【转基因水稻讲义】转基因抗虫水稻

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《转Cry1Ab基因抗虫水稻的检测方法研究》

《转Cry1Ab基因抗虫水稻的检测方法研究》

《转Cry1Ab基因抗虫水稻的检测方法研究》一、引言随着现代农业科技的进步,转基因作物因其抗虫、抗病等特性,在农业生产中得到了广泛应用。

其中,转Cry1Ab基因抗虫水稻因其显著的抗虫效果,成为了研究的热点。

然而,对于这种转基因水稻的检测方法仍需深入研究,以确保其安全性和有效性。

本文旨在研究转Cry1Ab基因抗虫水稻的检测方法,为农业生产提供科学依据。

二、材料与方法1. 材料本研究所用材料为转Cry1Ab基因抗虫水稻及其对照组非转基因水稻。

2. 方法(1)DNA提取:采用CTAB法提取转基因水稻和对照组水稻的基因组DNA。

(2)PCR扩增:利用特异性引物,对提取的DNA进行PCR 扩增,扩增Cry1Ab基因片段。

(3)电泳检测:将PCR产物进行电泳,观察条带,初步判断Cry1Ab基因是否成功转入水稻中。

(4)荧光定量PCR:利用荧光定量PCR技术,对转基因水稻中Cry1Ab基因的拷贝数进行精确检测。

(5)免疫学检测:采用Western Blot技术,对转基因水稻中Cry1Ab蛋白进行检测。

三、实验结果1. PCR扩增结果电泳结果显示,转基因水稻组在Cry1Ab基因特异位置出现条带,而非转基因水稻组则无此条带,初步判断Cry1Ab基因已成功转入水稻中。

2. 荧光定量PCR结果荧光定量PCR结果显示,转基因水稻中Cry1Ab基因的拷贝数显著高于非转基因水稻,证明了转Cry1Ab基因的成功导入。

3. Western Blot结果Western Blot结果显示,转基因水稻中成功表达了Cry1Ab蛋白,而非转基因水稻组则无此表达。

四、讨论本研究采用多种方法对转Cry1Ab基因抗虫水稻进行检测,包括PCR扩增、电泳检测、荧光定量PCR和Western Blot等。

实验结果表明,这些方法可以有效地检测出转基因水稻中Cry1Ab 基因的成功导入及其表达情况。

其中,PCR扩增和电泳检测为初步判断方法,可快速筛选出转基因水稻;荧光定量PCR和Western Blot则为精确检测方法,可对转基因水稻中Cry1Ab基因的拷贝数和表达情况进行精确测定。

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述
抗虫转基因水稻是通过转基因技术将抗虫基因导入水稻中,以提高水稻的抗虫能力。

由于抗虫转基因水稻具有抗虫能力强、减少农药使用量等优点,因此在农业生产中具有广泛应用前景。

为确保抗虫转基因水稻的品质和安全性,对其进行检测是必不可少的。

抗虫转基因水稻检测技术包括两个主要方面:转基因水稻的鉴定与定量检测。

转基因水稻的鉴定主要是通过检测转基因水稻中是否存在外源基因和指纹图谱分析来确保其转基因性质。

转基因水稻的定量检测主要是通过检测转基因水稻中外源基因的拷贝数目来确定转基因水稻的含量。

常用的转基因水稻鉴定技术有PCR法、Southern blot法和ELISA法等。

PCR法是最常用的技术,它可以通过特异引物扩增出外源基因的片段,并通过凝胶电泳分析来确定是否存在转基因水稻。

Southern blot法是一种基于DNA杂交原理的技术,可以通过与特定探针的杂交来检测转基因水稻中的特异序列。

ELISA法是一种免疫学方法,可以通过免疫反应来检测转基因水稻中的外源蛋白。

转基因水稻的检测还需要考虑到可能存在的误差和假阳性问题。

为减少误差和假阳性结果,需要选择合适的检测方法、使用合适的标准品和质控品,并进行合理的实验设计和数据分析。

对抗虫转基因水稻进行检测是确保其品质和安全性的重要手段。

目前已经有多种检测技术可以用于转基因水稻的鉴定和定量检测,但仍需要不断改进和完善,以满足农业生产中对抗虫转基因水稻的需求。

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述作者:向阳来源:《安徽农学通报》2019年第10期摘 ;要:近年来,随着抗虫转基因水稻研究的进一步发展,世界各地实验室在抗虫转基因水稻研究方面均有收获,抗虫转基因水稻检测随之成为众多科学家的关注点。

该文综述了抗虫转基因水稻检测技术的研究进展,为进一步开展转基因水稻检测的研究工作提供参考。

关键词:抗虫 Tail-PCR;转基因水稻;基因芯片;检测技术中图分类号 ;S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2019)10-0015-04稻米是全世界近一半人口消费的主要粮食作物,对于人类的生存和发展起着极其重要的作用,是我国食用人口比重最大的粮食作物。

研究表明,当前制约水稻稳产、高产以及稻米品质的主要是各类害虫,所以防治虫害成为了重中之重。

在防治害虫时,使用生物防治手段,不仅制约因素多、还不易控制,而使用化学农药不仅破坏生态平衡、还可以使螟虫产生抗性;培育抗虫水稻新品种,增强水稻的抗虫性,是一种更经济环保的方法。

然而,传统的抗虫水稻育种周期长,有限的遗传资源,不明确的抗虫机制,还会产生新的生物型害虫,导致抗虫性不稳定,极大地制约了水稻抗虫育种的进程。

因此,利用基因工程技术获得转基因抗虫水稻,是水稻防虫侵害的最有希望和前途的方法。

1 抗虫转基因水稻简介抗虫转基因水稻就是利用转基因技术将抗虫基因导入水稻的受体细胞中,使寄主在水稻细胞内抗虫基因得到表达并遗传,使水稻自身产生抗虫蛋白,进而形成抗虫的新型水稻品种。

在水稻转基因抗虫研究中,被广泛应用的水稻抗虫基因是从苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)中发现的Bt基因。

1989年,人类第一次培育转基因水稻植株,此植株是由中国农業科学院杨虹等将Bt基因利用原生质体电融合技术导入粳稻台北309的基因组DNA中培育出的新型水稻[1]。

现至今已有多个实验室成功培育出转基因水稻新品种。

金永梅等[2]将Cry1C*、 Cry2A*这2个不同的Bt抗虫基因利用农杆菌介导法同时导入到水稻品种吉粳88中去,获得了二价抗虫转基因水稻。

转基因水稻品种

转基因水稻品种

转基因水稻品种一、转基因水稻的概念转基因水稻是指通过基因工程技术将外源基因导入水稻基因组中,从而使水稻获得新的性状或特性的水稻品种。

例如,可能导入抗虫基因使水稻能够抵抗特定害虫的侵害,或者导入抗除草剂基因方便田间杂草管理等。

1. 抗虫转基因水稻- Bt转基因水稻- 原理:将苏云金芽孢杆菌(Bt)中的杀虫蛋白基因导入水稻。

Bt蛋白能够特异性地毒杀鳞翅目害虫,如螟虫等。

当害虫取食转基因水稻后,Bt蛋白在害虫肠道内被激活,与肠道上皮细胞表面的特异性受体结合,造成肠道穿孔,最终导致害虫死亡。

- 优势:显著减少化学杀虫剂的使用量。

传统防治螟虫等害虫需要多次喷洒农药,这不仅成本高,而且农药残留会对环境和人类健康造成潜在威胁。

抗虫转基因水稻能在很大程度上解决这些问题,提高水稻产量的稳定性。

- CpTI转基因水稻- 原理:豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)基因被导入水稻。

CpTI能够抑制害虫体内的胰蛋白酶活性,从而影响害虫的消化过程,达到抗虫的目的。

- 优势:具有较广的抗虫谱,对多种害虫都有一定的抑制作用。

同时,由于其作用机制与Bt蛋白不同,两者结合使用可以延缓害虫对单一抗虫基因产生抗性。

2. 抗除草剂转基因水稻- 例如,导入抗草甘膦基因的水稻。

- 原理:草甘膦是一种广谱性的除草剂,它通过抑制植物体内的5 - 烯醇丙酮莽草酸 - 3 - 磷酸合成酶(EPSPS)的活性来杀死植物。

抗草甘膦转基因水稻中导入了经过修饰的EPSPS基因,这种基因编码的酶对草甘膦不敏感,从而使水稻在使用草甘膦除草剂时能够正常生长,而杂草被有效清除。

- 优势:方便田间杂草管理。

在传统水稻种植中,人工除草劳动强度大,化学除草容易对水稻产生药害。

抗除草剂转基因水稻可以在水稻生长期间精准地使用草甘膦进行除草,提高田间管理效率,减少杂草与水稻争肥、争光等情况,有助于提高水稻产量。

三、转基因水稻的安全性争议1. 环境安全方面- 基因漂移问题- 争议点:转基因水稻中的外源基因可能通过花粉传播等方式漂移到野生稻或其他近缘植物中,从而可能改变野生植物的基因组成和生态特性。

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述抗虫转基因水稻是指通过基因工程技术将一些具有抗虫能力的基因导入水稻基因组中,使其具有抵抗某些害虫的能力。

这种技术在水稻产量和品质的提高方面发挥了重要作用,但同时也引起了一些争议,其中之一就是如何检测抗虫转基因水稻。

传统的检测方法主要包括基于PCR、ELISA等方法的分子检测和基于生物学特性的表型检测。

这些方法在检测方面都具有一定的局限性,例如PCR方法检测的准确性和灵敏度受到DNA样本的质量和数量的影响,而表型检测方法则需要大量的时间和劳动力,并且受到外部环境的影响较大。

为了克服传统检测方法的局限性,一些新型的检测技术被提出并逐渐得到应用。

其中包括基于PCR的数字PCR技术、基于序列检测的测序技术以及基于高通量测序的整个转录组测序技术。

数字PCR技术是一种新兴的PCR技术,它通过将DNA分子随机地分配到微小反应室中,将PCR扩增过程从一般的大规模PCR反应中分离出来,从而克服了PCR反应中的竞争性影响,提高了检测的灵敏度、准确性和可重复性。

数字PCR技术也适用于检测非常低的DNA浓度,因此可以用于检测转基因水稻样品中极低的基因副本数。

另一种新兴的检测技术是测序技术,它包括Sanger测序和测序和高通量测序两种。

Sanger测序技术是一种利用序列分离和读取的传统测序技术,适用于对特定区域进行测序,但适用性较弱且高成本。

高通量测序技术则是一种通过并行测序方法读取数百万个序列的技术。

这种技术可以快速、准确、全面地分析整个基因组或转录组,因此可以检测到转基因水稻样品中的任何可能的异构体。

整个转录组测序技术是一种通过测定RNA样品中所有基因的表达信息来识别转基因水稻的新技术。

与其他方法不同,这种技术可以检测出转基因水稻植株和非转基因水稻植株之间的基因表达差异,并进一步确定植株是否被转基因改造。

总的来说,新的检测技术对于抗虫转基因水稻的检测具有更高的灵敏度、准确性和可靠性。

然而,这些技术也需要更高的实验室设施和专业知识,因此应该在政府和科研机构的支持下,逐渐推广应用。

转基因技术在水稻害虫防治中的应用

转基因技术在水稻害虫防治中的应用

2.1 Bt 抗虫基因
苏云金芽孢杆菌是一种革兰氏阳性土壤芽胞
杆菌。
ICP 本 身 不 具 有 生 物 活 性 , 又 称 为 原 毒 素
( protoxin) 原毒素被靶标昆虫取食后,在昆虫中
肠的碱性环境中被降解为有毒的活性肽,并与昆
虫中肠道上皮纹缘膜细胞上的特异受体相结合,
引起细胞膜穿孔,破坏细胞渗透平衡,最终导致
cDNA克隆。
2.3 植物外源凝集素基因
植物外源凝集素是一类具有高度特异性的糖结 合蛋白 它被昆虫取食后,特异性地与昆虫消化道 围食膜上的糖蛋白相结合,影响营养物质的正常 吸收; 另一方面,在昆虫消化道内诱发病灶,促进 消化道内细菌的繁殖,使昆虫得病或拒食生长停 滞甚至死亡 。
与 Bt 杀虫蛋白相比,凝集素最大的应用价值 在于它对 Bt 杀虫蛋白不能控制的同翅目害虫如褐 飞虱、黑尾叶蝉表现出明显的抗性。 目前在抗虫转基因水稻方面应用最广泛的植 物外源凝集素是雪花莲凝集素( GNA) ,它对人和 哺乳动物的毒副作用极低。
令人鼓舞的是,为了最大限度地降低抗虫转基因水稻 的安全隐患,研究者们在外源抗虫基因的选择与修饰表达 调控与遗传转化等技术层面都开展了诸多有益的探索,尤
其是抗生素选择标记基因的剔除和目的基因组织特异性诱
导性表达调控等技术已趋于成熟,为抗虫转基因水稻走向
商业化积累了一定的技术储备。
另一方面,随着转基因科普宣传力度的
2.2 蛋白酶抑制剂基因
蛋白酶抑制剂( PI) 是植物防御系统中的重要成员。它 的抗虫机理不同于Bt 杀虫蛋白,可与昆虫消化道内的蛋白 消化酶相结合,形成稳定的酶抑制剂复合物,阻断或削弱 蛋白酶的水解作用; 另一方面,酶抑制剂复合物可能作为一 个负反馈信号使昆虫厌食 。 上述双重效应使昆虫降低对蛋白的利用率,减少食物

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述【摘要】抗虫转基因水稻是通过基因工程技术将具有抗虫性的基因导入水稻中,以提高水稻对害虫的抵抗能力。

针对抗虫转基因水稻的检测技术是确保市场上水稻产品的安全性和合法性的重要手段。

目前主要的检测方法包括PCR技术、ELISA技术和免疫层析技术。

这些技术在抗虫转基因水稻的快速检测和定量分析中起着关键作用。

随着技术的发展,抗虫转基因水稻检测技术已经取得了一定的进展,但仍面临着一些挑战和难题。

未来,需要进一步完善检测技术,提高检测的准确性和灵敏度,同时加强标准化和国际合作,以推动抗虫转基因水稻检测技术的发展,为水稻品质和食品安全做出贡献。

【关键词】抗虫转基因水稻、检测技术、PCR技术、ELISA技术、免疫层析技术、发展现状、未来发展趋势、研究展望1. 引言1.1 研究背景抗虫转基因水稻是通过基因工程技术将抗虫基因导入水稻中,使其具备抗虫能力的一种转基因作物。

随着转基因技术的不断发展,抗虫转基因水稻在农业领域中得到了广泛应用,对提高水稻产量、降低农药使用量、改善生态环境等方面具有重要意义。

随着全球人口的持续增长,粮食安全问题日益突出,水稻作为世界上最主要的粮食作物之一,其产量和质量对人类生存和发展具有重要意义。

由于害虫侵害导致的减产现象在水稻种植中普遍存在,传统的农药防治方式已经不能满足需求。

利用基因工程技术开发抗虫转基因水稻成为解决这一问题的重要途径。

近年来,随着抗虫转基因水稻品种的不断推广和种植规模的扩大,对其检测技术的研究也变得愈发重要。

检测技术的准确性和灵敏度直接影响到抗虫转基因水稻的合理种植和质量控制,对保障粮食安全和生态环境具有重要意义。

对抗虫转基因水稻检测技术进行深入研究和探索具有重要的现实意义和应用价值。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨抗虫转基因水稻检测技术的研究现状,总结各种检测方法的优缺点,为进一步提高检测技术的准确性和灵敏度提供参考。

通过对不同检测方法的比较和分析,寻找出更加高效和可靠的检测技术,为抗虫转基因水稻的生产和管理提供科学依据。

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述

抗虫转基因水稻检测技术研究综述抗虫转基因水稻是通过将具有抗虫基因转移到水稻中,使其表达抗虫蛋白,从而达到抗虫的目的。

因其具有很强的抗虫能力和良好的品质特性,被广泛研究和应用,但也面临着一系列的检测技术难题。

本文综述了目前抗虫转基因水稻检测技术的研究进展。

抗虫转基因水稻的检测技术主要包括基因检测、蛋白检测和代谢产物检测。

基因检测是通过检测转基因水稻中的特定抗虫基因,确认其是否存在。

目前,常用的基因检测方法有PCR、Southern blot和实时荧光定量PCR等。

PCR是最常用的检测方法,其基本原理是通过特定引物扩增转基因水稻中的抗虫基因序列。

Southern blot是一种高灵敏度的基因检测方法,它通过DNA迁移和探针杂交来检测目标基因序列。

实时荧光定量PCR能够精确测量转基因水稻中的目标基因拷贝数目,具有高灵敏度和高特异性的优点。

蛋白检测是通过检测转基因水稻中表达的抗虫蛋白,确定其存在和含量。

常用的蛋白检测方法有酶联免疫吸附试验(ELISA)、免疫印迹和质谱分析等。

ELISA是最常用的检测方法,它通过将抗虫蛋白与特异性抗体结合来检测其存在和含量。

免疫印迹是一种用于检测目标蛋白的免疫检测方法,它利用特异性抗体与目标蛋白结合后形成蛋白-抗体复合物,通过蛋白胶体颗粒或酶底物的显色反应来检测目标蛋白的存在。

质谱分析是一种高灵敏度的蛋白检测方法,它通过检测蛋白分子的质荷比(m/z)来确定其存在和含量。

代谢产物检测是通过检测转基因水稻中的代谢产物,确定其与非转基因水稻的差异,从而间接确认其是否为转基因水稻。

代谢产物检测的常用方法有核磁共振谱和高效液相色谱质谱分析等。

核磁共振谱能够通过检测样品中的代谢物谱图,确定转基因水稻与非转基因水稻在代谢产物上的差异。

高效液相色谱质谱分析是一种高灵敏度、高分辨率的分析方法,能够检测水稻中的化合物,从而确定其是否为转基因水稻。

抗虫转基因水稻检测技术是转基因水稻研究中的重要环节,通过基因检测、蛋白检测和代谢产物检测等多种技术手段,能够准确、快速地鉴定转基因水稻的存在和含量,为保障转基因水稻的安全性和可追溯性提供了重要支持。

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【转基因水稻讲义】转基因抗虫水稻前言:水稻是三大粮食作物之一,世界上近一半人口,都以水稻为主食,它是人类营养和能量摄入最重要的谷物,提供全世界五分之一以上热量消耗。

概况:早在上世纪八十年代早期国际水稻生物技术的研发就在洛克斐勒基金的资助下开展。

至今在水稻生物技术方面的专利超过三百项,涉及四百多个组织和机构。

从1993年起,在美洲、欧洲、亚洲和澳洲的许多国家陆续开始了转基因水稻的田间试验。

目前,已有6个转基因水稻品种获得了不同的批准认可,涉及种植、食用、饲用、进口和加工等方面。

全球已培育出近50个转基因抗虫水稻品系,大部分均已进入田间试验阶段,鉴于其环境安全性及食品安全性,还未进行商业化种植,除了2004年伊朗批准抗虫转基因水稻的商业化种植。

国内转基因水稻主要是华中农业大学张启发院士课题组在研究,其研发的抗虫转基因水稻“华恢1号”和“Bt 汕优63”于2009年8月获得农业部转基因生物安全证书,但是目前并没有获批进行商业化种植。

除抗虫水稻外,一些药用或耐除草剂水稻陆续被批准进口或商业化应用。

1998年起,美国批准Ventra Bioscience公司研发的转溶菌酶,乳铁蛋白、人血清白蛋白基因的3个药用转基因水稻的商业化种植。

美国批准安万特公司的转bar基因耐除草剂水稻及先正达公司的黄金大米等。

我们组通过上网查找资料、借阅图书馆书籍以及询问老师的方式对转基因水稻有了进一步的了解,现在和大家一起来揭开转基因水稻的神秘面纱。

首先要介绍的是目前人类对转基因水稻研发所能达到的技术水平。

技术比较成熟的有以下四种水稻:1、抗虫转基因水稻2、抗除草剂转基因水稻3、抗花粉过敏转基因水稻4、金稻技术还在研发中的水稻主要有抗逆性转基因水稻、高产和优质性状转基因水稻这两种。

表格接下来介绍转基因水稻的工艺流程。

我们知道,基因工程包括上游技术和下游技术两大组成部分。

上游技术主要是对外源基因的重组设计,分为以下几步:1、切(获取目的基因)2、接(构建基因表达载体)3、转(将目的基因导入受体细胞)4、增(扩增DNA重组分子)5、检(目的基因的检测与表达产物的测定)每一步具体的操作方法会根据供体、受体细胞的不同而改变,越具体到可以直接指导我们的实际操作的资料信息就越高精尖,目前我们的能力无法理清这些,所以只总结了一般可以选择的几种方法。

第一步获取目的基因主要有三种方法,分别是鸟枪法(即直接分离目的基因)、人工合成法和从文库中获取。

鸟枪法:cDNA法:将供体生物细胞的mRNA分离出来,利用反转录酶在体外合成cDNA,并将之克隆在受体细胞内,通过筛选获得含有目的基因编码序列的重组克隆,这就是cDNA法克隆蛋白质编码基因的基本原理。

化学合成人工合成法:聚合酶链式反应(PCR)化学合成:如果目的基因的全序列是已知的,则可以利用化学合成法直接合成。

目前已能利用DNA合成仪自动合成不超过50bp任何特定序列的寡聚核苷酸单链。

目的基因的化学合成实质上是双链DNA的合成,可以分别直接合成其两条互补链,然后退火即可。

对于大片段目的基因的合成,一次合成收率很低,故通常采用单链小片段DNA模板拼接的方法。

聚合酶链式反应(PCR):PCR扩增技术的本质是根据生物体DNA的复制原理在体外合成DNA。

包括三步程序:1、将待扩增双链DNA加热变性,形成单链模板;(94℃)2、加入两种不同的单链DNA引物,并分别与两条单链DNA模板退火;(50℃)3、DNA聚合酶从两个引物的3’羟基端按照模板要求合成新生DNA链,构成一轮复制反应。

(72℃)重复上次操作n次,理论上即可从1分子的双链DNA扩增到2的n次方个分子。

(实际操作中不止一分子)从文库中获取:基因文库是指某一特定生物体全基因组的克隆集合。

基因文库的构建就是将生物体的全基因组分成若干DNA片段,分别与载体DNA在体外拼接成重组分子,然后导入受体细胞中,形成一整套含有该生物体全基因组DNA片段的克隆,并将各克隆中的DNA片段按照其在细胞内染色体上的天然序列进行排序和整理,因此某一生物体的基因文库实质上就是一个基因银行。

人们既可以通过基因文库的构建储存和扩增特定生物基因组的全部或部分片段,同时又能够在必须时从基因文库中调出其中的任何DNA片段或目的基因。

第二步中,在转基因水稻工艺流程中主要选用农杆菌Ti质粒作为载体。

选定载体后要对其进行改造和构建,一般都要删除不必要区域,缩小它的相对分子量,同时采取措施避免它的扩散(对载体进行修饰),并且还要删除重复的酶切位点,加入标记基因等。

在外源DNA片段与载体分子剪接前,还需要对连接位点做特殊的技术处理,以提高连接效率,所有这些操作均由一系列功能各异的工具酶来完成,其中一些常用的工具酶本身也已使用基因工程方法产生,如部分的限制性核酸内切酶、T4-DNA连接酶以及Klewnow DNA聚合酶等。

最终的重组质粒的T-DNA区(即目的片段)包括T-DNA边界序列、复制原点、突变启动子片段、GUS报告基因、抗性基因。

第三步中,以经过改造的农杆菌Ti质粒为载体,通过寄主感染受体植物的途径将外源基因转入受体细胞。

Ps:利用农杆菌感染植物细胞主要是依据它在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物和裸子植物的受伤部位的性质(受伤处的细胞会分泌大量酚类化合物,从而使农杆菌移向这些细胞),然而起初这种方法只被用于双子叶植物中,这是因为单子叶植物如水稻,对农杆菌并不敏感,因此,利用它感染水稻时,我们要人为添加乙酰丁香酮,驱使农杆菌移向受伤细胞。

通常选用叶盘法进行转化。

第四步就是短时间培养转化细胞,以扩增DNA重组分子使其整合到受体细胞的基因组中。

第五步,是筛选和鉴定经转化处理的细胞,跟踪目的基因在转基因植物中的行为。

主要是对报告基因、外源DNA及其在转录水平上的表达、外源表达蛋白的检测。

报告基因由于其表达产物易于检测,在这里不赘述。

对外源DNA的检测:点杂交、Southern杂交和PCR鉴定法点杂交是将提取DNA或RNA不经酶切,直接点到硝酸纤维膜或尼龙膜上与探针进行杂交的技术。

利用点杂交,可以初步鉴定转化体中是否有整和的外源基因。

罗云波用DNA、RNA的点杂交技术对转基因植株进行鉴定,取得与田间表现一致的结果。

但点杂交的特异性差,阳性植株还需进一步作Southern杂交验证。

Southern杂交是将经酶切DNA转移到杂交膜上与探针杂交的技术。

利用Southern 杂交,可以确定外源基因在植物中的组织结构、外源DNA整和的位置及拷贝数、转基因植株F1世代外源基因的稳定性。

研究发现,整合到植物基因组中的外源基因多以单拷贝形式存在,也有的是多拷贝的。

Kitisvi的研究表明,整合到番茄基因组中的外源基因以1~4个拷贝出现,且整合到单一位点上,未发现转基因番茄表型的显著差异。

在其它的研究中也发现外源基因以多拷贝的形式存在,一般在1~5拷贝之间变动,偶尔也有20~50拷贝。

然而,多拷贝的转基因对植物来讲是不利的,它们可能通过异源配对,引起染色体构的变化,从而导致转基因的失活,也可能通过转录调控而引起转基因的失活。

一般来讲,直接转基因法往往采用大量的DNA拷贝,容易获得较高比例的多拷贝转基因植株,而农杆菌介导的T—DNA转移出现多拷贝转基因植株的比例相对较低。

Southern杂交可清除操作过程中的污染(如DNA分离及植物DNA分离过程中的交叉污染),以及转化愈伤胞间质粒残留所引起的假阳性信号,准确度高。

但Southern 杂交程序复杂,成本高,且对实验技术条件要求较高。

PCR是在体外快速特异地扩增目的基因DNA片段的有效方法。

能在几小时内使pg (皮克)水平的起始物达到ng(纳克)乃至μg(微克)水平,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭染色后很容易观察,不通过杂交分析就可以鉴定出基因组中的一些顺序。

这项技术可用于转化后外源基因的鉴定和植物基因组的分析。

武长剑等用PCR技术检测出转基因水稻中B.T基因和抗除草剂基因的存在。

应用PCR法检测易出现假阳性,可用PCR-Southern杂交进一步验证。

有时Northern杂交的信号弱,可用RT-PCR,将RNA反转录成cDNA,再与探针杂交,从而检测外源基因的表达[7]。

利用RAPD-PCR技术,可以检测出对照植株与转化植株带型差异,还可用该技术检测不同代植株间基因组的稳定性及后代的分离。

与Southern分析相比,PCR检测DNA用量少,操作简单,成本低,不需同位素即可完成。

另外,PCR还能检测目的基因的完整性。

但PCR检测也存在缺点,DNA插入植物基因组后易发生重排,即使载体上的抗性基因能表达,目的基因也未必完整地存在于转化体中,从而造成检测结果的误差。

检测基因在转录水平上的表达:Northern杂交:是将试材RNA与探针杂交的技术,用于检测基因在转录水平上的表达。

Northern杂交的主要原理是把变性RNA转移和固定在特定的薄膜上,用特定的DNA探针来检测RNA。

Northern杂交与Southern杂交相比,更接近于性状表现,更有现实意义,被广泛用于转基因植株的检测。

但RNA提取条件严格,在材料内含量不如DNA高,不适于大批量样品的检测。

对外源表达蛋白的检测:Western杂交技术:是将蛋白质从SDS—PAGE胶中电转移至固相支持体上,然后对固定化蛋白质进行免疫学测定的方法。

Western杂交灵敏度极高,能达到标准的固定相放射免疫水平。

可以测出粗蛋白提取物中小于50ng抗原,在较纯的制剂中,可测出1~5ng抗原。

Western杂交检测目的基因在翻译水平的表达结果,能直接显示目的基因在转化体中是否经过转录、翻译最终合成蛋白而影响植株的性状表现。

一般来讲,Western 杂交的结果与性状表现有直接关系。

Southern、Northern、Western杂交分别从整合、转录、翻译水平检测外源基因的行为,说服力强。

这些技术需要转膜、杂交,操作繁琐,费用高,不适合大批量样品的检测,可对转基因植株随机取样检测。

Southern杂交特异性强,目前,对转基因植株中基因的存在、整合及稳定性一般都要通过Southern杂交来确定,是检测外源基因的最可靠的方法。

Westhern杂交灵敏度高,能检测出蛋白质表达量,最具有现实意义。

在实际工作中,研究者多把几种方法结合运用,以获得外源基因不同表达水平的信息。

下游技术中,首先要对水稻愈伤组织进行诱导。

方法如下:(一)以水稻幼胚为试材诱导愈伤组织1.消毒:取水稻未成熟种子(灌浆期),按以下步骤消毒:1)用自来水冲洗种子,去掉浮起的瘪谷;2)将种子放入250ml无菌烧杯中(种子数量约占1/3体积),用200ml 70%酒精消毒2分钟;(在操净工作台上进行无菌操作)3)加入250ml 25%次氯酸钠(NaClO)溶液,同时加数滴吐温-20,浸泡90分钟;4)倒去NaClO溶液,用无菌蒸馏水清洗种子4-5遍。

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