植物基因工程
植物基因工程技术的应用与发展趋势
植物基因工程技术的应用与发展趋势一、植物基因工程技术的概述植物基因工程是指通过遗传学、生物化学、分子生物学、细胞生物学等多学科合作的研究手段，将某些生命过程中关键的基因从一种生物中分离出来，经过重组后，转移到另一种生物上，使这种生物产生某些种类的新酶、新代谢物、新蛋白质或新表型等改变。
基因工程技术的应用领域非常广泛，其中，植物基因工程技术在农业、环保、医学等方面有着广泛的应用。
二、植物基因工程技术在农业方面的应用1. 抗虫、耐病植物的培育基因工程技术可以通过转移特定的抗虫、耐病基因，对植物进行优化改良，从而培育出更加强壮、健康的作物品种。
在转基因作物领域中，最为成功的是培育出的Bt玉米。
Bt玉米产生的Bt毒素，可以杀死害虫，大幅度减少对农药的依赖，提高种植效益。
2. 提高作物产量通过转移调控产量的基因，例如水稻中的SBEIIb基因，可以降低淀粉含量，从而提高水稻的产量。
此外，基因工程还可用于提高作物的耐盐性、耐旱性、耐寒性等，从而大大提高作物的适应性和经济效益。
3. 增加作物的营养价值基因工程技术可以通过转移特定的营养基因，来增加食用作物的营养价值。
例如，转移含金属元素离子的运输蛋白基因，可以将其从叶绿体移动到种子中，从而提高种子中的矿物质含量。
三、植物基因工程技术在环保方面的应用1. 生物除草剂的制作采用基因工程技术，将抗草药物—农杆菌素的代谢途径进行一定的改造，生成具有独特生物活性的该种抗草素类物质，从而生成高效的生物除草剂。
生物除草剂不会对环境造成不可逆转的影响，同时可以显著地减少农药的使用，更能降低二氧化碳的排放量。
2. 植物净化环境基因工程技术可使植物的生长和发育受到重大的调节，此外，通过转移特定的基因，可以将植物从重金属、土壤污染中解放出来。
例如，在炼钢厂附近种植转基因植物根系中携带的重金属吸附基因，可以使植物从污染物质中吸收到较少的重金属，减轻环境负荷。
四、植物基因工程技术在医学方面的应用1. 新药物的生产基因工程技术可以有效地从植物中提取所需的药物成分。
植物的生物技术和基因工程
植物的生物技术和基因工程植物的生物技术和基因工程是现代生物学领域中的重要研究方向。
利用这些技术和方法，可以对植物进行遗传改良，增加其产量、抗逆性和营养价值，从而满足人类对食物、能源和环境的需求。
本文将介绍植物的生物技术和基因工程的基本原理、应用领域和前景。
一、植物生物技术的基本原理植物生物技术是指利用生物学原理和技术手段对植物进行改良和利用的学科。
其中，遗传工程是最为关键的手段之一。
遗传工程主要通过DNA重组技术，将来自不同生物种类的基因导入目标植物，从而改变其遗传特性。
这一过程包括基因的克隆、转化、表达和筛选等步骤。
二、植物基因工程的应用领域1. 作物遗传改良植物基因工程可以通过导入抗病、抗虫、耐盐碱等基因，提高作物的抗性和产量。
例如，农作物中常见的基因改良作物包括转基因玉米、大豆和棉花等。
这些作物通过导入Bt毒素基因，可以有效抵抗害虫的侵袭，减少农药的使用。
2. 植物次生代谢物生产植物基因工程还可以利用植物细胞和组织培养技术，使植物体外合成有药用价值的次生代谢物。
比如，通过转基因植物的植物体细胞培养，可以大量合成抗癌药物紫杉醇。
3. 植物营养改良利用植物基因工程技术，可以增加植物的营养价值，提高人类对植物食物的吸收率。
一例是通过转基因技术使玉米富含维生素A，从而改善全球一些贫困地区居民维生素A缺乏的问题。
三、植物生物技术和基因工程的前景植物生物技术和基因工程的研究在农业、食品和药品领域具有重要的应用前景。
随着人口的增长和环境的变化，传统农业生产已经无法满足人类对食物的需求。
植物生物技术和基因工程的应用可以有效提高作物产量和品质，减少食物短缺问题。
此外，在药物领域，植物基因工程可以解决一些传统方法无法解决的难题，提供更多新药的生产途径。
因此，植物生物技术和基因工程在未来将继续得到深入研究和广泛应用。
总结：植物的生物技术和基因工程是一门前沿的科学技术，通过遗传工程手段改变植物的遗传特性，具有广阔的应用前景。
植物的基因工程和转基因技术
植物的基因工程和转基因技术植物的基因工程和转基因技术是现代生物学领域中一项重要的研究内容。
通过利用基因工程和转基因技术，科学家们能够对植物进行遗传改良，从而实现提高作物产量、抗虫病和抗逆性能等目标。
本文将就植物基因工程的原理、应用和潜在的问题进行探讨，以便更好地理解这一领域的重要性和影响。
一、基因工程的原理基因工程是指通过分子生物学技术对生物体的基因进行改造的过程。
植物基因工程的核心是基因的克隆和转移。
首先，科学家们需要从源植物中提取目标基因，然后将其插入到目标植物的染色体中。
这一过程需要利用酶切与黏合技术来切割和粘合DNA分子，从而实现基因的克隆和转移。
二、转基因技术的应用转基因技术是基因工程的一种重要手段，通过这种技术，科学家们可以将外源基因导入到目标植物中，从而使其具备一些新的性状或特性。
转基因技术在农业和食品生产领域有着广泛的应用。
例如，利用转基因技术，科学家们可以培育出具有抗虫病、抗逆性以及更高产量的转基因作物。
此外，转基因技术还可以用于培育抗除草剂的作物，从而降低农药的使用量，并提高农作物的耐草剂能力。
三、转基因技术的优势和潜在问题转基因技术在农业和食品生产中具有许多优势。
首先，转基因作物可以显著提高农作物的产量，从而满足人们日益增长的粮食需求。
其次，经过基因改良的作物具有更好的抗虫、抗逆性能，能够减少农药的使用，对环境友好。
此外，转基因技术还可以提高农作物的营养价值，改善其口感和储存能力。
然而，转基因技术也存在一些潜在的问题和争议。
首先，转基因作物可能对生态系统造成潜在的风险，例如，转基因植物的杂交可能会导致与野生植物的杂种，从而对生态多样性产生负面影响。
其次，由于转基因技术的高昂成本，这些技术可能会加大农民的经济负担。
此外，一些人对转基因技术持有担忧，担心食用转基因作物可能对人类健康产生潜在的风险。
四、基因工程和转基因技术的发展前景尽管存在一些潜在问题，基因工程和转基因技术仍然具有广阔的发展前景。
生物技术 园艺植物基因工程步骤
生物技术园艺植物基因工程步骤
园艺植物基因工程是指通过生物技术手段对园艺植物的基因进行改变或调控，以获得所需的遗传特性。
其步骤主要包括以下几个方面：
1. 目标设定：确定要改变的遗传特性和目标基因，例如提高植物的产量、抗性、品质等。
2. 基因克隆：从目标植物中提取DNA，并使用分子生物学技术将目标基因扩增、纯化，以获得目标基因片段。
3. 基因构建：将目标基因片段插入植物基因工程载体（例如农杆菌载体），并利用适当的限制性内切酶将其与载体DNA连接起来，形成重组DNA。
4. 转化方式选择：选择适合的转化方法将重组DNA导入目标植物细胞，主要有农杆菌介导转化、生物弹射法或冷冻融合法等。
5. 遗传转化：将经过构建的重组DNA导入植物细胞，使目标基因插入植物染色体，形成转基因植物。
6. 试管繁殖：对转基因植物进行离体培养，通过细胞分裂和组织增殖等技术，大规模繁殖转基因植物。
7. 筛选和鉴定：利用分子生物学和生化分析等技术对转基因植物进行鉴定和筛选，确认目标基因的存在和表达情况。
8. 田间试验和推广：在试验田或实际种植场进行转基因植物的田间试验，评估其生长发育、产量、品质和抗性等性状，同时进行安全性评估和环境风险评估。
9. 商业化推广：通过权威部门的安全评估和监管审核，将合格的转基因植物品种进行商业化推广，使其广泛应用于园艺产业。
需要注意的是，园艺植物基因工程步骤可能会因具体目标和植物而有所差异，以上步骤仅供参考。
植物抗病虫害的基因工程技术与应用
汇报人：可编辑 2024-01-07
目 录
• 植物抗病虫害基因工程概述 • 植物抗病虫害基因工程技术 • 植物抗病虫害基因工程的应用 • 植物抗病虫害基因工程的前景与挑战
01
植物抗病虫害基因工程概述
植物抗病虫害基因工程定义
植物抗病虫害基因工程是指利用基因 工程技术将抗病虫害基因导入植物细 胞，使植物获得抗病虫害的性状，提 高植物的抗病虫害能力。
植物抗病虫害基因工程面临的挑战
01
安全性问题
转基因植物的安全性尚未得到全 球范围内的广泛认可，需要进一 步研究和验证。
02
03
环境适应性
技术瓶颈
转基因植物在环境中的适应性尚 未得到充分验证，可能对生态环 境造成不良影响。
目前基因工程技术仍存在技术瓶 颈，如转化效率、基因表达调控 等方面的问题。
提高植物抗病虫害基因工程效果的策略
促进农业可持续发展
植物抗病虫害基因工程的实施可以提高农作物的抗性，减少化肥和农 药的使用，降低农业成本，促进农业的可持续发展。
植物抗病虫害基因工程的历史与发展
起始阶段
20世纪80年代初，科学家开始尝 试利用基因工程技术培育抗病虫 害的植物。
发展阶段
随着基因克隆和转化技术的不断 进步，越来越多的抗病虫害基因 被发现和克隆，植物抗病虫害基 因工程得到了迅速发展。
应用阶段
目前，植物抗病虫害基因工程已 经广泛应用于农业生产和园艺等 领域，为农作物和植物的保护提 供了有效的手段。
02
植物抗病虫害基因工程技术
基因克隆技术
基因克隆技术是植物抗病虫害基因工程技术的基础，通过该技术可以分离和克隆抗病虫术能够快速、准确地获取目标基 因。
植物基因工程
思 考 题
1、简述利用农杆菌介导的转化法进行植物转基因的原 理。 2、植物转基因的方法有哪些？
3、用于药用蛋白大规模生产的高等哺乳动物受体细胞 是中国仓鼠卵巢细胞（CHO），其优势是什么？ 4、如何实现在烟草中表达有活性的小鼠的免疫球蛋白？ 请设计可行的实验方案予以说明。 5、如何评价基因工程对人们的生产生活产生的影响？
色体上并得到表达，从而实现外源基因的转化。
三、农杆菌介导法
Ti质粒：根癌农杆菌体内的一个大的致瘤质粒。
当根癌农杆菌感染植物的时候，菌体本身并不进 入植物细胞内，而仅是Ti质粒中的一部分被称之为
“T-DNA”的DNA片段进入寄主细胞并插入基因组
中，T-DNA中的基因利用植物的酶系统进行转录
和翻译，其表达产物可诱发植物产生肿瘤。
整合到受体植物的基因组中，并使其在后代植株中
得以正确表达和稳定遗传，从而使受体获得新性状 的技术体系。
高等植物基因工程包括两个方面：
高等植物转基因技术，目的是农作物遗传性状 改良； 高等植物细胞基因表达技术，目的是小分子化
合物及蛋白多肽物质大规模生产。
目前种植的转基因作物：大豆、棉花、油菜、玉米。 我国自行研制的转基因作物：转基因耐储存番茄、 转查尔酮合成酶基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒
一、转基因动物技术
1、动物基因工程载体： 质粒型表达载体 病毒载体 定向打靶载体
2、基因转移技术： 物理转染法 化学转染法 病毒感染法
二、转基因动物制备（略） 三、转基因动物的应用与未来
转基因动物的应用： 提高动物的生产性能 动物生物反应器 异种器官移植 基础研究
植物基因工程研究方法
植物基因工程研究方法植物基因工程是一门重要的生物技术领域，通过改变植物的遗传背景和表达模式，可以实现对植物性状的精确调控和改良。
在植物基因工程研究中，有许多不同的方法被用来分析和修改植物基因组，以实现对目标性状的改善。
本文主要介绍植物基因工程研究中常用的方法和技术。
1. 基因克隆和DNA测序基因克隆是植物基因工程研究的基础，通过克隆目标基因的DNA序列，可以进行后续的功能分析和基因组编辑。
常用的基因克隆方法包括PCR扩增、限制性内切酶切割和连接、相应的DNA序列分析等。
DNA测序则可以准确地确定目标基因的序列，进一步帮助科研人员了解该基因在植物中的功能和调控机制。
2. 基因表达调控方法植物基因工程研究中经常需要调控目标基因的表达水平以及空间和时间上的表达模式。
基因表达调控方法可以有效地实现这一目标。
常见的基因表达调控方法包括：启动子的切插和改造、RNA干扰（RNAi）、转录因子的过量表达和抑制等。
这些方法在调控目标基因的表达上发挥关键作用，帮助研究人员深入理解植物基因的功能。
3. 基因组编辑技术基因组编辑是植物基因工程研究中的新兴领域，它通过有针对性地对植物基因组进行特定的修改和调控，实现对目标性状的改良。
常用的基因组编辑技术包括CRISPR-Cas9系统等。
CRISPR-Cas9系统利用Cas9蛋白和合适的RNA导向序列，可以精确地靶向植物基因组中的特定位点，并进行基因删除、插入、替换等操作。
4. 转基因植物的制备与培养为了研究和应用基因工程技术，在实验室中大量转基因植物的制备与培养是不可或缺的。
转基因植物的制备通常包括基因构建、转化植物细胞或组织以及筛选和培养转基因植株等步骤。
目前，常用的植物转化方法有农杆菌介导转化、冷冻法转化等。
转基因植物的培养则需要系统的组织培养技术和生长条件的优化。
5. 高通量测序技术随着基因组学和转录组学研究的快速发展，高通量测序技术已经成为植物基因工程研究中不可或缺的工具。
植物基因工程及其应用
植物基因工程及其应用近年来，随着科学技术的发展和进步，植物基因工程在农业和生命科学领域迅速发展，成为一种重要的生物技术手段。
植物基因工程利用分子生物学和遗传学等学科的知识，对植物基因进行改造和编辑，以达到增强作物抗性、提高产量、改进食品品质等目的。
本文将介绍植物基因工程的基本原理和技术手段，重点分析其应用。
一、植物基因工程的基本原理植物基因工程，是指利用人工技术手段，对植物的基因进行特定的操作和编辑，以改变其性状和性能等方面的特征。
其基本原理包括以下几个方面：1. 分离目标基因：通过PCR技术、序列标记等手段，从目标植物中顺利分离出目标基因。
2. 基因克隆和编辑：将目标基因插入到植物细胞中，并对基因进行编辑，实现目标序列的整合和精准改造。
比如，可以在植物基因组中去除一段非必要序列，或者加入一段有利的外源DNA。
3. 转化培养：将克隆和编辑过的目标基因导入植物细胞，通过体外培养和转化等手段，如基因枪法、农杆菌媒介等，将其整合到植物体内，从而实现基因的转移和表达。
二、植物基因工程的主要技术手段植物基因工程是一项复杂的技术，需要经过多方面的技术支持和实验操作步骤才能实现。
常见的技术手段包括：1. 基因克隆和编辑：通过PCR技术、DNA重组技术等，克隆并编辑目标基因序列，使其能够在植物细胞中稳定表达。
2. 转化培养：把编辑好的基因导入植物细胞，通过转化培养等手段，将其整合到植物体内，使其在植物生长发育过程中产生效应。
3. 利用遗传分析手段，如CRISPR/Cas9等，在植物细胞中进行基因组编辑，以实现基因的整合和转移。
三、植物基因工程的应用植物基因工程的应用相当广泛，重要的应用领域包括以下几个方面：1. 提高农作物抗性：通过编辑和转移有关基因序列，增强作物对气候和环境变化的抵抗力，提高作物的产量和品质，并罕见减少灾害损失。
2. 改进生态环境：利用基因工程技术编辑植物基因组，改变其作用机制，从而实现抗旱、抗病、抗逆性等特性的提升。
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第六章 植物基因工程在自然界的许多双子叶植物中，常常发生一种严重危害植物生长的病害——冠瘿。
已知90多科，600多种双子叶植物都能感染这种病。
一般认为单子叶植物和裸子植物对此病不敏感。
70年代中期，世界上几个实验室发现诱发肿瘤的根癌农杆菌中含有大量的诱瘤质粒Ti(tumor-inducing plasmid),且证实了肿瘤的形成正是由于pTi 中的特定片段——T-DNA 转移并稳定地整合进植物细胞核基因组中的结果；由于其上载着的冠瘿碱合成基因和激素合成基因表达，因此分泌冠瘿碱并形成肿瘤。
人们就把这种冠瘿的形成过程称作天然的植物细胞转化系统。
农杆菌将自身的DNA 插入植物细胞诱发肿瘤只对其本身是有益的，重要原因之一是因课程基因工程原理与技术 班级 生物科学05 生物技术05 教师 詹亚光 范桂枝 学期第二学期 课时 6学时 上课日期 课的类型理论 授课章节 第六章 植物基因工程（1）植物基因转化受体系统的条件（2）植物基因转化受体系统的类型和特性。
（3）植物基因工程载体的种类和特性（4）根癌农杆菌Ti 质粒的结构与功能：T-DNA 、Vir 区操纵子的基因结构与功能。
（5）农杆菌Ti 质粒基因转化机理（6）农杆菌Ti 质粒的改造及载体构建（7）载体构建中常用的选择标记及报告基因（8）根癌农杆菌的转化程序及操作原理（9）外源基因在植物中的表达教学目的和要求 了解植物基因转化受体系统的类型、特性掌握Ti 质粒的结构与功能，植物载体构建原理，植物基因工程常用的载体类型。
教材分析 重点 根癌农杆菌Ti 质粒介导的基因转化的原理和方法难点 植物载体构建原理关键点 转基因植物的获取和检测主要教具和设备材料 投影仪、电脑、常规教学设备教法 板书与多媒体授课相结合思考题 1. 植物基因工程载体种类？2. 根癌农杆菌转化程序？心得为农杆菌诱发植物细胞合成冠瘿碱为自己提供食物。
植物自身不能利用这种物质，只能为它的合成付出代价，别的细菌也不能利用它，在自然条件下，只有农杆菌能分泌分解冠瘿碱的酶，将这些特异产物作为唯一的碳源和氮源来利用。
肿瘤的产生是由于T-DNA上的激素合成基因所致，刺激细胞生长而产生肿瘤，这是T-DNA 转入的一个副产品。
Ti质粒给自己设计出一套为其自身存活的非常优秀的进化格局：它感染植物细胞，使之出现愈伤组织增生，后者便产生出供带有Ti质粒的细菌用作能源、碳源和氮源的冠瘿碱；而冠瘿碱的产生又可激发Ti质粒转移到原先没有存在这种质粒的土壤农杆菌中去，如此周而复始得到不断发展。
Ti质粒是一类理想的植物基因工程载体，通过它们可以将外源DNA转移到植物细胞，并再生出能够表达外源基因的转基因植物。
Ti质粒还具有若干其他载体所不具备的优点：（1）T-DNA能够进行高频的转移，而且这种转移的DNA通常是以未发生变化的完整形式整合到植物的核基因组上。
（2）Ti质粒不存在包装限制问题，大到50kb的外源DNA也能顺利地包装与转移。
一、植物基因工程载体种类据载体的功能和构建过程，可把有关载体分为四大类型（九种载体）。
克隆载体、中间载体、卸甲载体、转化载体据载体的功能和构建过程，可把有关载体分为四大类型，九种载体。
1、克隆载体（目的基因的克隆载体）通常由多拷贝的E.coli小质粒为载体功能：保存和克隆目的基因。
2、中间载体又分为中间克隆载体和中间表达载体。
中间克隆载体：由大肠杆菌质粒插入T-DNA片段及目的基因、标记基因等构建而成。
功能：构建中间表达载体的基础。
分为：中间粘粒载体、质粒粘粒愈合载体、基因标记载体。
中间表达载体：含有植物特异启动子的中间载体功能：作为构建转化载体的质粒。
3、卸甲载体解除武装的Ti质粒或Ri质粒。
（onc+ -------- onc-）功能：作为转化载体的受体质粒4、转化载体最后用于目的基因导入植物细胞的载体，亦称工程载体。
它是由中间表达载体和卸甲载体构建而成。
分为一元载体系统（顺式载体）和双元转化载体系统（反式载体）。
一元载体系统包括共整合载体和拼接末端载体（SEV）。
二、根癌农杆菌Ti质粒1、Ti质粒的类型、结构与功能（1）类型Ti质粒是根癌农杆菌染色体以外的遗传物质，为双股共价闭合的环状DNA分子，分子量为95~156 x 106D，约150 ~ 200 Kb长。
根据其诱导的冠瘿碱种类不同，Ti质粒可分为三类：章鱼碱型（octopine）：pTiAch5, pTiA6NC, pTiB653, pTiAg162胭脂碱型（nopaline）：pTiT37, pTiT38, pTiC58农杆碱型（agropine）和农杆碱素型（agrocinopine）或琥珀碱型（succinamopine）（2）结构和功能各种Ti质粒都可分为四个区：①T-DNA区（transferred-DNA regions）：是农杆菌侵染植物细胞时，从Ti质粒上切割下来转移到植物细胞的一段DNA。
该DNA片段上的基因与肿瘤的形成有关。
②Vir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区在质粒上彼此相邻，合起来约占Ti质粒DNA的1/3。
③Con区（region of replication）：质粒结合转移位点编码区，该区段上存在着与细菌间接合转移的有关基因（tra），调控Ti质粒在农杆菌之间的转移。
冠瘿碱能激活tra基因，诱导Ti质粒转移，因此，称之为接合转移编码区。
④Ori区（origin of replication）：该区段基因调控Ti质粒的自我复制，称之为复制起始区。
3种成分与Ti质粒肿瘤诱导有关:T-DNA：它可转移至宿主细胞，是一种可移动因子。
毒性区：vir基因可产生转移活动蛋白，对增强植物细胞的转化是必须的。
土壤农癌杆菌染色体基因:间接参与转化，负责将细菌细胞接合于植物上。
2、T-DNA的基因结构和功能（1）T-DNA的结构特点长约23Kb在T-DNA的5’和3’端都有真核表达信号，如TATAbox，AATAAbox及polyA等。
T-DNA的两端左右边界各为25bp的重复序列，即边界序列，分别称之为左边界（BL或TL）和右边界（BR或TR）。
该25bp边界序列属保守序列（TGACACGATATAT TGGCGGGTAAAC）。
通常右边界序列更为保守，左边界在某些情况下有所变化。
左边界的缺失突变仍能致瘤，但右边界缺失则不致瘤，这时几乎完全没有T-DNA的转移，这说明右边界在T-DNA的转移中的重要性。
胭脂碱型肿瘤，为一连续的一段序列，长约23.4Kb，有肿瘤系，仅一个拷贝，有的T-DNA 是多拷贝的。
章鱼碱型肿瘤：T-DNA分左右两部分（TL-DNA和TR-DNA），各自带有左右边界序列。
左区的顺序变化不大，长度约13Kb，通常一个拷贝，但也有几个拷贝首尾相连排列。
含章鱼碱合成酶基因和致瘤基因。
TR-DNA较短，长约6-7Kb，拷贝数达数个或数十个，有的肿瘤系中没有TR-DNA。
TR-DNA编码5个基因，如甘露碱和冠瘿碱合成酶基因。
（2）T-DNA上的编码基因及功能章鱼碱型和胭脂碱型T-DNA的转录有下述共同特点：T-DNA的两条链都是有意义链；T-DNA上每个基因都有各自的启动子；基因的转录由植物细胞RNA聚合酶II完成；T-DNA具典型的真核生物RNA合成起始和终止的调节信号，在其5’端转录起始处有TATA 和CAAT盒。
另外，至少在5个T-DNA基因中发现有一个8bp的相同顺序（TTTCAA GA），同时AATAAA加尾信号也在同一条链上发现。
植物或农杆菌中可能有甲基化或去甲基化的调节基因活性。
3、Vir区操纵子的基因结构与功能毒性区的大多数基因产物都控制T-DNA的转移，这个区域的突变往往导致农杆菌感染植物能力的下降。
（1）Vir区操纵子的基因结构章鱼碱型Ti质粒：Vir区大小为40kb，含有VirA、B、C、D、E、F、G、H（PinF）等8个操纵子，共24个基因。
大多数操纵子含有多个基因VirA（1）、VirB（11）、VirC（2）、VirD（4）VirE（2）、VirF（1）、VirH（2）。
胭脂碱型Ti：有7个操纵子，少一个VirF，它们的第一个操纵子也不同，章鱼碱型Ti是VirH，而胭脂碱型Ti是Tzs，其功能也不同。
Vir区基因的表达有两种方式：组成型表达；在无植物诱导分子存在下依然保持一定的表达水平，virA，virG、virH诱导型表达：这些基因的表达必须在土壤农杆菌感染植物时，在植物受伤组织分泌的信号分子作用下才能启动表达，如virB、C、D、EvirG虽属于组成型表达，但有植物信号分子存在下表达量提高10倍，也具诱导表达特性。
（2）Vir区操纵子的基因的功能①Vir A 单个基因，2.4kb，仅编码一条多肽。
Vir A编码一种结合在膜上的化学受体蛋白（92KD），可直接对植物产生的酚类化合物感应，是一种感应蛋白。
Vir A的活化：当AS与Vir A的受体部分结合后，会使整个Vir A蛋白构象发生变化，其C端活化。
Vir A蛋白的胞质区有自激酶的功能，可在保守的组氨酸残基上磷酸化，从而Vir A 蛋白被激活。
激活后的Vir A具有转移其磷酸基至Vir G蛋白的一个宿存的天冬氨酸残基的能力，使Vir G蛋白激活。
②Vir G Vir G ，只有1Kb，单基因，编码DNA结合蛋白,其C端有DNA结合活性，N端具有磷酸化的酸性结构。
从总体效应讲，Vir G基因是属于组成型表达的，这对于细菌迅速地将外部环境信号传递到细胞内十分有利。
当磷酸化的A蛋白将其磷酸基转到Vir G保守的天冬氨酸残基上时，使Vir G蛋白活化，活化Vir G蛋白可以二体或多体形式结合到Vir启动子的特定区，从而成为其它Vir 基因转录的激活因子，打开Vir B、C、D、E、H等几个基因。
Vir A或G突变后会减弱或完全失去对其他Vir 位点活化的诱导，VirA及Vir G 的这种调控作用被称为双因子调控体系。
Vir H、Vir F及Tzs这些基因对质粒是特异的，在章鱼碱型中有Vir F、Vir H，在胭脂碱型中有Tzs。
Vir H：对植物产生的某些杀菌或抑菌化合物起解毒作用，从而使自身生不受抑制，可增强致瘤能力。
Vir F：编码一个23KD蛋白，通过Vir 系统传递到植物细胞中，对T-DNA起运输作用。
Tzs：大部分胭脂碱型菌株的Ti质粒上均有Tzs基因，转运玉米素合成酶基因，在细菌中表达后将玉米素分泌到细胞外。
该细胞分裂素被植物吸收后，能促进农杆菌感染部位的植物组织脱分化和细胞分裂，提高植物对农杆菌转化的感受性。
三、农杆菌Ti质粒基因转化机理1. T-DNA的加工及转移首先在下链25bp重复序列的右边界左起第3和第4碱基间剪切，从缺口的3’端开始合成新的DNA链，并一直延伸到左边界第22bp处。