如何应用多基因转化策略综合改良生物体遗传性研究方向?
生活随笔
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如何应用多基因转化策略综合改良生物体遗传性研究方向?
小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.
問題太寬泛了,簡要說一下目前多基因轉(zhuǎn)化在技術(shù)上面臨的問題:多基因改良策略雖然具有許多至今尚無法準(zhǔn)確評估的優(yōu)點,但就象其他新生的技術(shù)一樣,它也存在著許多技術(shù)上迫切需要進(jìn)一步解決的問題。根據(jù)我們的初步實踐,我們認(rèn)為:①在生物的遺傳改良中,并不一定是基因愈多,親緣關(guān)系愈遠(yuǎn)愈好,必須根據(jù)基因工程的目的來確定選用那些基因和用多少個基因;②應(yīng)進(jìn)一步大力開展功能基因組的研究,克隆出更多有實用價值的功能基因以作為今后發(fā)展的基礎(chǔ);③進(jìn)一步改進(jìn)多基因轉(zhuǎn)化技術(shù)的細(xì)節(jié),如更好的多基因表達(dá)載體的構(gòu)建,更有效的多基因轉(zhuǎn)化方法的建立,定點整合技術(shù)的建立以及尋找更多樣化的啟動子等;④雖然應(yīng)用低等生物的基因改良高等生物的遺傳性沒有翻譯后加工的障礙,但當(dāng)將高等生物基因應(yīng)用于相對較低等生物的改良時,其翻譯后的加工往往可能會出現(xiàn)障礙。而多個基因在同一個轉(zhuǎn)基因植株中的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)水平往往也不一致。這一難點涉及蛋白質(zhì)組學(xué)和NRA組學(xué),人類至今了解尚少,因此有待于蛋白質(zhì)組學(xué)和RNA組學(xué)的發(fā)展和配合,才能找到解決的方法;⑤應(yīng)用多基因改良生物體有可能帶來更為復(fù)雜的環(huán)境生態(tài)問題以及食品安全性問題,因此必須發(fā)展無標(biāo)記基因技術(shù)及功能基因的特異性表達(dá)技術(shù)等。相信只要我們認(rèn)真對待和深人研究,這些問題終將會獲得解決。
植物多基因轉(zhuǎn)化在修飾植物多基因代謝途徑和獲得無選擇標(biāo)記轉(zhuǎn)基因植株研究中具有巨大應(yīng)用潛力。1 農(nóng)桿菌介導(dǎo)煙草多基因轉(zhuǎn)化 煙草是轉(zhuǎn)基岡研究的模式植物之一,也是最先利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化成功的植物。因此,煙草多基因轉(zhuǎn)化開展較早,研究相對深入。利用農(nóng)桿菌對煙草進(jìn)行多基因轉(zhuǎn)化主要分為一次轉(zhuǎn)化法和多次轉(zhuǎn)化法兩種類型。2 水稻多基因轉(zhuǎn)化 水稻是世界上最主要的糧食作物和單子葉植物的模式植物。自1991年Christou等首先以基因槍法轉(zhuǎn)化水稻幼胚、1994年Hiei等建立農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化粳稻的方法以來,水稻遺傳轉(zhuǎn)化研究越來越廣泛和深入,包括品質(zhì)改良、抗蟲育種和抗病育種等,在建立水稻規(guī)模化轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系的同時,也在嘗試多基因轉(zhuǎn)化。玉米是是界上分布最廣泛的糧食作物之一,是全球重要的飼料、糧食作物和工業(yè)原料,其多基因轉(zhuǎn)化研究工作也已開始。3.玉米多基因轉(zhuǎn)化Zhu等曾將Zmpsy1、Pacrt1、Gllycbb、Glbch、ParacrrtW等5個類胡蘿卜素合成相關(guān)基因和篩選標(biāo)記bar基因構(gòu)建于不同載體上,利用基因槍介導(dǎo)法將這6個由不同啟動子調(diào)控的基因轉(zhuǎn)化缺乏類胡蘿卜素的玉米品種M37W的幼胚,PCR檢證實13%的轉(zhuǎn)基因植株含有所轉(zhuǎn)化的5個功能基因,所有轉(zhuǎn)基因植株生長發(fā)育正常,胚乳中出現(xiàn)7種表現(xiàn)型。另一項相關(guān)研究利用β-類胡蘿卜素、抗壞血酸和葉酸代謝途徑中相關(guān)酶的編碼基因Psy1、crtI、dhar和fdlE分別構(gòu)建表達(dá)載體,其中,psy1基因由小麥低分子量麥谷蛋白啟動子控制,crt I、dhar和falE由大麥醇溶蛋白啟動子調(diào)控,利用基因槍法轉(zhuǎn)化M37W幼胚,PCR檢測證實75株陽性植株中含有全部5個基因,Noethern雜交顯示4個代謝相關(guān)基因在轉(zhuǎn)基因植株中的表達(dá)水平較高。4 其他植物多基因轉(zhuǎn)化 除煙草、水稻和玉米外,其他植物也有多基因轉(zhuǎn)化的成功報道。Schmidt等利用基因槍法將gfp、npt、ble、gusA、bar和npt共6個基因同時轉(zhuǎn)化大豆愈傷組織,設(shè)計了3種轉(zhuǎn)化策略,包括單質(zhì)粒(6個基因構(gòu)建在同一個載體上)共轉(zhuǎn)化、多質(zhì)粒(其中bar基因和npt基因在一個質(zhì)粒上,其他4個基因分別位于不同質(zhì)粒上)等體積混合共轉(zhuǎn)化和多質(zhì)粒非等體積混合共轉(zhuǎn)化(bar基因和hpt基因所在的質(zhì)粒與其他質(zhì)粒體積比為9:1)。對T0。代的PCR和Southern雜交分析顯示,在單質(zhì)粒共轉(zhuǎn)化檢測的7株轉(zhuǎn)基因植株中,hpt、gfp和nptⅡ基因的轉(zhuǎn)化效率較高,體積比為1:1的4株共轉(zhuǎn)化植株中ble基因沉默的較多,而1:9體積比的共轉(zhuǎn)化只檢測到1株陽性植株,其中ble基因沉默,表明不同轉(zhuǎn)化策略導(dǎo)致了不同基因的缺失或沉默。
利用多基因轉(zhuǎn)化策略改良生物體遺傳性方面已經(jīng)有一些研究進(jìn)展,一般可采用的策略和方法有:1、重復(fù)轉(zhuǎn)化法(順序轉(zhuǎn)化法)2、雜交聚合法3、直接轉(zhuǎn)化法與回交轉(zhuǎn)育法結(jié)合4、非載體DNA轉(zhuǎn)移途徑導(dǎo)入外源整體DNA5、多載體的共轉(zhuǎn)化法6、多基因單載體一次性轉(zhuǎn)化法7、利用同源重組將多個基因同時導(dǎo)入質(zhì)體中,即質(zhì)體轉(zhuǎn)化法。具體內(nèi)容可以參見論文——《論應(yīng)用多基因轉(zhuǎn)化策略綜合改良生物體遺傳性研究方向的前景》。
植物多基因轉(zhuǎn)化在修飾植物多基因代謝途徑和獲得無選擇標(biāo)記轉(zhuǎn)基因植株研究中具有巨大應(yīng)用潛力。1 農(nóng)桿菌介導(dǎo)煙草多基因轉(zhuǎn)化 煙草是轉(zhuǎn)基岡研究的模式植物之一,也是最先利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化成功的植物。因此,煙草多基因轉(zhuǎn)化開展較早,研究相對深入。利用農(nóng)桿菌對煙草進(jìn)行多基因轉(zhuǎn)化主要分為一次轉(zhuǎn)化法和多次轉(zhuǎn)化法兩種類型。2 水稻多基因轉(zhuǎn)化 水稻是世界上最主要的糧食作物和單子葉植物的模式植物。自1991年Christou等首先以基因槍法轉(zhuǎn)化水稻幼胚、1994年Hiei等建立農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化粳稻的方法以來,水稻遺傳轉(zhuǎn)化研究越來越廣泛和深入,包括品質(zhì)改良、抗蟲育種和抗病育種等,在建立水稻規(guī)模化轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系的同時,也在嘗試多基因轉(zhuǎn)化。玉米是是界上分布最廣泛的糧食作物之一,是全球重要的飼料、糧食作物和工業(yè)原料,其多基因轉(zhuǎn)化研究工作也已開始。3.玉米多基因轉(zhuǎn)化Zhu等曾將Zmpsy1、Pacrt1、Gllycbb、Glbch、ParacrrtW等5個類胡蘿卜素合成相關(guān)基因和篩選標(biāo)記bar基因構(gòu)建于不同載體上,利用基因槍介導(dǎo)法將這6個由不同啟動子調(diào)控的基因轉(zhuǎn)化缺乏類胡蘿卜素的玉米品種M37W的幼胚,PCR檢證實13%的轉(zhuǎn)基因植株含有所轉(zhuǎn)化的5個功能基因,所有轉(zhuǎn)基因植株生長發(fā)育正常,胚乳中出現(xiàn)7種表現(xiàn)型。另一項相關(guān)研究利用β-類胡蘿卜素、抗壞血酸和葉酸代謝途徑中相關(guān)酶的編碼基因Psy1、crtI、dhar和fdlE分別構(gòu)建表達(dá)載體,其中,psy1基因由小麥低分子量麥谷蛋白啟動子控制,crt I、dhar和falE由大麥醇溶蛋白啟動子調(diào)控,利用基因槍法轉(zhuǎn)化M37W幼胚,PCR檢測證實75株陽性植株中含有全部5個基因,Noethern雜交顯示4個代謝相關(guān)基因在轉(zhuǎn)基因植株中的表達(dá)水平較高。4 其他植物多基因轉(zhuǎn)化 除煙草、水稻和玉米外,其他植物也有多基因轉(zhuǎn)化的成功報道。Schmidt等利用基因槍法將gfp、npt、ble、gusA、bar和npt共6個基因同時轉(zhuǎn)化大豆愈傷組織,設(shè)計了3種轉(zhuǎn)化策略,包括單質(zhì)粒(6個基因構(gòu)建在同一個載體上)共轉(zhuǎn)化、多質(zhì)粒(其中bar基因和npt基因在一個質(zhì)粒上,其他4個基因分別位于不同質(zhì)粒上)等體積混合共轉(zhuǎn)化和多質(zhì)粒非等體積混合共轉(zhuǎn)化(bar基因和hpt基因所在的質(zhì)粒與其他質(zhì)粒體積比為9:1)。對T0。代的PCR和Southern雜交分析顯示,在單質(zhì)粒共轉(zhuǎn)化檢測的7株轉(zhuǎn)基因植株中,hpt、gfp和nptⅡ基因的轉(zhuǎn)化效率較高,體積比為1:1的4株共轉(zhuǎn)化植株中ble基因沉默的較多,而1:9體積比的共轉(zhuǎn)化只檢測到1株陽性植株,其中ble基因沉默,表明不同轉(zhuǎn)化策略導(dǎo)致了不同基因的缺失或沉默。
利用多基因轉(zhuǎn)化策略改良生物體遺傳性方面已經(jīng)有一些研究進(jìn)展,一般可采用的策略和方法有:1、重復(fù)轉(zhuǎn)化法(順序轉(zhuǎn)化法)2、雜交聚合法3、直接轉(zhuǎn)化法與回交轉(zhuǎn)育法結(jié)合4、非載體DNA轉(zhuǎn)移途徑導(dǎo)入外源整體DNA5、多載體的共轉(zhuǎn)化法6、多基因單載體一次性轉(zhuǎn)化法7、利用同源重組將多個基因同時導(dǎo)入質(zhì)體中,即質(zhì)體轉(zhuǎn)化法。具體內(nèi)容可以參見論文——《論應(yīng)用多基因轉(zhuǎn)化策略綜合改良生物體遺傳性研究方向的前景》。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的如何应用多基因转化策略综合改良生物体遗传性研究方向?的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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