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轉基因技術

瀏覽次數:4443   發布時間:2005-09-07
轉基(jī)因技術

    (一(yī))轉基因(yīn)技術的定(dìng)義

    將人工分離和修飾(shì)過的基因導人到生物體基因組中,由於導入基因的表達,引起(qǐ)生物體性狀的可遺傳的修飾,這一技術稱之為(wéi)轉基因技術。人們常說的“遺(yí)傳工(gōng)程”、“基因工程”、“遺傳轉化”均為轉基因的同義詞。

    (二)常用的植物轉基因方法

    遺傳(chuán)轉化的方法,按其是否需要通過組織培養再生植株可分成兩大類,第(dì)一類需要通(tōng)過組織培養再生植株,常用的方法有(yǒu)農杆(gǎn)菌介導轉化法、基因槍法;另(lìng)一類方法不需要通過組織培(péi)養,目前比較成熟的主要有花粉管通道法。

    1.農杆菌介導轉化法(fǎ)

    農杆菌是普遍存在於土壤中的一種革蘭氏陰(yīn)性細菌,它能在自然條件下趨化性地感染大多數雙子葉植物的受傷部位,並誘(yòu)導產生冠癭瘤或發狀根。根癌農杆菌(jun1)和發根農杆菌的細胞中有一段TDNA,農杆菌通過侵染植物傷口進入細胞後,可將(jiāng)TDNA插入到(dào)植(zhí)物(wù)基因組中。因此,農杆菌是一種天然的植物遺傳轉化體係。人們(men)將目的基因插入到(dào)經過改造的T—DNA區,借助農杆菌的感(gǎn)染實現外源基因向植物細胞的轉移和整合,然後通過細胞和(hé)組織(zhī)培(péi)養技術,再生出轉基因植株。農杆(gǎn)菌介導法起初隻被用於雙子葉植物(wù)中,近年(nián)來,農杆菌介導轉化在一些單子葉植物(尤其是水稻)中也得到了廣泛應用。

    2.基因槍介導轉化法

    利用火藥爆炸或高壓氣體加速(這一加速設備被稱為基因槍),將包裹了帶目的基因的DNA溶液的高速微(wēi)彈,直接送入完整的植物組織和細胞中,然後通過細胞和組織培養技術,再生出植株,選(xuǎn)出(chū)其中轉基因(yīn)陽性植株即為(wéi)轉基因植株。與農(nóng)杆菌轉化相比,基因槍法轉化的一個主要優點是不受受(shòu)體植物範圍的(de)限製(zhì),其載體質粒的構建也相(xiàng)對簡單(dān),因此也是目前轉基(jī)因研究中應用(yòng)較為廣泛的一種方(fāng)法。

    3.花粉管通道法

    在授粉後向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在開花、受精過(guò)程中形成(chéng)的花粉管通道,將外源DNA導入受精卵(luǎn)細胞,並進一步地被整合到受體細胞的基因組中, 隨(suí)著受精卵(luǎn)的發育而成為帶轉基因的新個體。該方法於20世紀80年代初期(qī)由我國學者周光宇提出,我國目前推廣麵積最大(dà)的轉基因抗(kàng)蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的(de)。該法(fǎ)的最大優點是不依賴(lài)組織培養人工再生植株,技術簡單,不需要裝備精良的實驗室,常規育種工作者(zhě)易於掌握。

    (三)常用的動物轉基因方法

    1.顯微注(zhù)射法(fǎ)

    在(zài)顯微鏡下,用一根極細的玻璃針(直徑1~2 μm)直接將DNA注射到胚胎(tāi)的細胞核內,再把注(zhù)射過DNA的胚胎移植到動物體內,使之發育成正常的幼仔。用這種方法生產的動物約有1/10是整合外源基因的轉基(jī)因動物。

    2.體(tǐ)細胞核移植方法

    先在體外培養的體細胞中進行基因導入,篩選獲得帶轉基因的細胞。然後,將帶轉基因的體細胞移植到去掉(diào)細胞核的卵(luǎn)細(xì)胞中(zhōng),生產重(chóng)構胚胎。重構胚胎經移植到母體中,產生的仔(zǎi)畜百分之百是轉基(jī)因動物。

    (四)轉基因(yīn)技術與傳統技術的關係

    自從(cóng)人類耕種作(zuò)物以來,我們(men)的祖先就從未(wèi)停止過對作物的遺傳改良(liáng)。在過去的幾千(qiān)年裏(lǐ),農作物改良的(de)方式主(zhǔ)要是(shì)對自然突變產生的優良基因和重組體的選擇和利用,通過(guò)隨機和自然的(de)方式來積累優良基(jī)因。遺傳學創立後近百年的動植物育種,則是采用人工雜交的方法,進行優良基因的重組和外源基因的導人而實現遺傳改良。

    因此,轉基因(yīn)技術與傳統技術是一脈相承的(de),其本質都是通過獲得優良基因(yīn)進行遺傳改(gǎi)良。但(dàn)在基因轉移(yí)的範圍和效(xiào)率上,轉基因技術與傳統育種技術有兩點重要區別。第一(yī),傳統技術一(yī)般隻能在生物種內個體間實現基因轉移,而轉基因技術所轉移的基因則不受生物(wù)體間親緣關係的(de)限製。第二(èr),傳統的雜交和選擇技術一般是在(zài)生物個體水平(píng)上進行,操作對象是(shì)整個(gè)基因(yīn)組,所轉移的是大量的基因,不可能準確地對(duì)某(mǒu)個基因進行操(cāo)作和選擇,對後代的表現預見性較差。而轉基因技術所操作和轉移的一般是(shì)經過明確定義的基因,功能清楚,後代表現可準確預期,因此,轉基因技術是對傳統技術(shù)的發展和補充。將兩者緊密結合,可相得益彰,大大地提高動植物品種改良的效率。
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