转基因植物的遗传特性与表达调控
植物生物技术
植物生物技术植物生物技术是指利用生物学原理和技术手段改良和利用植物的过程。
它是一门综合性学科，涉及到多个领域，如植物遗传和育种、植物病理学、植物组织培养等。
随着现代科学和技术的发展，植物生物技术在农业、环境保护、药物开发等方面发挥着重要作用。
一、植物遗传和育种植物遗传和育种是植物生物技术的重要组成部分。
通过研究植物的遗传特性和进行交配配对，可以改良和培育出具有良好性状的新品种。
传统的育种方法需要耗费大量时间和人力物力，而现代植物生物技术可以加速这一过程。
例如，基因编辑技术可以直接对植物基因进行修饰，并在短时间内获得具有特定性状的植物。
二、转基因技术转基因技术是植物生物技术中的关键技术之一。
通过将外源基因导入植物基因组中，可以使植物获得新的性状或提高原有性状的表达水平。
转基因技术在植物抗病虫害、耐逆性等方面具有很大的应用潜力。
例如，转基因作物的广泛应用已经在解决粮食安全和改善人类营养方面发挥了重要作用。
三、植物组织培养植物组织培养是一种通过体外培养植物组织和细胞，利用组织再生和植物再生技术繁殖新的植株的方法。
植物组织培养在植物繁殖、病毒检测和植物育种等方面具有广泛应用。
通过植物组织培养技术，可以大量复制和保存珍稀植物品种，加速育种进程，并进行植物病毒检测以保护农作物安全。
四、基因组学基因组学是研究植物基因组中基因的组成、结构、功能和相互关系的学科。
通过对植物基因组的研究，可以揭示植物的遗传特性和基因组演化的规律，为植物生物技术的应用提供理论基础。
此外，基因组学还促进了基因工程和转基因研究的发展，推动了植物领域的科学进步和技术创新。
五、植物生理学植物生理学研究植物的生理过程和调控机制。
通过研究植物的生长发育、内外环境对植物的影响以及植物内部代谢过程，可以提高作物产量和品质，改善植物的抗逆性。
植物生理学与植物生物技术的结合，不仅可以为作物育种提供理论指导，还可以通过调控植物生理过程来提高植物的综合利用价值。
植物分子生物学利用分子生物学技术手段研究植物分子遗传学和基因组学的学科
植物分子生物学利用分子生物学技术手段研究植物分子遗传学和基因组学的学科植物分子生物学是一门综合多学科的研究领域，通过应用分子生物学技术手段来探索植物的分子遗传学和基因组学。
该学科涉及了许多关键概念和方法，包括DNA克隆、基因表达调控、基因组学、转基因技术以及分子标记等。
通过这些手段的应用，植物分子生物学研究可以进一步深化对植物基因功能、调控网络和进化等方面的理解，推动改良和创新植物育种，以应对全球食品安全和环境挑战。
一、DNA克隆DNA克隆是植物分子生物学研究的核心技术之一。
它是将感兴趣的DNA片段从一个来源复制并插入到宿主植物细胞中的过程。
常用的DNA克隆技术包括限制性内切酶切割、DNA连接、转化和筛选等步骤。
通过DNA克隆，研究人员可以获取大量特定DNA片段以及有关植物基因的信息。
二、基因表达调控基因表达调控是植物分子生物学研究中的另一个重要方面。
植物基因表达调控的过程涉及多种调控因子和信号通路。
植物中的基因表达不仅仅依赖于基因本身的序列，还受到一系列转录因子、启动子和增强子的作用。
通过分析基因在植物不同组织和环境条件下的表达模式，研究人员可以深入了解基因调控网络的运作机制。
三、基因组学基因组学是植物分子生物学研究的重要分支，它研究植物的基因组结构和功能。
随着高通量测序技术的发展，植物基因组的测序速度和精确度大幅提高。
通过对植物基因组的比较和分析，研究人员可以揭示不同物种间的遗传变异，以及基因组在进化过程中的改变。
同时，基因组学也为植物育种和遗传改良提供了重要的理论支持。
四、转基因技术转基因技术是植物分子生物学研究的重要手段之一。
它通过引入外源基因或抑制内源基因的表达，改变植物的遗传特性。
转基因技术在植物育种中起到了重要的作用，例如提高作物的抗虫性、耐逆性和产量等。
然而，转基因技术也面临伦理和环境安全等问题，需要权衡利弊进行应用。
五、分子标记分子标记是植物分子生物学研究中常用的工具。
它是一种与植物基因或DNA序列有关的分子标记，可以用来鉴定特定基因型或进行基因组遗传分析。
转基因植物
载体介导法
➢ T-DNA区可高效整合到植物受体细胞的 染色体上并得到表达。利用这一特点， 将目的基因转入Ti质粒的T-DNA区构建 根瘤农杆菌的转化载体。
一、转基因植物
通过植物基因工程获得转基因植物在农 业生产发展及植物分子生物学研究中有 十分重要的意义，已获得的有重大经济 价值的转基因植物已经很多。
一、转基因植物
基因工程： 就是重组DNA技术，指在体 外将不同来源的DNA进行剪切和重组， 形成杂合DNA或成嵌合DNA分子，然后将 其导入特定的宿主细胞从而得到大量扩 增和表达，使宿主细胞获得新的遗传特 性，产生新的基因产物。
载体介导法
Vir区（virulence region）： ➢ 该区段上的基因能激活T-DNA转移，
使农杆菌表现出毒性，故称之为 毒性区。T-DNA区与Vir区在质粒 DNA上彼此相邻，合起来约占Ti质 粒DNA的三分之一。
Ti质粒的基因位点及其功能区域
➢ T-DNA区（transferred-DNA regions）：
产生白化苗，且由于 PEG法对原生质体活力 有害，转化率低。
应用这种方法已成功的获得大麦、柑桔、胡
椒等植物的转基因植株。
一、转基因植物
载体介导法 具体方法有农杆菌介导法、病毒介导法。 农杆菌介导可采用“共培养法”，(见
书本图10-1 B)，有根癌农杆菌和发根农 杆菌两种载体系统。
载体介导法
以野生型根癌农杆菌载体系统为例： ➢ 野生型根癌农杆菌Ti质粒大小约200-
植物遗传学的基础知识和遗传改良的方法
植物遗传学的基础知识和遗传改良的方法植物遗传学是研究植物遗传现象和规律的学科，通过对植物基因的分析和研究，可以深入了解植物的遗传特性和变异规律，并利用这些知识进行遗传改良，提高植物的产量和质量。
本文将介绍植物遗传学的基础知识和常用的遗传改良方法。
一、植物遗传学的基础知识1. 植物基因与基因型植物基因是决定植物性状的遗传基本单位，它位于染色体上。
不同基因的组合形成了植物的基因型，决定了植物的遗传特性。
2. 植物基因的表达植物基因的表达涉及到转录和翻译过程。
在转录过程中，DNA信息被转录成RNA，然后通过翻译过程转化为蛋白质。
蛋白质是控制植物性状和生理功能的重要分子。
3. 植物基因的变异植物基因可以发生突变，导致基因型的变异。
突变可以是基因型中一个或多个碱基的改变，也可以是染色体结构的变化。
植物基因的变异是植物遗传改良的基础。
二、遗传改良的方法1. 杂交育种杂交育种是利用不同基因型的植物进行交配并选育出优良品种的方法。
通过杂交，可以结合优良品种的遗传优势，使后代具备更好的产量、抗病性等性状。
2. 突变育种突变育种是利用植物基因突变产生新的性状，然后通过选择和育种，选育出具备这些新性状的品种。
突变可以通过自然突变或诱变剂诱发。
3. 基因工程基因工程是通过将外源基因导入植物细胞，改变其遗传特性的方法。
利用基因工程技术，可以为植物增加抗虫性、耐病性等有益性状。
4. 细胞和组织培养细胞和组织培养是利用植物体细胞和组织的未分化状态进行培养和繁殖的方法。
通过细胞和组织培养，可以迅速繁殖优良植株并进行遗传改良。
5. 转基因技术转基因技术是将外源基因导入植物细胞，并使其稳定遗传的方法。
通过转基因技术，可以为植物增加抗性和耐受性，提高植物的生长速度和产量。
三、遗传改良的应用案例1. 作物的抗病育种通过分析植物基因，研发抗病基因并进行杂交，培育出具有较高抗病性的作物品种，提高作物的产量和稳定性。
2. 观赏植物的品种改良通过选择和繁殖，培育出具有更加鲜艳花色和更长花期的观赏植物品种，满足人们对美的需求。
转基因原理
转基因原理转基因（GeneticEngineering）是一项现代生物技术，它利用质粒，病毒和其他外源物质来介导遗传材料在生物有机系统之间的传递，从而实现外源基因转移。
转基因是一种最新的技术，它可以让一种生物拥有另一种生物拥有的遗传特征，这可以实现生物改造，从而让人们实现种植更加稳定、高产、优质品种的作物，也可以让病毒对人体的抗性变强。
转基因的原理非常复杂，主要包括这几个步骤：首先，通过使用酶将基因片段从一个生物体中分离出来，然后将基因转移到另一个生物体中；其次，将基因添加到另一个生物的基因组中，使其具有新的遗传特征；最后，利用基因表达调节手段激活和抑制特定基因的表达。
借助这个过程，可以从一种特定生物中转移基因，使其具有另一种特定生物所拥有的特性，也就是“转基因”的原理。
转基因技术可以用来实现人们的一些愿望，比如说改善生活质量和环境。
转基因食品可以通过调节特定基因，使它们具有抗虫草剂、耐高温等特性；另外通过改变特定基因，可以让植物更快地长出根，变得更长、更壮、更抗病；同时也可以让动物具有更多的抗性，比如说抗肿瘤、抗病毒等。
转基因技术也有一定的风险。
一些担心转基因作物会影响土壤营养平衡，影响人类健康，甚至对环境构成潜在的威胁。
此外，这种技术的实施还受到政策的制约，因为转基因食品和新品种动植物的安全性还尚无定论，在目前的技术水平有很大的风险。
因此，在使用转基因技术时，必须要严格控制，确保使用的安全性、有效性、实用性，进行充分的监测和评估，并严格落实环保措施，防止对环境造成污染与损害，保障人类的身心健康。
综上所述，转基因技术是一项先进的技术，它可以实现外源基因转移，进而改善生活质量和环境，但是也会存在一定的风险，因此使用转基因技术时必须要严格控制，确保安全性、有效性、实用性，以及监测和评估，最终来保障人们的身心健康。
转基因植物的遗传特性与表达调控
3、转化后整合位点的DNA结构变化
保持整合外源基因的完整性是实现转基因功能表达的基本条件，外源
基因整合后的完整性与其结构变化有关，现已明确，外源基因作为侵入 者的整合，会引起不同程度的基因重排，涉及缺失、异位、倒位及重复 等一系列现象。这主要与细胞本身的重复和修复功能有关。
Mayerhofer等（1991）和Gheysen等（1991）对15个独立的T-DNA插 入进行了研究，提出了外源DNA整合模型， 他们认为： （1）T-DNA的插入不会引起植物DNA大的重排，但在T-DNA的两侧各出 现了一个158bp的正向重复序列，且多数插入会导致靶位点处小的缺失， 最多79个核苷酸； （2）在T-DNA和植物DNA连接处常有几个至33个核苷酸的填充DNA， 这些填充序列与靠近连接处的植物DNA序列相似； （3）在靶位点处不要求有特异的序列，但若T-DNA两端与植物靶位点之 间有一段短序列（5-10bp）同源，则可能对T-DNA整合进植物基因组其 作用。
（2）整合拷贝数：许多研究表明，外源DNA的插入拷贝数有以下几种：单 拷贝单位点插入；串联多拷贝单位点插入；多拷贝多位点插入，多数情况 是以单拷贝在单位点整合，但在同一位点，也存在较多的多个拷贝串联整 合的情况。形式为头对尾式串联和头对头式串联。农杆菌转化和基因直接 转化整合拷贝数存在差异，前者拷贝数少，整合位点特异性强。
此外，插入植物染色体的外源DNA大小是有限制的，如油菜插入外源 DNA为5-6Kb，烟草中最大可达9Kb，但频率较低。
4、转化方法对整合外源基因结构的影响
尽管转化方法较多，但外源DNA以两种分子形式转化，一种是外源 DNA插入T-DNA质粒载体中导入；另一种是裸露的DNA分子直接导入， 由于转化原理不同，因此与整合后的外源DNA结构必然存在直接关系。 （1）T-DNA转化的外源DNA结构变化
植物遗传转化中存在的问题与对策
植物遗传转化中存在的问题与对策大家好，今天我们来聊聊植物遗传转化这个话题。
我们得明确一点，植物遗传转化可不是什么高深莫测的科学，而是咱们生活中常见的一件事情。
就像你把苹果切成小块，然后用勺子舀起来吃一样简单。
那么，植物遗传转化中到底存在哪些问题呢？又有哪些对策可以解决这些问题呢？接下来，我们就一起来探讨一下吧！我们来看看植物遗传转化中存在的问题。
其实，这个问题还是挺复杂的，因为涉及到很多生物学的知识。
但是，为了咱们能够更好地理解这个问题，我还是尽量用简单易懂的语言来给大家讲解。
第一个问题，就是如何找到合适的亲本和目标基因。
在咱们日常生活中，你可能会遇到这样的情况：你想要把苹果切成橙子的味道，但是你没有合适的苹果和橙子作为亲本。
这时候，你就需要去寻找那些既有苹果基因又有橙子基因的作物。
同样地，在植物遗传转化中，你需要找到那些既有你要转化的目标基因又有能够表达这个基因的受体细胞的亲本。
这可不是一件容易的事情，需要咱们花费大量的时间和精力去研究。
第二个问题，就是如何将目标基因有效地转移到受体细胞中。
这就像是把苹果切成橙子的味道，你不能只把苹果的果肉切下来，还要把果皮、种子等都切掉才行。
同样地，在植物遗传转化中，你不能只把目标基因切下来，还要想办法让它进入到受体细胞中，并且能够在受体细胞里正常地发挥作用。
这也是植物遗传转化中的一个难题。
第三个问题，就是如何确保转移后的受体细胞能够稳定地表达目标基因。
这就像是把苹果切成橙子的味道之后，你还需要把橙子的果皮、种子等都切掉，才能让橙子真正变成橙子的味道。
同样地，在植物遗传转化中，你还需要确保转移后的受体细胞能够稳定地表达目标基因，否则你还是无法得到想要的结果。
那么，面对这些问题，咱们又有哪些对策可以解决呢？下面，我就给大家分享一些解决方案。
对于第一个问题，我们可以通过转基因技术来解决。
转基因技术就像是给你提供了一个现成的苹果和橙子，你可以直接拿来用，而不需要自己去寻找。
植物遗传学中的基因表达调控
植物遗传学中的基因表达调控植物遗传学研究了植物基因的遗传传递和表达，其中基因表达调控是一个重要的研究方向。
在植物生长和发育过程中，基因表达的调控决定了植物形态、生理和生物化学特性的形成和表现。
本文将探讨植物遗传学中基因表达调控的一些重要机制和应用。
一、转录调控转录调控是基因表达调控的关键步骤之一。
它主要通过转录因子与DNA结合来调控基因的转录过程。
转录因子是一类能够结合到DNA特定区域的蛋白质，它们可以激活或抑制目标基因的转录。
在植物中，转录因子家族非常庞大，包括包括MYB、WRKY、bHLH等。
这些转录因子通过结合到基因调控区域的启动子或增强子上，招募其他调控因子和RNA聚合酶，从而影响基因的转录水平。
二、RNA后转录调控除了转录调控，RNA后转录调控也在植物基因表达调控中占有重要地位。
RNA后转录调控主要通过非编码RNA（ncRNA）以及RNA剪接、RNA编辑和RNA稳定性调控等方式实现。
ncRNA是一类不能编码蛋白质的RNA分子，它可以直接或间接地参与调节基因的表达。
除了ncRNA，RNA剪接也是基因表达调控的重要环节。
RNA剪接是指预mRNA在转录后剪接过程中选择性地去除部分内含子，使得不同转录体的形成和表达。
这种机制可以增强基因的多样性和调控度。
此外，RNA编辑和RNA稳定性调控也对基因表达的调控起到重要作用。
三、表观遗传调控除了转录调控和RNA后转录调控，表观遗传调控也是植物基因表达调控的重要机制之一。
表观遗传调控主要通过DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等方式对基因的可及性和表达进行调控。
DNA甲基化是指DNA分子上的甲基基团结合到甲基化位点的过程，它常常与基因的沉默和抑制相关。
另外，组蛋白修饰也是植物基因表达调控中的重要机制。
组蛋白修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化等，它们可以调节染色质的松弛和紧缩状态，从而影响基因的可及性和表达。
此外，染色质重塑也可以通过改变染色质的三维结构和空间排列来调控基因的表达。
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（4）从头甲基化与沉默机制 A 植物对外源DNA的基因免疫诱导反应； B DNA-DNA配对诱导； C DNA-DNA互作诱导。
4. 克服转基因沉默的策略
(1) 转基因的选择： （2）启动子的选择； （3）利用组织和发育特异性作用的增强子 （4）利用MAR序列； （5）利用位置特异性重组系统； （6）选择单拷贝的转化体。
E 交叉相连的DNA链经旋转形成Holliday中间体； F Holliday中间体分枝迁移数个碱基后，另一条链再断裂并与对方的 断裂链重组，这时就完成重组，实现了交换。
（3）位点特异性重组在转基因整合遗传特性研究中的应用
A 控制转基因整合的拷贝数；
B 可导入多个基因进入植物基因组； C 使目标基因重排；
在44个转KM抗性基因的烟草中，通过转基因植株自交、转化与非转化杂 交、转化株杂交进行分析，发现35个无性系包含一个单位点插入KM抗性基 因，其余5个为两位点插入，且观察到双位点插入导致自交后代中出现隐形 致死突变。 多基因转化植株后代分离规律与其整合特性密切相关，多基因连锁形式整 合到一个位点，其符合单基因的孟德尔式分离规律；如分别整合到不同位点， 那么每个基因的分离符合孟德尔式规律，各个基因间不影响。
（2）转录水平的基因沉默 A 转基因及其启动子甲基化； B多拷贝重复基因序列引起的转录水平基因沉默； C 同源基因间的反式失活； D 转基因位置效应引起的转基因沉默； E 染色体包装对转基因沉默的影响； F 后成修饰作用导致转基因沉默。
（3）转录后水平的转基因沉默
A 生化开关模型；
B 异常RNA模型；
当两个loxP基因座方向相同，Cre介导的反应造成loxP基因座之间的 DNA被删除，loxP基因座方向相反，Cre介导使两端携带loxP的片段发 生倒位，如果loxP 不在同一DNA分子，如一个在质粒上，另一个在染 色体上，那么Cre酶可使质粒DNA整合到染色体loxP所在位置，实现定 点重组。
四类定位重组系统的分子重组程序分以下几步：
5、位点特异重组
（1）位点特异性重组系统
遗传重组分为3类：同源重组，转座和位点特异性重组，也称定位 重组。同源重组发生在两个具有一定程度同源性的DNA分子之间或同 一分子的两个同源性区域，它们相互重组。转座和位点特异重组的共 同点是重组只发生于具有特定的DNA序列的位置上，由特定的酶来识 别某一种DNA序列，而造成重排。二者的区别在于转座重组中，识别 位点之间的DNA片段被转位插入到另外的位点，是DNA合成过程中 伴随而发生的DNA断裂、转移和插入。而定位重组并不涉及DNA的 净合成，在两个识别位点之间的DNA片段并不转移到基因组中的另一 地方，这段DNA是在重组酶所识别的位点上进行重组、交换而被切除 或发生倒置，该定位系统越来越多地应用于转基因植物中，以改造基 因重排，去除不需要的筛选基因、激活或缺失某一表达基因。
4、转化方法对整合外源基因结构的影响
尽管转化方法较多，但外源DNA以两种分子形式转化，一种是外源 DNA插入T-DNA质粒载体中导入；另一种是裸露的DNA分子直接导入， 由于转化原理不同，因此与整合后的外源DNA结构必然存在直接关系。 （1）T-DNA转化的外源DNA结构变化 农杆菌介导转化细胞中T-DNA结构完整，整合位点稳定，多数情况 下在25bp处与植物DNA连接，整合后的外源基因结构变异少，但外源 DNA也会出现结构变化，表现为T-DNA的串联和截短现象。 T-DNA串联：通常有5-20个拷贝的T-DNA的首尾相联，在大多数整合 事件中，T-DNA可以在无选择压的情况下串联起来。 T-DNA截短：也是T-DNA转化时较多发生的结构变化，可能是由于TDNA两侧各有一个25bp的边界类似序列。截短是在转移和整合过程中 产生，由于T-DNA区内‘框类似’序列的存在，被用作引导T-DNA转 移和整合的次级识别位点，从而代替正常情况下的25bp右边界序列， 所以正常的有边界序列被截短。 截短在共整合载体中比二元载体系统更易发生。
A.单位点插入外源基因： 大多数转化植株中，转基因呈单基因显性的孟德尔式分离。转基因有可 能作为一个单个显性基因在转基因植株中遗传，相对于转基因来说，植物同 源染色体中没有其相对的等位基因位点，因此转基因一般呈显性遗传。 单位点插入无论是单拷贝还是多拷贝串联，在不超过一定长度时，大多数 转基因植株中外源基因能够稳定遗传并显示孟德尔单基因分离规律。
外源基因在转基因植物中表达受到抑制的现象称为转基因沉默，转基 因沉默是遗传工程走向应用的潜在障碍，成为基因工程中的重要问题。 （1）转基因沉默的机理概述 20世纪80年代后期，基因沉默主要涉及到转基因与转基因之间或转基 因与内源基因之间的互作，认为沉默的来源于多拷贝的同源DNA序列， 这些序列指蛋白质编码区，启动子或两者皆有。已提出三种基因沉默模 型： 顺式失活；即多拷贝，串联基因的导入常常导致倒位或直接重复引起失 活； 反式失活；可以看作顺式失活的副产品，指因顺式作用失活的转基因可 以作为一种沉默子，使独立DNA分子上的同源靶基因引起相似水平的甲 基化和失活； 共抑制或有义抑制，涉及到一个转基因与一个同源的内源基因或两个同 源的转基因之间的协同沉默。三种模型均涉及核酸互作而引起的变化， 如DNA-DNA、DNA-RNA、RNA-RNA等。 转基因沉默主要发生在两个阶段，一是发生在转录水平；二是发生在 转录后水平上。
B. 多位点插入外源基因： Akama 等（1992）在拟南芥中发现R1代植株中有10株抗性分离比为 3R:1S，3株为15R：1S，1个株系为63R：1S。表明多数情况下外源基因为 单位点插入，但也存在二、三个位点插入。进一步对124个转化株进行分子 杂交，分析T-DNA的拷贝数，拷贝数为1、2、3个T-DNA者分别为44%、 28%和10%，即90%插入拷贝数在4个一下，也有10个拷贝的个体。
2、外源DNA结构对整合的影响
外源DNA结构分为四种类型：单链线形DNA、单链环形DNA、 双链线性DNA及双链环形DNA。四种结构中单链线状DNA研究较 多，一般认为单链DNA可以通过有效的不正常整合参与同源染色 体序列的重组，研究认为单链DNA在单链完全变成双链之前已发 生重组。此外Bilang等（1992）研究了导入烟草的DNA结构（线 形和环形）的重组效率，结果表明线性单链DNA同环形单链DNA 相比，其抗性愈伤组织数目要高于后者，说明线性DNA的整合效 率要高于环形DNA。
（2）裸露DNA直接转化的外源DNA结构变化 采用裸露DNA直接转化时，整合的外源DNA往往出现复杂的杂交 图谱，在转化当代及子代中常出现DNA环化、甲基化、片段分离和丢 失等现象。 在DNA直接转化中供体DNA容易在整合过程中发生各种结构变化和 修饰，而且植物靶DNA序列也可在供体DNA整合过程中发生重排。
（2）非孟德尔遗传现象： 转基因植株后代分离中，普遍存在显性个体明显不符合孟德尔比例的现象，成 为非孟德尔遗传现象。后代显性个体比例明显低于3：1，此外在自交二代中， 由于转基因的失活、纯合致死等未知原因而未出现纯合体。 A. 转基因丢失：如小麦转化株系中，自交一代能表达，自交二代仅能检测到，自 交三代中发生了丢失。 B. 转基因沉默：转化体仍保留完好的转基因但不表达或表达活性低，或发生重排 而不表达，导致后代分离规律的异常。 C. 转基因逃逸：采用酶活性检测得到的3：1的分离中，部分转化体中仅有20%含 目标基因片段，因此需采用标记选择、表达分析及分子检测相结合的方法检测 转话体。
2、重组效应：
转基因容易被植物基因组存在的重组和修复系统识别，致使转基因 不同程度的重排，转基因同源和非同源重组必然引起DNA的易位， 缺失、重复等一系列结构变化。 外源基因结构变化甚至不同位点碱基序列的变化对其表达的影响 不同，表现为DNA重组的多样性：正效应、负效应及无影响等状态。
3、转基因沉默
三、转基因植物中外源基因的遗传特性
通过转基因技术导入受体细胞的外源基因（transgene）进入受 体细胞后，其整合、表达和传递规律通常利用表性传递、标记基因及 分子杂交分析等方法进行研究。
1.外源基因在转化植物中的遗传传递规律
（1）孟德尔式分离: 1984年David报道，发根农杆菌介导的胡萝卜、烟草和牵牛花转基 因植株表型分析和Southern杂交证明，后代中显性位点的遗传为真 实的孟德尔式遗传。
转基因植物的遗特性与表达调控
一、转基因植物中外源DNA的整合特性
1、外源DNA的整合位点和拷贝数
（1）整合位点：转基因导入植物细胞后，通过细胞分裂时遗传物质的复 制过程整合到核基因组中，目前普遍认为，转基因在寄主染色体内的整合 位点是随机的, 外源DNA可以插入植物基因组的任何一条染色体，也可以 插入一条染色体的任何位点或没有固定的插入位点，但往往对转录活跃区 域具有优先插入特性。 （2）整合拷贝数：许多研究表明，外源DNA的插入拷贝数有以下几种：单 拷贝单位点插入；串联多拷贝单位点插入；多拷贝多位点插入，多数情况 是以单拷贝在单位点整合，但在同一位点，也存在较多的多个拷贝串联整 合的情况。形式为头对尾式串联和头对头式串联。农杆菌转化和基因直接 转化整合拷贝数存在差异，前者拷贝数少，整合位点特异性强。
3、转化后整合位点的DNA结构变化
保持整合外源基因的完整性是实现转基因功能表达的基本条件，外源 基因整合后的完整性与其结构变化有关，现已明确，外源基因作为侵入 者的整合，会引起不同程度的基因重排，涉及缺失、异位、倒位及重复 等一系列现象。这主要与细胞本身的重复和修复功能有关。 Mayerhofer等（1991）和Gheysen等（1991）对15个独立的T-DNA插 入进行了研究，提出了外源DNA整合模型， 他们认为： （1）T-DNA的插入不会引起植物DNA大的重排，但在T-DNA的两侧各出 现了一个158bp的正向重复序列，且多数插入会导致靶位点处小的缺失， 最多79个核苷酸； （2）在T-DNA和植物DNA连接处常有几个至33个核苷酸的填充DNA， 这些填充序列与靠近连接处的植物DNA序列相似； （3）在靶位点处不要求有特异的序列，但若T-DNA两端与植物靶位点之 间有一段短序列（5-10bp）同源，则可能对T-DNA整合进植物基因组其 作用。 此外，插入植物染色体的外源DNA大小是有限制的，如油菜插入外源 DNA为5-6Kb，烟草中最大可达9Kb，但频率较低。