第八章_植物遗传转化2011.pptVIP

第八章 植物遗传转化;本章重难点;;一、植物作为基因工程受体的优点;早在六、七十年代，人们就仿效细菌转化方法开展了植物转基因的尝试;※ 1983年第一株转基因植株（Zambryski, 1983）的获得标志着植物转基因时代的到来;;※ 1986年，McCormick等转化马铃薯取得成功;※ 1987年Sanford等发明了基因枪，同年Klein首次将其用于植物转基因研究;第一节 植物基因工程研究常用的基因;1、新霉素磷酸转移酶基因（NPT-II）;2、Bar基因;3、潮霉素磷酸转移酶基因（hpt）;二、报告基因;常用报告基因;1、 ?-葡萄糖醛酸糖苷酶（GUS）;;当加入4-甲基伞形酮基葡萄糖苷酸（MUG）底物时，产生4-甲基伞形酮，发荧光。因而可以用荧光光谱法测定 检测容易、迅速且能定量，只需少量植物组织;2、Luc基因;转基因烟草;3、绿色荧光蛋白基因（GFP）;;Wild-type mouse embryo 9.5 days post coitum. To assess the effect of targeted cubilin knockdown on blood vessel formation, embryos were immunolabeled with anti-PECAM-1, an endothelial cell marker. Cubilin-deficient embryos display developmental retardation and do not advance morphologically beyond the appearance of WT 8-8.5 dpc embryos. ;;;GFP的优点： 若采用GUS作报告基因，当用组织化学检测时，会使细胞致死 用GFP作报告基因，不用加底物，直接在荧光显微镜或者手提式紫外光灯下进行活体检测 可以跟踪转基因细胞的发育动态，时空表达模式等 还可以跟踪转基因花粉的漂移情况，直观地评价转基因安全情况;三、抗虫基因;;;转基因抗虫棉推广减少我国农药使用情况(1999-2001);1、微生物源的抗虫基因;根据晶体蛋白的氨基酸序列及杀虫谱的特异性，将已发表的42种晶体蛋白分为5个类群14亚群 CryI蛋白主要对鳞翅目昆虫有毒杀作用 CryII蛋白主要对鳞翅目和双翅目昆虫有作用 CryIII主要对鞘翅目昆虫起作用 CryIV主要对双翅目昆虫有作用 命名为cyt基因编码的毒蛋白具溶胞效力;（1） ?-内毒素的杀虫机制;（2）Bt基因的修饰和改造;?? 1991年，Perlak等在不改变晶体蛋白氨基酸序列的情况下，对CrylAb基因进行了部分改造和人工合成的完全改造，选用了植物偏爱的密码子，去除了原序列中干扰基因在植物中表达的元件，如ATTTA序列;2、植物源的抗虫基因;四、抗病基因;茎尖脱毒：大多数果树、草莓、马铃薯等农作物，相继采用茎尖脱毒的办法，成功地获得了无毒苗或种薯;基因工程策略： 导入病毒外壳蛋白基因 利用病毒非结构蛋白基因（特别是复制酶基因） 利用人工构建的缺损干扰颗粒 利用植物本身编码的抗病毒基因和动物的干扰素基因 利用反义RNA技术 利用中和抗体法技术 设计核酶剪切病毒RNA等;（1）CP外壳蛋白基因及其应用;将不能翻译的CP基因或部分CP基因的反义RNA基因导入植物，能使转基因植株获得很好的抗性，甚至达到完全免疫，而且对裸露的RNA也表现出良好的抗性;（2）核糖体失活蛋白基因及其应用;2、抗细菌基因;（1）病原菌本身的抗性基因;（2）杀菌肽基因及其应用; ※杀菌肽是由30多个氨基酸组成的小肽，分子量约4kD。碱性蛋白，对热稳定，不易被胰蛋白酶和胃蛋白酶水解。;作用原理：;（3）溶菌酶基因及其应用;※溶菌酶是一个较小的酶，鸡蛋清中的溶菌酶由129个氨基酸的单一多肽链组成，分子量为14.6kD。目前，多个编码溶菌酶的基因被克隆;3、抗真菌性病害基因及其应用;五、非生物胁迫的抗性基因;Plant Response to Stress;1、耐除草剂基因及其利用;;（1）解决除草剂对农作物伤害的传统方法;（2）耐除草剂基因工程;（3）草甘膦;原理： 草甘膦特异性地抑制植物和细菌中的莽草酸羟基乙烯转移酶（EPSPS）的活性 EPSPS是芳香族氨基酸合成途径中的一个酶 在植物中，大部分EPSPS的活性中心位于叶绿体中;（4）草丁膦 草丁膦（phosphinothricin）是有机磷除草剂，是非选择性、广谱除草剂Basta的活性成分。;转基因抗草丁膦的策略：;2、抗冻蛋白基因及其应用;?? 抗冻蛋白可分为两类： 抗冻糖蛋白（AFGP）和不含糖抗冻蛋白（AFP）;现已获得表达黄盖鲽AFP基因的番茄和烟草转基因植株 其中转基因番茄植株的组织