1、配制500mlYEB液体培养基：先称取2.5g Beef extract （牛肉浸膏）;2.5g Peptone （蛋白胨）; 0.5g Yeast extract （酵母提取物）; 2.5g Sucrose （蔗糖）; 2g MgSO4.7H2O将上述药品置于500ml三角瓶中，用量筒称取450ml蒸馏水将其溶解混匀，然后再定容至500ml，用NaOH调pH=7.4。 2、灭菌：将盛有500ml 培养基的三角瓶封口，在三角瓶表面写清培养基名称，用高压灭菌锅进行灭菌。 3、抗生素的加入：高压灭菌后，待培养基温度降到50-60 C时（手可触摸）加入已经过滤好的抗生素（100用/ml kan+50⑷/ml Str+ 50旧/ml rif ），以免温度过高导致抗生素失效。 4 、分装：将培养基分别分装到试管和三角瓶中，每个试管中分装5ml，分 装12个试管。每个三角瓶中倒入35ml，共12个三角瓶。 5、分装好后，封口备用。 第三组配制MS液体培养基 1、配制500mlMS液体培养基：先在500ml三角瓶中加入400ml蒸馏水，称取2.15gMS 粉置于蒸馏水中，搅拌均匀；再向其中加入5ml 100倍Fe盐浓缩液；5ml100倍肌醇浓缩液；5ml有机溶液的混合液，然后混匀定容至500ml,用NaOH 调pH=5.8。

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。

植物转基因技术

植物转基因技术 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

生物工程的导论论文之植物转基因技术 生物1002班郭雅莉 201041006 摘要：目前，转基因技术已经成熟，转基因作物已进入产业化阶段，而且种植面积逐年扩大，呈直线上升趋势。世界上已通过转基因技术培育出许多产量高、品质好、抗性强的农作物新品种，生物技术产品已应用到医药，保健食品和日化产品等各个方面，生物制药产业已成为最活跃，进展最快的产业之一。为此，我将对植物转基因技术及其应用、和当代社会发展的概况进行系统阐述，同时对转基因食品的安全性问题进行系统的讨论。 关键词：国际状况转基因技术应用安全性问题 自1983年美国在世界上首次获得转基因烟草以来，植物转基因技术得到了迅速发展，在世界范围内得到了广泛的应用人们将以转基因技术为核心的生物技术上的巨大飞跃誉为第二次“绿色革命”。植物转基因技术巨大的生产潜力将为人类带来很大的经济效益和社会效益，并将辐射性地影响人类社会、经济、技术、生活、思想等方面的发展。 然而由于人们最初对转基因技术的认识不足或不理解，以至对转基因技术存在不同的态度和看法甚至偏见，使植物转基因技术面临着不少冲击。在20世纪末，转基因作物的安全性就在全球范围内引起了激烈的争论，反对者认为转基因作物具有很大的潜在危险，可能会对人类健康和生存环境造成威胁。在欧洲，转基因作物曾被一些媒体称之为“恶魔食 品”[1]。 一、国际植物转基因技术状况简介 转基因技术已在多种植物上获得成功，转基因的棉花、大豆、玉米、水稻、烟草、番茄、油菜等重要粮食作物和经济作物已作为商品投入市场。其进入田间实验的种类不断增加，除转基因粮食作物之外，转基因蔬菜、瓜果、牧草、花卉、林木及特用植物数量逐渐增加，基因种类和来源日益丰富，转基因性状日趋多样复杂。 在所涉及的转基因方法中，农杆菌介导法占50种，基因枪轰击法24种，DNA直接转移法2种，电击介导法2种，化学介导法1种[5]。已把一

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

关于植物转基因技术的一些读书报告

关于植物转基因技术的一些读书报告 在生物工程导论课上，我了解到了一些关于植物转基因技术的知识，对此产生了浓厚的兴趣，加上自己的专业在以后会有这方面的学习和发展，所以查阅了一些相应的资料，有了一些感想。 世界上首次使用植物转基因技术是1983年美国获得了转基因烟草，自 此以后，植物转基因技术得到了迅速发展，在世界范围内得到了广泛的应用。目前，转基因技术已经成熟，转基因作物也已进入产业化阶段，而且种植面积逐年扩大，呈直线上升趋势。植物转基因技术主要应用于农业，生物和医学等领域。进行植物品种的改良，新品种的培育以及作为生物反应器生产生物药物和疫苗等。世界上已通过转基因技术培育出许多产量高、品质好、抗性强的农作物新品种，生物技术产品已应用到医药，保健食品和日化产品等各个方面，生物制药产业已成为最活跃，进展最快的产业之一。因此，人们将以转基因技术为核心的生物技术上的巨大飞跃誉为第二次“绿色革命”。这次技术革命将使全球农业生产发生深刻的变革，使人们看到消除饥饿与贫穷的希望。植物转基因技术巨大的生产潜力将为人类带来很大的经济效益和社会效益，并将辐射性地影响人类社会、经济、技术、生活、思想等方面的发展。 但是，像其它新生事物的发展过程一样，由于人们最初对转基因技术的认识不足或不理解，以至对转基因技术存在不同的态度和看法甚至偏见，使植物转基因技术面临着不少冲击。在20世纪末，转基因作物的安全性问题 就在全球范围内引起了激烈的争论，反对者认为转基因作物具有很大的潜在危险，可能会对人类健康和生存环境造成威胁。在欧洲，转基因作物曾被一些媒体称之为“恶魔食品”。甚至当前，一些电视、广播、报纸等新闻媒体为了某些利益也对公众进行炒作和误导，夸大转基因作物的风险，使人们对转基因技术及其转基因食品由最初的争论演变为恐慌甚至存在一定的抵触 情绪。如某电视广告中所提到的：某某食用油，不含转基因成分，为健康加油；某网站新闻报道：湖北某超市惊现转基因大米等等，使人们对当前社会上对转基因技术存在的一些偏见。 在此我希望可以尽量避免偏见，对植物转基因技术的应用和当代社会发展的概况进行一些比较系统的阐述，对植物转基因技术与当代社会发展的关系进行一点探讨。 植物转基因技术的基本概念和原理 基因是生命体具有的特定遗传信息和遗传效应的核苷酸序列，存在于DNA （脱氧核糖核酸）上，是控制生物性状遗传的结构和功能单位。转基因是指利用分子生物学手段，将人工分离和修饰过的某些生物的基因转移到其它物种，以改造该物种的遗传特性。植物转基因技术又称植物基因工程，是把从动物、植物或微生物中分离到的目的基因转移到植物的基因组中，即对植物进行遗传转化，使其在性状、营养和消费品质等方面满足人类需要的技术。应用转基因技术构建的植物为转基因植物，又叫基因修饰植物，其中发展最快的是转基因植物食品。 植物转基因技术的内容包括：目的基因的分离和鉴定、植物表达载体的构建、植物细胞的遗传转化、转化细胞的筛选、转基因植物细胞的鉴定以及外

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

转基因植物的类型及安全性问题

转基因植物 班级：10级生物技术及应用 学号：103207031045 姓名：贾丽丽

转基因植物的类型及安全性问题 摘要：植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离得到的基因，通过各种方法转移到植物的基因组中，使之稳定遗传并赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。随着现代生物技术的迅速发展，植物转基因技术方兴未艾。转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期或花期等提高其经济价值或观赏价值；作为某些蛋白质和次生代谢产物的生物反应器，进行大规模生产；研究基因在植物个体发育中，以及正常生理代谢过程中的功能。 关键词：转基因植物；类型；潜在危害；安全性评价 植物转基因技术就是将优良性状的目的基因导入植物细胞或组织，并在其中进行表达，从而使植物获得新的性状。 转基因植物有以下几种类型： 1.抗病转基因植物：如抗病毒转基因烟草 2.抗虫转基因植物：如抗虫棉 3.抗逆转基因植物：如抗旱、抗盐碱 4.抗除草剂转基因植物：如抗除草剂转基因玉米、大豆、棉花、油菜 5.改良品质转基因植物：如转V A水稻 6转基因药品植物：如生产霍乱疫苗的胡萝卜 （一）抗病转基因植物 中国农业科学院生物技术研究所已成功地人工合成和改造了来自天蚕蛾的抗菌肽基因，并导入我国马铃薯主栽品米粒，获得抗病性提高I∽Ⅲ级的抗青枯病的转基因株系，现已经农业部批准在四川省进行环境释放。目前抗菌肽基因已经供给国内10多家研究单位，进行抗水稻白叶枯病、马铃薯软腐病、花生和番茄的青枯病、大白菜软腐病、柑桔细菌性溃疡病、桑树和桉树青枯病、樱桃根肿病等抗细菌病基因工程研究。 白叶枯病也是危害水稻生产的最为严重的病害之一。中国农业科学院生物技术研究所与国外合作研制成功的转Xa21基因抗白叶枯病水稻明恢63株系已分别在安徽省和海南省进行环境释放；华中农业大学和中国科学院遗传所研制的转Xa21基因抗白叶枯病水稻也分别进入中试阶段。 真菌病也是严重影响农作物生产的一类病害。中国农业科学院生物技术研究所与中国科学院上海植物生理研究所等单位合作，成功地克隆和修饰了植物来源的几丁质酶基因和葡萄糖氧化酶基因，通过花粉管通道法分别将这两个基因导入棉花，获得了抗黄萎病和枯萎病和枯萎的转基因棉花，这些株系在病圃中表现良好，现已进入中试阶段。 在抗病毒的基因工程方面，国内也取得了很好进展。北京大学克隆了

五种常用的植物转基因技术

五种常用的植物转基因技术 杂粮作物2010 . 30(3):186～189RainFedCrops''…… 文章编号:1003—4803(2010)03—0186—04 五种常用的植物转基因技术 汪由,吴禹,王岩,李兆渡,王光霞 (1.辽宁省农业科学院创新中心,辽宁沈阳110161;2.沈阳市东陵区白塔街道办事处,辽宁沈阳110167) 摘要:从原理,基本步骤和优缺点等几个方面对农杆茵介导法,基因枪法,超声波介导法,子房注射法和花粉管 通道法等5种常用的植物转基因技术进行了简要介绍. 关键词:农杆菌介导法;基因枪法;超声波介导法;子房注射法;花粉管通道法;原理;基本步骤;优缺点 中图分类号:$336文献标识码:B 植物转基因技术是通过各种物理的,化学的和生物的 方法将从动物,植物及微生物中分离的目的基因整合到植 物基因组中,使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物 预期性状的一种生物技术方法.1983年,首例抗病毒转 基因烟草的成功培育标志着人类开始尝试利用转基因技 术改良农作物.目前,植物转基因技术已在作物改良和育 种领域发挥了重要作用.通过植物转基因技术,一些来自 于动物,植物及微生物的有益基因如抗病/虫基因,抗非生 物胁迫性状基因及特殊蛋白基因已被转化到农作物中以 改良现有的农作物和培育新的农作物品种.以DNA重组 技术为基础的植物转基因技术极大地扩展了基因信息的 来源,打破了远缘物种间自身保持遗传稳定性的屏障.植

物转基因技术已应用到玉米,水稻,小麦,大豆和棉花等许多农作物.同时,该技术也正在被尝试用于茄子和草莓等其它的作物中"J.目前,根据转基因植物的受体类型, 植物转基因方法可以分为3大类:以外植体为受体的基因转化方法,如农杆菌介导法,基因枪法和超声波介导法;以原生质体为受体的基因转化方法,如聚乙二醇法,电击法, 脂质体法及磷酸钙?DNA共沉淀法;以种质系统为受体的基因转化方法,如子房注射法和花粉管通道法j.由于以 原生质体为受体的基因转化方法有原生质体培养难度大, 培养过程繁杂,培养工作量大且培养技术不易掌握;原生质体再生植株的遗传稳定性差,再生频率低并且再生周期长;相关的转化方法的转化率低,效果不理想等缺点,所以该类基因转化方法未被作为植物转基因的常规方法广泛使用.本文将对农杆菌介导法,基因枪法,超声波介导 法,子房注射法和花粉管通道法的原理,基本步骤和优缺点作以简要介绍. 1以外植体为受体的基因转化方法 1.1农杆菌介导法 农杆菌介导法是最早应用,最实用有效并且具有最多 成功实例的一种植物转基因方法J.农杆菌是一类普遍 存在于土壤中的革兰氏阴性细菌.目前,用于植物转基 因介导的农杆菌是根癌农杆菌和发根农杆菌.某些根癌 农杆菌和发根农杆菌分别含有大小为200—800bp的结构和功能相似的质粒和Ri质粒J.Ti质粒和Ri质粒含 有3个功能区:参与农杆菌侵染植物过程的vir区,参与农杆菌基因整合到宿主植物基因组过程的T-DNA区,在农杆菌中启动质粒复制的orj区.在vir区上的vir操纵子群作用下,rrj质粒和Ri质粒能将自身的T-DNA转入宿主植物细胞内,而后将T—DNA整合到植物基因组中J.T-

常见植物转基因技术

五种常用的植物转基因技术 植物转基因技术是通过各种物理的、化学的和生物的方法将从动物、植物及微生物中分离的目的基因整合到植物基因组中，使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物预期性状的一种生物技术方法。1983年，首例抗病毒转基因烟草的成功培育标志着人类开始尝试利用转基因技术改良农作物。目前，植物转基因技术已在作物改良和育种领域发挥了重要作用。通过植物转基因技术，一些来自于动物、植物及微生物的有益基因如抗病／虫基因、抗非生物胁迫性状基因及特殊蛋白基因已被转化到农作物中以改良现有的农作物和培育新的农作物品种。以DNA重组技术为基础的植物转基因技术极大地扩展了基因信息的来源，打破了远缘物种间自身保持遗传稳定性的屏障。植物转基因技术已应用到玉米、水稻、小麦、大豆和棉花等许多农作物。同时，该技术也正在被尝试用于茄子和草莓等其它的作物中‘1’纠。目前，根据转基因植物的受体类型，植物转基因方法可以分为3大类：以外植体为受体的基因转化方法，如农杆菌介导法、基因枪法和超声波介导法；以原生质体为受体的基因转化方法，如聚乙二醇法、电击法、脂质体法及磷酸钙-DNA共沉淀法；以种质系统为受体的基因转化方法，如子房注射法和花粉管通道法。由于以原生质体为受体的基因转化方法有原生质体培养难度大，培养过程繁杂，培养工作量大且培养技术不易掌握；原生质体再生植株的遗传稳定性差、再生频率低并且再生周期长；相关的转化方法的转化率低、效果不理想等缺点，所以该类基因转化方法未被作为植物转基因的常规方法广泛使用。本文将对农杆菌介导法、基因枪法、超声波介导法、子房注射法和花粉管通道法的原理、基本步骤和优缺点作以简要介绍。 1 以外植体为受体的基因转化方法 1.1农杆菌介导法 农杆菌介导法是最早应用、最实用有效并且具有最多成功实例的一种植物转基因方法。农杆菌是一类普遍存在于土壤中的革兰氏阴性细菌。目前，用于植物转基因介导的农杆菌是根癌农杆菌和发根农杆菌。某些根癌农杆菌和发根农杆菌分别含有大小为200 -800bp的结构和功能相似的Ti质粒和Ri质粒。Ti质粒和Ri质粒含有3个功能区：参与农杆菌侵染植物过程的vir区、参与农杆菌基因整合到宿主植物基因组过程的T-DNA区、在农杆菌中启动质粒复制的ori区。在vir区上的vir操纵子群作用下，Ti质粒和Ri质粒能将自身的T-DNA转入宿主植物细胞内，而后将T-DNA整合到植物基因组中。T—DNA是质粒上一段10—30kb 的序列，它的两端各有一段高度保守的25bp的同向重叠序列。由于T-DNA转化无序列特异性，因此可用任何基因片段代替原来的T-DNA基因片段进行。 农杆菌介导法的原理是：在农杆菌基因ehvA，chvB，pscA，and att家族所编码的蛋白和植物伤口产生的酚类物质和糖类物质的共同作用下，农杆菌识别并附着在宿主细胞壁上。virD4和virB基因编码蛋白组成的type IV分泌系统将单链VirD2-T-DNA复合体运送到宿主细胞内。此外，VirE3、VirE2和VirF蛋白也通过该系统进入宿主细胞质中。在宿主细胞质中，VirE2蛋白与VirD2-T-DNA复合体结合。在V irD2核定位信号、某些农杆菌蛋白和宿主细胞蛋白的共同作用下，VirD2-T-DNA复合体进入细胞核。在VirD2、VirE2、某些宿主细胞核蛋白如AtKu80和DNA连接酶的作用下，T-DNA被整合到宿主基因组中，但具体过程不详。 农杆菌介导法的基本步骤是：(1)诱导目标植物外植体；(2)构建含有目的基因的质粒；(3)质

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。在进行转基因植物安全评价时应从两个方面考虑，一是转基因植物释放区是否存在近缘野生种，若没有，则基因漂移就不会发生。另一个可能是存在近缘野生种，基因可以从栽培植物转移到野生种中，这就要分析考虑基因转移后会有什么效果。 对自然生物类群的影响：在植物基因工程中所用的许多基因是与抗虫或抗病有关的，其直接作用的对象是生物。如转入ＢＴ杀虫基因的抗虫棉，其目标昆虫是棉铃虫和红铃虫等植物害虫，如大面积和长期种植抗虫棉，昆虫有可能对抗虫棉产生适应性或抗性，这会影响抗虫棉的应用和ＢＴ农药制剂的防虫效果。因此，在抗虫棉推广时一般要求种植一定比例的非抗虫棉，以延缓昆虫产生抗性。 ２．２转基因植物的食品安全性 转基因食品又称基因修饰食品（Ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙｍｏｄｉｆｉｅｄｆｏｏｄ，ＧＭＦ），即用转基因生物制造或产生的食品。进行转基因食品安全评价时，应从宿主、载体、插入基因、重组ＤＮＡ、基因表达产物及其对食品营养成分的影响等方面来考虑［３］。主要内容有：转基因食品基因修饰导致的新基因产物的营养学评价、毒理学评价以及过敏效应。 ３转基因植物的安全评价方法 ３．１转基因植物安全性评价等级与原则 中国农业部在２００２年１月５日发布的《农业转基因生物安全评价管理办法》中，按照对人类、动植物、微生物和生态环境的潜在危险程度，由高到低的顺序将农业转基因生物分为４个安全等级（表１）［４］。 表１农业转基因生物安全等级的划分标准 在对农业转基因生物进行安全性评价时一般遵从以下几条原则：（１）促进而不是限制农业转基因生物的发 转基因植物的安全性评价 李茜 （南京农业大学，国家生命科学与技术人才培养基地，南京２１００９５） 摘要：简要论述了转基因植物安全性评价的意义、内容和方法。 关键词：转基因植物；安全性；评价。 安全等级潜在危险程度 Ⅰ尚不存在危险 Ⅱ具有低度危险 Ⅲ具有中度危险 Ⅳ具有高度危险 农业生物技术 ６２ －－ 中国农村小康科技２００８年第１期Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｉｎａｘｉａｏｋａｎｇ＠１２６．ｃｏｍ地址：１０００２６北京市朝阳区麦子店街２０号农业部北办公区中国农学会