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《農(nóng)桿菌介導(dǎo)遺傳轉(zhuǎn)化原理》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、農(nóng)桿菌介導(dǎo)的植物遺傳轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌的分類革蘭氏陰性菌、桿狀;按侵染植物的后果分為:?根癌農(nóng)桿菌(Agrobacteriumtumefaciens)形成冠癭(crowngall)?發(fā)根農(nóng)桿菌(Agrobacteriumrhizogenes)形成發(fā)根(hairyroot)按合成/代謝冠癭堿(Opine)的種類,根癌農(nóng)桿菌分為:?章魚堿(Octopine)型?胭脂堿(Nopaline)型?農(nóng)桿堿(Agropine)型冠癭堿:農(nóng)桿菌的碳源及氮源,其他物種不能代謝利用,使農(nóng)桿菌擁有了獨(dú)特的生態(tài)位。未侵染時(shí)棲息于土壤表層,侵染植物導(dǎo)致冠癭?。ǜ┎。?;侵染植物受傷部位(嫁接、修剪或其他
2、外力傷害等);冠癭瘤一般位于主根與莖的結(jié)合部(樹(shù)干基部,即冠、Crown),但側(cè)根、莖、枝上也有發(fā)病。ThePlantCell,Vol.18,3350–3352冠癭病的害處:苗木感病后發(fā)育受阻;生長(zhǎng)緩慢;植株矮??;嚴(yán)重時(shí)葉片萎蔫、早衰,甚至死亡;大樹(shù)受害后樹(shù)勢(shì)衰弱,生長(zhǎng)不良,提前落葉,果實(shí)變小,樹(shù)齡縮短。主干受害降低材質(zhì)及工藝價(jià)值。農(nóng)桿菌能夠?qū)е轮参锂a(chǎn)生冠癭病的原因:Ti(Ri)質(zhì)粒?根癌農(nóng)桿菌含有Ti質(zhì)粒Ti:tumor-inducing?發(fā)根農(nóng)桿菌含有Ri質(zhì)粒Ri:rhizogenic?天然農(nóng)桿菌都含有Ti(或者Ri)質(zhì)粒天然Ti質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)200~800KbT-DN
3、A區(qū)(TransferredDNA):農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒中向植物中轉(zhuǎn)移并整合進(jìn)植物基因組中的部分;含有冠癭堿合成基因、生長(zhǎng)素合成基因、細(xì)胞分裂素合成基因等;真核啟動(dòng)子;?T-DNA區(qū)大小:10~30Kb?有的Ti質(zhì)粒只含有一個(gè)T-DNA區(qū),有的則含有多個(gè);T-DNA區(qū)的左右邊界序列高度保守,為25bp的正向重復(fù)序列;http://www2.haut.edu.cn/d/d/gene/Chapt17/BIO7.asp毒性蛋白區(qū)(Vir區(qū),Virulence):包括A、B、C、D、E、F、G等基因區(qū),有的基因區(qū)含有多個(gè)基因,形成Operons;Vir區(qū)約20Kb;!冠癭堿代謝基因
4、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化植物的過(guò)程?植物受傷部位酚類化合物的分泌?附著(chvA、chvB)?VirA/G的雙組分系統(tǒng)感受受傷信號(hào)(signaltoAtoG)Pi?其他Vir基因的表達(dá)?T-DNA鏈的切出(VirD1+VirD2;BordertoBorder)?T-complex的形成?運(yùn)輸(從細(xì)菌中輸出、進(jìn)入植物細(xì)胞、入核)?整合?農(nóng)桿菌的附著植物受傷后的分泌物中含有酚類物質(zhì)(包括乙酰丁香酮,acetosyringone,AS);這些酚類物質(zhì)可以被農(nóng)桿菌感知,借助于趨化性遷移至植物受傷部位;在ChvA、ChvB(染色體毒性基因)等的幫助下,附著到受傷部位;A.tumefaciens
5、形態(tài)農(nóng)桿菌在ChvA、ChvB等蛋白幫助下附著在植物細(xì)胞表面?毒性蛋白基因的激活VirA識(shí)別植物受傷后分泌的酚類物質(zhì)信號(hào),并自我磷酸化,進(jìn)而將磷酸化信號(hào)傳給VirG;VirG磷酸化后被活化,作為轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)或增加各毒性蛋白的表達(dá);http://www2.haut.edu.cn/d/d/gene/Chapt17/BIO7.asp?T-complex形成VirD2在D1的幫助下識(shí)別T-DNA25bp邊界序列,利用外切核酸酶的在第3、4堿基之間形成缺刻;VirD2的Tyr29與缺刻的5’端共價(jià)結(jié)合;隨著DNA的合成生成T-DNA單鏈,與VirD2和VirE2結(jié)合形成T-com
6、plex;http://bs.shinshu-u.ac.jp/botany/Crown_Gall.htmlT-complex:http://www.defra.gov.uk/environment/acre/uti/03.htmVirC1突變后導(dǎo)致毒性喪失,其作用可能是與T-DNA右邊界附近的overdrive序列結(jié)合;Overdrive序列促進(jìn)T-DNA向植物的轉(zhuǎn)移;?T-complex的轉(zhuǎn)運(yùn)通過(guò)細(xì)菌細(xì)胞壁上由11個(gè)VirB蛋白和VirD4組成的通道從農(nóng)桿菌向外輸出?T-complex在植物細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸及整合VirD2:含有NLS,并可與Importin-α以NLS依
7、賴的方式結(jié)合,引導(dǎo)T-complex進(jìn)入細(xì)胞核,并幫助T-DNA插入植物染色體中;(Importin-αisacomponentofoneoftheproteinnucleartransportpathwaysfoundineukaryotes)VirE2:非特異DNA結(jié)合蛋白,包裹T-DNA單鏈,使DNA由隨機(jī)卷曲狀態(tài)成為與電話聽(tīng)筒線相似的規(guī)則螺旋;這種形狀使T-complex容易穿過(guò)核孔;VirE2將T-DNA包裹,可避免T-DNA從細(xì)菌向植物轉(zhuǎn)移過(guò)程中被降解;VirE2可在植物細(xì)胞膜上形成通道,使T-complex進(jìn)入植物細(xì)胞;Vi