离子束介导玉米dna的水稻变异后代生物学效应与aflp分析

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1、第1章绪论1．1作物转基因方法的研究概况转基因技术就是将外源基因通过生物、物理或化学手段导入其它生物基因组，以获得外源基因稳定遗传和表达的遗传改良体。自1983年世界上首例转基因植物一一种含有抗生素药类抗体的烟草在美国成功培植以来，全球范围转基因作物的种植面积和销售收入均以倍数的速度增长。2004年，转基因作物面积(主要是大豆、玉米、油菜和棉花)已达11250万hm2，已被批准可使用的产品有1000多种。水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，自1988年首次获得可育的转基因水稻以来，基因工程技术在水稻

2、品种改良上得到了广泛的应用，已选育了一系列转基因水稻品系(组合)。水稻转基因技术始于原生质体培养，1985年首次成功地从水稻原生质体再生完整植株；1988年在粳稻品种中获得第一批转基因水稻植株；1990年从籼稻品种ChinsurahBoroII中获得第一例转基因籼稻植株；1990年李宝健等用农杆菌感染水稻组织获得转化愈伤组织：1991年利用水稻幼胚作为受体材料，用基因枪法，成功获得转基因植株，并且转化效率明显提高。从此，幼胚作为转基因受体材料得到广泛研究应用。1993年用农杆菌法在粳稻品种上获得了转

3、基因植株，此后，基因枪轰击法和农杆菌介导法作为最有r●，价值的转化途径广泛用于水稻转基因研究【Ij。但近几年刚刚兴起的低能离子束转基因技术以其方便快捷，处理样品数多，效率高，转化率高，重复好等优点，已广泛被众多育种科学家所接受。这项新的转基因技术打破了传统的转基因法(PEG法、电击法、脂质体法等)操作繁琐、转化率低、重复性差、基因型依赖性强的限制，是一种较简单易行的转基因方法M—J。下面对几种比较重要的转基因方法作一下简介。1．1．1农杆菌介导转化法农杆菌能够将其核外的环状质粒上的转移DNA区(T—

4、DNA)向植物细胞转移并整合到植物细胞的基因组上。在基因工程中应用的主要有根癌农杆菌和发根农杆菌，前者含有Ti质粒，野生型菌株侵染植物后可诱发肿瘤；后者含有黜质粒，可以诱导被侵染植本研究得到河南省自然科学基金和河南师范大学应用科学与技术研究基金的资助。离子束介导玉米DNA的水稻变异后代生物学效应与AFLP分析物形成毛发状根。自1983年获得首例转基因植物以来转基因植物约80％以上是利用根癌农杆菌转化成功的。影响农杆菌转化的因素主要有菌株的染色体背景和载体质粒和受体的生理生化状态和共培养条件等。人们普

5、遍认为大部分单子叶植物尤其是禾谷类作物由于很少或者完全不能产生激活Ti质粒区附基因的信号分子，且大多数没有明显的创伤反应，不能诱导创伤区临近的细胞脱分化形成大量感受态细胞，对农杆菌感染不敏感，因而使用农杆菌转化单子叶植物很难成功。直到一些重要的禾谷类作物如水稻、玉米等采用农杆菌介导获得转基因植株以后，才使人们彻底改变了这种看法。农杆菌介导法与其它方法相结合能够更有效地提高转化效率，出现了碳化硅纤维H、超声波辅助农杆菌介导法(Sonication．assistedAgrobacterrium．medi

6、atedtrasformation，SAAT)pJ，通过超声波在受体细胞上产生微孔来帮助农杆菌附着及其T．DNA转移。农杆菌与病毒结合的Agroinfection法，由农杆菌介导病毒基因转移，但并不引起病毒在植物基因组中整合；将农杆菌转化机理结合基因枪法创建了农杆枪法(Agrolistic)，它是将virDl、virD2基因连同T．DNA上的目的基因一同用基因枪打人植物细胞中，表达的virDl、virD2基因能在植物细胞内切割保守序列的DNA，并将T．DNA转入细胞核中【01，该方法集中了农杆菌转化

7、方法中精确切割转移和低拷贝整合的特性，以及基因枪法中无宿主范围限制的优点，是一种很有发展前途的新方法。1．1．2基因枪转化法1987年美国康奈尔大学Sanford等人首先发明了基因枪转化法，该技术是借助高速运动的金属微粒，使附着于其表面的核酸分子穿过受体的细胞壁，释放出的DNA分子随机整合到受体植物基因组中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株。万丙良等用基因枪将Xa21基因导入籼型光敏核不育水稻W9451S，获得单倍体植株，进而获得二倍体纯合抗白叶枯病转基因植株L，J。基因枪转化法研究发展快、潜

8、力大，重要的是它能绕过全能性细胞数量的问题，受体来源广泛(包括胚性愈伤组织、幼胚、成熟胚盾片、茎尖分生组织、幼穗)，方法简单，目前已发展成应用于转基因作物育种的最主要的转化方法，但目前还有不少缺陷，如转化率低，容易形成嵌合体，出现共抑制和基因沉默现象，稳定遗传表达和可重复性差、多拷贝插入及仪器设备昂贵等，因此仍需进～步完善【81。2第1章绪论1．1．3花粉管通道法花粉管通道法是20世纪80年代初期，由我国学者周光宇在广泛调查国内外远缘杂交工作的基础上，根据植物远缘杂交