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植物基因是如何转移的?(2)
http://www.100md.com 2014年9月15日 《百科知识》 201418
     现在,抗草甘膦除草剂的转基因作物已成为全球播种面积最大的转基因作物。草甘膦杀死杂草的原理在于竞争性抑制植物叶绿体或者质体中的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS),这种酶是多种植物和杂草所共同拥有的。通过转基因的方法,让受体作物如棉花、玉米、大豆产生更多的EPSPS,就能抵抗草甘膦,从而让作物不被草甘膦除草剂杀死。有了这样的转基因棉花、玉米和大豆,农民就不必使用多种除草剂,只需使用草甘膦一种除草剂就能杀死多种杂草。

    2.基因枪法

    基因枪法又称粒子轰击技术,是用粒子枪把表面吸附有外源性基因的金属微粒高速地射进植物细胞或组织。由于根癌农杆菌仅对某些双子叶植物敏感,而对多数单子叶植物不敏感,从而限制了根癌农杆菌Ti质粒介导法(农杆菌载体)转移基因。但基因枪法不受宿主限制,宿主既可以是双子叶植物,也可以是单子叶植物,它们也即受体植物。

    基因枪法可控度高,同时不需要去除受体植物细胞的细胞壁,被转化的细胞或组织容易再生成植株。基因枪轰击过程中可根据需要将射弹射入特定层次(位置)的细胞,有利于提高转化效率。基因枪法操作简单、迅速,但费用较高。基因枪法主要用于转移植物基因,也可用于对动物、微生物等的基因转移。

    现在利用基因枪法转基因技术获得的转基因园艺植物较少,只有杨树、云杉等,而获得的转基因水稻、玉米、烟草、大豆、木薯等作物较多。基因枪法现在还存在转化效率低、外源性基因向植物中插入不够精确和稳定性不高等缺点。

    3.子房注射法

    子房注射法也称微注射法。子房是被子植物生长种子的器官,位于花的雌蕊下面,一般略为膨大。子房里面有胚珠,胚珠受精后可以发育为种子。子房由子房壁和胚珠组成。当传粉受精后,子房发育成果实。子房壁最后发育成果皮,包裹种子,有的种类形成果肉,如桃、苹果等。

    子房注射法就是使用微注射针或显微注射仪将外源性基因注入处于减数分裂期的受体植物的子房中,借助子房产生的压力和卵细胞产生的吸收力,外源性基因可进入受精的卵细胞中,借助合子胚旺盛分裂过程中基因组的复制、重组、缺失或易位等现象,外源性基因被随机整合到受体作物的染色体上。

    20世纪90年代,一些Bt转基因玉米就是用子房注射法进行转基因的,这种转基因玉米可以抗御玉米螟的啃食。目前,子房注射法成功用于玉米、甜瓜和黄瓜等农作物的转基因育种。

    子房注射法的步骤是,制备目标基因;根据受体植物受精后其子房的变化特点,确定最佳时间进行外源性基因注射或将离体的受精子房进行外源性基因注射,再对该离体子房进行培养;转化种子及对后代的外源性基因和其表达产物进行分子检测。

    子房注射法无需组织培养过程,操作过程简单、便捷,但田间转化过程的工作量大。转化过程中,子房受到机械性伤害易导致转化率和结实率低;易产生基因污染,而且该方法只能在授粉期进行,容易受季节和天气等自然条件影响。由于后代群体规模较大,筛选过程工作量较大。

    【责任编辑】张田勘, http://www.100md.com(冬雪)
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