[生物]基因槍法轉(zhuǎn)化水稻的研究進展的論文

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1、[生物]基因槍法轉(zhuǎn)化水稻的研究進展的論文　　水稻(oryzasativa)是世界上最主要的糧食作物之一。近年來，dna重組技術(shù)、遺傳操作技術(shù)、水稻基因圖譜的研究取得了顯著發(fā)展，美國monsanto公司2000年4月、syngenta公司2001年2月先后宣告完成粳稻日本晴(nipponbare)基因組測序草圖。我國也已宣布完成秈稻9311的序列框架圖。目前以大規(guī)模分離、鑒定基因組序列功能為特征的水稻功能基因組研究正在迅速發(fā)展，而這一研究之后必然是依托于高效的水稻遺傳轉(zhuǎn)化體系，因此水稻遺傳轉(zhuǎn)化研究越來越成為人們關(guān)注的焦點?！　∷具z傳轉(zhuǎn)化體系已比較完善，農(nóng)桿菌

2、介導(dǎo)法、基因槍法、peg法、花粉管通道法等方法均在水稻遺傳轉(zhuǎn)化中應(yīng)用并獲得轉(zhuǎn)基因植株，但目前用的最多的方法是基因槍法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)法。禾谷類作物由于不是農(nóng)桿菌的天然宿主，曾一度限制了農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化水稻?；驑尫ㄓ捎谄錄]有宿主限制，對單子葉和雙子葉植物都能進行有效地轉(zhuǎn)化，因而得到了很大的發(fā)展。本文就基因槍法的基本原理及其優(yōu)缺點、影響基因槍法轉(zhuǎn)化水稻的幾個關(guān)鍵因素、外源基因的遺傳特性及存在的問題等方面作簡要綜述?！　?基因槍法的原理及優(yōu)缺點　　1.1基因槍法的原理　　基因槍法(pariclegun)又稱微彈轟擊法(micro-projecticlebombard

3、ment，particlebombardment，orbiolistics)。.其基本原理是將外源dna包被在微小的金?；蜴u粒表面，然后在高壓的作用下，微粒被高速射入受體細(xì)胞或組織，微粒上的外源dna進入細(xì)胞后，整合到植物染色體上，得到表達，從而實現(xiàn)基因的轉(zhuǎn)化?！　?.2基因槍法的優(yōu)、缺點　　1.2.1基因槍法的優(yōu)點　　(1)無宿主限制。基因槍法本質(zhì)上是一種物理過程，沒有宿主限制，對單子葉和雙子葉植物都能進行有效地轉(zhuǎn)化。以原生質(zhì)體為受體的peg轉(zhuǎn)化法、電擊法、脂質(zhì)介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法和顯微注射法等雖然可以用于單子葉植物的轉(zhuǎn)化，然而，以原生質(zhì)體作為受體材料要求受體系統(tǒng)具

4、有良好的再生性能，這對于大多數(shù)禾谷類作物來說是較困難的，而且其再生的周期比較長，再生過程容易產(chǎn)生變異?！　?2)靶受體類型廣泛，不受組織類型限制，幾乎所有具有潛在分生能力的組織或細(xì)胞都可以用基因槍進行轟擊轉(zhuǎn)化。目前用于基因槍轉(zhuǎn)化的受體材料十分廣泛，其中包括原生質(zhì)體、懸浮細(xì)胞、根或莖的切段、葉圓片、成熟胚、幼胚、分生組織、愈傷組織、胚芽鞘等幾乎所有具有潛在分化能力的組織或細(xì)胞?！　?3)可控度高，采用高壓放電或高壓氣體驅(qū)動的基因槍，可根據(jù)實驗需要，將載有外源dna的金屬顆粒射入特定層次的細(xì)胞(如再生區(qū)的細(xì)胞)，使轉(zhuǎn)化細(xì)胞能再生植株，從而提高轉(zhuǎn)化頻率。　　(4)

5、操作簡便、快速。農(nóng)桿菌介導(dǎo)法需要進行農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備、共培養(yǎng)、抑菌等操作步驟，peg轉(zhuǎn)化法、電擊法等需要進行原生質(zhì)體分離與培養(yǎng)的繁瑣工作，而基因槍法是一種物理過程，只要在無菌的條件下將載有外源基因的金屬顆粒轟擊受體材料，就可以進行篩選培養(yǎng)，因此它操作簡便、快速。　　1.2.2基因槍法的缺點　　由于基因槍轟擊的隨機性，外源基因進入宿主基因組的整合位點相對不固定，拷貝數(shù)往往較多，這樣轉(zhuǎn)基因后代容易出現(xiàn)突變、外源基因容易丟失，容易引起基因沉默等現(xiàn)象的發(fā)生，不利于外源基因在宿主植物的穩(wěn)定表達。而且基因槍價格昂貴、運轉(zhuǎn)費用高?！　?影響基因槍法轉(zhuǎn)化水稻的幾個關(guān)鍵

6、因素　　2.1水稻的基因型　　栽培稻主要有秈稻和粳稻兩個亞種，其中秈稻品種是熱帶和亞熱帶地區(qū)的主要糧食作物，由于秈稻的組織培養(yǎng)特性及再生能力都與粳稻存在較大差別，在轉(zhuǎn)化過程中，秈稻的轉(zhuǎn)化效率顯著低于粳稻。李良材等用14個粳稻品種和23個秈稻品種進行了轉(zhuǎn)化實驗，其中所用的粳稻都得到轉(zhuǎn)基因植株，平均轉(zhuǎn)化率為10％左右，而秈稻只有14個得到轉(zhuǎn)基因植株，7個只得到轉(zhuǎn)基因愈傷組織，尚有2個未產(chǎn)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)基因植株的轉(zhuǎn)化頻率只有2％～3％，明顯低于粳稻?！　?.2外植體類型　　用于基因槍轉(zhuǎn)化的受體材料十分廣泛，幾乎所有具有潛在分裂分化能力的組織和細(xì)胞都可以作為受體材料，但

7、要想獲得理想的轉(zhuǎn)化結(jié)果，根據(jù)水稻品種的不同，選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化受體材料是十分關(guān)鍵的。目前最常用的水稻基因槍轉(zhuǎn)化受體材料包括成熟胚、幼胚、花藥和幼穗。成熟胚的取材不受生長季節(jié)的限制．因而成為當(dāng)前廣泛采用的受體材料。但對于某些水稻品種以成熟胚盾片愈傷組織為材料其誘導(dǎo)率很低，而且其愈傷組織繼代過程中往往出現(xiàn)褐化的情況，如培矮64s其愈傷組織的誘導(dǎo)率沒有超過50％。對于這樣的品種有必要采用以幼穗和幼胚為受體材料。　　2.3組織培養(yǎng)條件　　組織培養(yǎng)條件影響水稻轉(zhuǎn)化效率，對水稻的愈傷組織培養(yǎng)一般用mb培養(yǎng)基、nb培養(yǎng)基、n6培養(yǎng)基和ms培養(yǎng)基，易自力等認(rèn)為在培養(yǎng)基中添加2.

8、5～5.0mg/l的aba可以有效地改善水稻愈傷組織