转基因过程分为哪几部分

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在一个典型的转基因植物生产过程中,这些步骤分别称为目的基因克隆、载体构建、转化、重组,以及筛选。

一、基因克隆

必须得有这个需要被转的基因。现在最广泛使用的BT蛋白基因和抗草甘膦基因,就来自于两种细菌。因此,细菌来源的基因,也可以在植物中起作用。通过序列比对和分析,并加上如今丰富的基因组数据库,我们可以很容易的找到和确定目标基因的序列。然后,利用最常用的PCR手段,就能将我们所需的基因片段,从原来的生物基因组中克隆出来。

二、载体构建

把这一段目的基因,通过酶连接到一个特定质粒分子上,构成一个插入目的片段的新的质粒分子。

三、转化

这一步需要用到农杆菌。农杆菌是一类土壤细菌。在它“从良”之前,它经常会侵染植物,让侵染部位细胞大量分裂,形成小疙瘩,我们称为“冠瘿”。利用生物工程手段改造了农杆菌这一区段DNA,保留了农杆菌将自身片段插入植物能力,但是去除了合成生长素和营养物质的基因,并且还加入了一些“装载位点”,方便我们“装货”。这段被改造的DNA,其实就是我们上面说到的特定的质粒分子。等目的基因被包装好之后,就会把它转入农杆菌体内,然后,携带有包装好目的片段的农杆菌,就可以去侵染植物了。由于植物具有厚厚的细胞壁,因此,人们一般选择较为幼嫩的部位来让农杆菌侵染,对于玉米,多使用花粉管来侵染,而对于大豆,则采用茎尖分生区来侵染。在侵染后,农杆菌这个勤劳的运输员,就将携带(但不止含有)目的基因的DNA片段转入植物体内,并整合到植物基因组上,来完成“运输”和“安装”过程。除了农杆菌转化外,还可以利用基因枪或电转化法进行转化。

四、筛选

当DNA片段插入植物基因组后,这个基因能够产生一定的信号,告诉人们“货已到位”。这个基因就是报告基因。通常使用的报告基因是一个编码能够分解抗生素的基因。

当这个基因进入植物基因组后,植物组织就不再害怕培养基中添加的抗生素了,这样,能在培养基上存活的,就都是“货已到位”的植物组织了。这一方法十分便捷,因此在科研中很常用,第一代转基因作物也大多采取这一策略。不过,对抗抗生素毕竟会引起一些人对于抗生素抗性泛滥的担忧。虽然转基因植物对抗生素的抗性很难传播,但是为了打消人们的忧虑,科学家们还研发了“非抗生素筛选体系”。但是,事情还没有完全结束,这些“转基因植物”还需要通过一个十分重要,但也经常被外行人忽略的检测,那就是判断目的基因是否正常表达。由于目的基因的性质十分多样,因此,检测的手段也是多样的。例如,通过热不对称交错PCR,我们可以确定目标基因在植物基因组上插入的位置、通过Real-time PCR以及western杂交检测目标基因表达水平、甚至通过转录组和代谢组学技术分析植物基因组规模的表达以及产物变化的情况等等。但对于要生产目标是商业化种植的转基因植物来说,原则就是,目标基因所具有的性状一定要产生;同时,尽量不产生其他非目标的性状;如果出现非目标性状,那么也必须是无害的。通过以上检验最终获得的成品,才是一株真正意义上的转基因植物了。

基因工程中转化的方法有哪些?什么是载体转化法?

基因枪(particle:gun)介导转化法又称微弹轰击法(microprojectile:bombardment,particlebombardment,biolistic),是指利用火药爆炸、高压气体和高压放电作为驱动力(这一加速设备称为基因枪),将载有目的基因的金属颗粒加速,高速射入植物组织和细胞中,然后通过细胞和组织培养技术,再生出新的植株。

根据动力系统,可将基因枪分为三种类型,第一类是利用火药爆炸力作为加速动力;第二类是以高压气体作为动力;第三类是以高压放电作为驱动力。美国Cornell大学最早研制了火药为动力的基因枪,1990年,美国杜邦公司推出了商品基因枪PDS-1000系统。此后,高压放电、压缩气体驱动等各种类型的基因枪相继出现,并在实际应用中得到不断改进和发展,使基因枪转化法成为继农杆菌介导转化法之后又一广泛应用的转化技术。

尽管基因枪有各种不同的类型,但基因枪转化的基本步骤如下:①受体细胞或组织的准备和预处理;

②DNA微弹的制备;

③受体材料的轰击;

④轰击后外植体的培养和筛选。该方法一经产生就得到了广泛应用,具有如下一些优点:①无宿主限制,无论是单子叶植物和双子叶植物都可以应用;

②可控度高,操作简便迅速,商品化的基因枪都可以根据实验需要调控微弹的速度和射入浓度,命中特定层次的细胞;

③受体类型广泛,原生质体、叶圆片、悬浮培养细胞、茎、根以及种子的胚、分生组织、愈伤组织、花粉细胞、子房等几乎所有具有分生潜力的组织或细胞都可以用基因枪进行轰击;

④可将外源基因导入植物细胞的细胞器,并可得到稳定表达。正因为基因枪这些优点,使基因枪成功地应用于植物基因转化,特别是单子叶植物的转化和外源基因导入植物细胞器等。但基因枪转化率差异很大,相对于农杆菌介导的转化率要低得多,一般在0.1%1%之间,但有的报道其转化率高达2.0%;转化成本高;嵌合体比率大;遗传稳定性差;而且整合进植物细胞基因组中的外源基因通常是多拷贝的,可导致植物自身的某些基因非正常表达,还可能发生共抑制现象(co-suppression)。

通过转化将载体DNA导入受体菌继而得到含有目的DNA插入的转化菌株是构建DNA文库最为关键的一步。

化学法(化学药物如氯化钙等)转化

氯化钙法转化细胞 细菌处于0℃及CaCl2低渗溶液中时,菌细胞膨胀成球形。转化混合物中的DNA形成抗DNA酶的羟基-钙磷酸复合物粘附于细胞表面,经42℃短时间热击处理促进细胞吸收DNA复合物。

直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”,又叫“散弹射击法”。具体做法:用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段,将这些片段分别载入运载体,然后通过运载体分别载人不同的受体细胞,让供体细胞所提供的DNA(外源DNA)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫扩增),从中找出含有目的基因的细胞,再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。但这种方法工作量大,具有一定的盲目性。20世纪80年代以后,随着DNA核苷酸序列分析技术的发展,人们已经可以通过DNA序列自动测序仪对提取出的基因进行核苷酸序列分析,并且通过一种扩增DNA的新技术(也叫PCR技术),使目的基因片段在短时间内成百万倍地扩增。上述新技术的出现大大简化了基因工程的操作技术。

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评论列表(3条)

  • 寄天的头像
    寄天 2026年03月28日

    我是建研号的签约作者“寄天”

  • 寄天
    寄天 2026年03月28日

    本文概览:网上有关“转基因过程分为哪几部分”话题很是火热,小编也是针对转基因过程分为哪几部分寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。在一个...

  • 寄天
    用户032804 2026年03月28日

    文章不错《转基因过程分为哪几部分》内容很有帮助

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