农杆菌介导转化法的概述

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1农杆菌转化法的原理是

1农杆菌转化法的原理是

1农杆菌转化法的原理是农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)转化法是一种重要的基因转化技术,广泛应用于植物基因工程研究和农业生产中。

其原理基于农杆菌与植物细胞间的相互作用,利用农杆菌外源DNA(T-DNA)的引导作用将目标基因嵌入到植物细胞的染色体中。

农杆菌转化法的主要步骤包括农杆菌培养、感染、共培养和筛选。

具体来说,其原理可分为农杆菌感染、T-DNA引导、T-DNA拼接和植物细胞接受等几个阶段。

首先,农杆菌感染是农杆菌与植物细胞发生接触的过程。

农杆菌通过外源的感染素(vir蛋白)介导,诱导植物细胞在感染部位生长出肿瘤组织,为转化提供了良好的环境。

感染素能够识别并结合到植物细胞的切伤部位,进而形成感染结构。

接着,T-DNA引导是农杆菌T-DNA(转座子DNA)与植物细胞染色体DNA 之间的互作过程。

农杆菌T-DNA原先位于质粒中,通过T-DNA上的边缘重复序列(LB和RB)以及其中的转移基因(transgenes)引导将T-DNA插入到植物细胞染色体中。

T-DNA在感染素作用下从质粒中剪切出来,再与植物细胞的染色体DNA发生重组,将T-DNA嵌入到染色体的随机位置。

随后,T-DNA拼接是指T-DNA与植物细胞染色体DNA发生重组并嵌入到染色体的过程。

T-DNA的LB和RB序列能够诱导农杆菌酶系统切割起始位点(nick sites),将T-DNA与染色体DNA连接起来。

然后,T-DNA和染色体DNA之间发生DNA重组,形成补充植物基因组的新构建(chimeric construct)。

这一过程具有较高的随机性,T-DNA可能嵌入到不同的染色体位点,并且还有可能发生多个T-DNA拼接。

最后,植物细胞接受是指植物细胞在T-DNA拼接完成后仍能够正常生长和分化。

当T-DNA成功嵌入植物细胞染色体后,植物细胞会通过自身的修复机制进行DNA修复,恢复正常的遗传信息。

如果T-DNA中存在目标基因,那么该基因就被整合到了植物细胞的染色体中,并能够在细胞分裂和再生的过程中被遗传和表达。

农杆菌介导法

农杆菌介导法

目前已经发现9种信号因子,均为水溶性酚类化合物。 其中乙酰丁香酮(acetosyringone,AS)和羟基乙酰丁 香酮(OH-AS)的作用较强,儿茶酚、原儿茶酚、没食 子酸、焦性没食子酸、二羟基苯甲酸、香草酚和对羟基 苯酚处理农杆菌时也对Vir区的基因表达起促进作用。 双子叶植物在在农杆菌侵染时可以形成大量的信号因子, 而使T- DNA可以成功的转入; 而单子叶植物需要加入外源酚类物质,才能激活Vir区 的基因,达到转基因的目的。
1974年,Zaenen et al, Schell, Van Larebeke et al. 从致瘤农杆菌中分离出一类巨大的质粒 (tumor inducing plasmid),称为Ti质粒。 Ti=TIP 1977年,Chilton et al.分子杂交技术证实肿瘤细胞中存 在外源的DNA ,与Ti质粒的DNA有同源性,是整 合到了植物染色体的农杆菌质粒DNA片段, T- DNA (transferred DNA),其内有致瘤和冠瘿 碱合成酶等基因。 1981年,Ooms et al.发现Ti质粒上有致瘤区(virulence region),Vir区。
VirD
4.5
4
16,47,21,75
C/M?
T-DNA border endonuclease (VirD1 and VirD2); pilot protein? nuclear localization?(VirD2)
VirC
2.0
2
26,23
C?
processing of T-DNA(VirC1)
最先激活表达的是virA基因,它编码感受蛋白,位于细菌细胞膜的疏水区,可接 受环境中的信号分子。 在virA蛋白的激活下,virG基因表达,virG蛋白经磷酸化由非活性态变为活化状 态,进而激活vir区其他基因表达。 其中virD基因产物virD1蛋白是一种DNA松弛酶,它可使DNA从超螺旋型转变为 松弛型状态;而virD2蛋白则能切割已呈松弛态的T-DNA,2个边界产生缺口,使 单链T-DNA得以释放。 VirE基因所表达的virE2蛋白是单链T-DNA结合蛋白。可使T-DNA形成1个细长的 核酸蛋白复合物(T-复合体),以此保护T-DNA不被包内外的核酸酶降解。 T-复合体依次穿过根癌农杆菌和植物细胞膜及细胞壁。并进入植物细胞核,最终 整合进入植物核基因组。 T-DNA的转移机理比较复杂,依赖于T-DNA区和vir区共同参与,涉及多个基因表 达及一系列蛋白质和核酸的相互作用。

农杆菌转化法原理

农杆菌转化法原理

农杆菌转化法原理农杆菌转化法是一种常用的植物基因转化技术,其原理是利用农杆菌在植物体内引起植物细胞的转化,使外源基因被导入植物细胞内,从而实现对植物基因的改造。

这项技术在农业生产和基因工程领域有着广泛的应用,为改良作物品种、提高农作物产量、抗病虫害等方面提供了有力的技术支持。

农杆菌转化法的原理主要包括以下几个关键步骤:1. 农杆菌感染植物细胞。

首先,将含有外源基因的质粒DNA导入到农杆菌的Ti质粒中,然后将农杆菌与植物组织接触,使其感染植物细胞。

农杆菌通过其特殊的毛状附着器将Ti质粒转移到植物细胞内。

2. 植物细胞内基因导入。

农杆菌感染植物细胞后,Ti质粒中的外源基因会被转移到植物细胞内。

这些外源基因可以是对抗病虫害、提高产量或改良品质的基因,通过农杆菌的介导,成功导入到植物细胞内。

3. 外源基因整合到植物基因组。

一旦外源基因进入植物细胞内,它们会与植物细胞的染色体发生重组,将外源基因整合到植物基因组中。

这样,外源基因就成为植物细胞的一部分,可以被遗传到后代植物中。

4. 外源基因表达。

一旦外源基因整合到植物基因组中,它们就会开始在植物细胞内进行表达。

外源基因的表达可以使植物获得新的性状,比如抗病虫害、耐逆境等,从而实现对植物性状的改良。

农杆菌转化法的原理简单清晰,通过这种方法可以实现对植物基因的改造,为农业生产提供了重要的技术手段。

在实际应用中,农杆菌转化法已经成功应用于多种作物,如水稻、小麦、玉米、大豆等,为作物的抗病虫害、耐逆境等性状的改良提供了有效途径。

总的来说,农杆菌转化法作为一种重要的植物基因转化技术,其原理清晰,操作简单,成功率高,因此在农业生产和基因工程领域有着广泛的应用前景。

随着技术的不断进步和完善,相信农杆菌转化法将会为农业生产和作物改良带来更多的机遇和挑战。

农杆菌介导法

农杆菌介导法

实验九植物遗传转化——农杆菌介导法一、目的了解农杆菌转化的机理;掌握农杆菌介导转化水稻的技术二、原理根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)具有跨界转移DNA的能力。

下列因子与转化过程有关:1. Ti 质粒(tumor-inducing plasmid)上的T-DNA (transferred DNA)T-DNA是农杆菌Ti质粒上能够转移到植物基因组的一段DNA序列。

T-DNA含有RB和LB两个边界,它们是25bp的正向重复序列,是T-DNA 转移的顺式作用元件。

不同类型的农杆菌其边界序列有所不同,但划线部分为完全保守序列。

置于该边界内的任何外源基因均可被转化。

LB缺失突变后农杆菌仍能致瘤,但RB缺失会导致致瘤能力丧失,这时几乎完全没有T-DNA的转移。

LB(-链)5’GT TTACACCACAA TA TATCCTG CCA 3’RB(+链)5’TGA CAGGA TA TA TTGGCGGGTAA AC 3’2. Ti质粒上的Vir区(virulence region)操纵子转化所必需的基因有vir A、B、C、D、E、G。

其中蛋白VirD1/D2识别T-DNA边界RB和LB;VirC识别T-DNA右边界的超驱增强子;VirD2在T-DNA底链起内切酶作用造成切刻,并与T-链5’ 共价结合,带有1个核定位信号NLS;VirB形成转移复合通道;VirE2为单链DNA 结合蛋白,有2个NLS。

该操纵子的表达顺序如下:vir A和vir G组成型表达形成VirA和VirG蛋白→VirA被植物创伤信号分子激活→激活的VirA使VirG激活→激活的VirG 诱导vir C、D、E、B、F、H表达。

3. 农杆菌染色体基因组相关基因:chv A、chv B(农杆菌运动、附着)、chv D、chv E(编码单糖结合蛋白、趋化性)、psc A、att、cel(合成纤维素丝,附着)。

它们与农杆菌的趋化性和识别附着植物细胞有关。

根癌农杆菌介导法原理

根癌农杆菌介导法原理

根癌农杆菌介导法原理引言根癌农杆菌介导法是一种常用的基因转化技术,广泛应用于植物遗传工程领域。

它利用植物根癌农杆菌接触感染时产生的植物激素和DNA导入技术,将外源基因导入植物细胞,实现对植物基因组的改造。

本文将全面、详细、完整地探讨根癌农杆菌介导法的原理、应用以及优缺点。

根癌农杆菌的特点1. 根癌农杆菌简介根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens) 是一种通过植物接触感染的土壤细菌,在植物遗传工程研究中具有重要的应用价值。

它能够将其自身的T-DNA(转座子DNA)片段导入植物细胞,并在植物细胞中稳定表达。

2. 根癌农杆菌的感染机制根癌农杆菌感染植物的过程包括以下几个步骤:1.识别和结合:根癌农杆菌通过识别植物伤口释放的酚类化合物,结合到植物细胞表面。

2.感染透入:根癌农杆菌产生的信号分子诱导植物细胞产生细胞壁降解酶,使其自身进入植物细胞。

3.T-DNA转移:根癌农杆菌通过特殊的转移螺旋(vir蛋白)将T-DNA从细菌自身转移到植物细胞中。

4.T-DNA整合:转移的T-DNA片段在植物细胞染色体上整合,并导致植物细胞的遗传改变。

根癌农杆菌介导法原理根癌农杆菌介导法利用根癌农杆菌的感染机制,将外源基因导入植物细胞,从而实现对植物基因组的改造。

1. 构建适合的转化载体在根癌农杆菌介导法中,首先需要构建适合的转化载体。

转化载体通常包括以下几个重要组成部分:•T-DNA:携带待转化的外源基因片段。

•选择标记基因:用于筛选转化成功的植物细胞。

•根癌农杆菌起始核酸序列(ori):用于在根癌农杆菌中复制转化载体。

2. 根癌农杆菌感染植物将构建好的转化载体导入根癌农杆菌中,然后让根癌农杆菌感染植物组织。

通常可以通过以下步骤实现:•制备根癌农杆菌感染液:将构建好的转化载体导入根癌农杆菌中,培养至菌体达到一定浓度。

•植物组织处理:将待转化的植物组织浸泡在根癌农杆菌感染液中,利用真空处理或共振法促使菌体进入植物细胞。

农杆菌介导的转化方法

农杆菌介导的转化方法

第二步 感染植物
农杆菌吸附于植物的表面伤口部位(常在茎的 基部)。
第三步 毒性基因(vir)表达 virA、virG、virD、virB… 第四步 T-DNA转移 T-DNA被vir基因产物切下来,并运送到植物细胞 核里,整合到植物基因组中。 第五步 诱导冠瘿瘤 T-DNA上的产物催化产生过量的生长素和 细胞分裂素,形成植物冠瘿瘤。 第六步 土壤农杆菌代谢冠瘿碱。
① Ti质粒
存在于能引起植物形成冠瘿瘤的农杆菌中,诱导双子 叶冠瘿瘤形成,又称肿瘤诱导质粒(tumor inducing plasmid)。
根瘤
改造后的Ti质粒载体模式
ori
4
② 农杆菌的感染和生存 第一步:植物受伤
植物受伤后能分泌酚类化合物(如乙酰丁香 酮、羟基乙酰丁香酮),诱导Ti质粒上的 毒性基因表达。
农杆菌介导转化法
农杆菌
(Agrobacterium tumefaciens),是一种革兰氏阴性土壤杆菌,它含 有Ti质粒,能诱导被侵染的植物细胞形成肿瘤,即诱发冠瘿瘤.Ti质粒(包 括Ri质粒)上有一段转移DNA,在农杆菌侵染宿主植物时,这段DNA可以 转移进植物细胞,并稳定地保留在植物细胞染色体中,变为植物细胞新增 加的一群基因,最终能通过有性世代遗传给子代 。
④农杆菌转化的方法
1、共培养法
包括原生质体共培养、悬浮细胞共培养和愈伤组织共培养。
2、叶圆盘法 3、活-integration method
2.叶盘转化法
农杆菌共培养侵染
愈伤组织 分化生芽
生根
3. 活 体 接 种 法

农杆菌转化法的原理

农杆菌转化法的原理

农杆菌转化法的原理
农杆菌转化法是一种利用外源DNA和农杆菌介导的在细胞内表达的方法。

该方法最早由美国生物化学家Herbert Boyer于1973年提出,并于1977年被用于创造第一个基因突变植物。

自此,农杆菌转化技术在分子生物学、分子遗传学、细胞生物学等领域取得了巨大成功,成为近十几年来生物技术发展中最重要的技术之一。

农杆菌转化法的原理是将外源DNA片段植入特定的农杆菌中,然后让农杆菌介导将外源DNA片段植入到宿主细胞中,以达到改变宿主基因的目的。

具体而言,首先需要在细胞中引入一种叫做“质粒”的载体,它可以携带外源DNA片段,然后在细胞中的特定位置,利用农杆菌提供的一些促进基因转移的酶将质粒植入细胞中。

农杆菌转化法为研究植物基因组提供了一种灵活、可靠、快速且高效的方法,可以用来改变植物的遗传特性,控制植物的生长发育状态,以及提高植物的产量和质量。

而且,农杆菌转化技术还可以用来为研究人员提供精确的模型,以更好地理解植物的基因表达和调控机制。

此外,农杆菌转化法还可以用于制造生物材料和医药,以及制造其他用途的产品。

因此,农杆菌转化法在生物技术领域具有重要的应用价值,是生物技术发展中最重要的技术之一。

农杆菌介导的植物遗传转化技术的研究

农杆菌介导的植物遗传转化技术的研究

农杆菌介导的植物遗传转化技术的研究植物遗传转化技术是一项广泛应用于作物改良和生物制药领域的重要技术手段。

其中农杆菌介导的植物遗传转化技术是目前最为常用和成熟的一种转化方法。

本文将对农杆菌介导的植物遗传转化技术的研究进行介绍和探讨。

一、农杆菌介导的植物遗传转化技术原理农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)是一种土壤杆菌,是一种天然的植物病原菌。

它通过菌体上存在的Ti质粒(tumor-inducing plasmid)和T-DNA(transfer DNA)片段,将外源DNA片段导入植物细胞并整合到植物基因组中,导致细胞核内出现转化的植物细胞。

因此,农杆菌介导的植物遗传转化技术也被称为农杆菌转化。

农杆菌介导的植物遗传转化技术包括以下几个步骤:农杆菌感染植物细胞、T-DNA整合进入植物细胞、T-DNA片段内的外源DNA导入植物细胞基因组、以及转化细胞的筛选和检测等。

其中,农杆菌感染植物细胞是整个转化过程的关键步骤,需要通过构建合适的载体和适当的农杆菌菌株,使其能够有效地感染到目标植物细胞。

二、农杆菌介导的植物遗传转化技术的研究进展农杆菌介导的植物遗传转化技术已经被广泛应用于许多作物品种的改良和基因功能研究中。

例如,利用农杆菌转化技术可将外源基因导入烟草、玉米、水稻、小麦、大豆等许多重要的作物中,实现对它们特性的改良。

在农杆菌介导的植物遗传转化技术的研究和应用中,也出现了许多问题。

其中,影响转化效率的因素包括转化载体、农杆菌菌株、植物品种、转化条件等。

此外,还存在着难以破解的难题,例如植物细胞壁难以透过、转化后细胞的不稳定性、外源基因的稳定性等。

为了提高转化效率和成功率,许多研究者着眼于改进农杆菌转化系统,包括构建新的载体、筛选适合的农杆菌菌株、研究植物细胞壁和农杆菌感染机制等。

一些新型转化技术,例如粒子轰击法、激光微加工技术和等离子膜处理技术等,也被尝试用于植物遗传转化中,但它们还需要进一步的研究和优化。

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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

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