植物叶绿体遗传转化及研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com分子植物育种，2008年，第6卷，第5期，第959—966页MolecularPlantBreeding，2008，Vo1．6，No．5，959—966专题介绍Review植物叶绿体遗传转化及研究进展钱雪艳1,2杨向东-郭东全赵桂兰-’王丕武1吉林省农业科学院生物技术研究中心，长春，130033；2吉林农业大学农学院长春，130022通讯作者，z0@cjaas．com摘要叶绿体遗传转化与传统的细胞核遗传转化相比具有许多独特的优点：外源基因表达效率高，可同时转化及表达多个

2、基因，由于通过母性遗传，因此没有基因沉默现象及位置效应，也不会造成外源DNA的扩散。目前已经有超过四十多个外源基因整合到烟草等作物的叶绿体基因组中，表现出理想的农艺性状或作为生物反应器表达高水平的生物疫苗。本文对植物叶绿体基因组转化技术的原理和优点，外源基因导入叶绿体基因组的方法，以及目前叶绿体转化研究的最新进展进行了综述，并对其应用进行了展望。关键词叶绿体，遗传转化，研究进展AdvancesintheResearchofPlantChloroplastGeneticTransformationQianXueyan。

3、YangXiangdongGuoDongquan。ZhaoGuilan‘WangPiwu1BiotechnologyResearchCenter，JilinAcademyofAgricultureSciences，Changchun，130033；2DepartmentofAgriculture，JilinUniversityofAgri-cultureSciences，Changchun，130022Correspondingauthor,zgl@ejaas．tomAbstractChloroplastgeneti

4、cengineeringofersanumberofuniqueadvantages，includinghigh-leveltransgeneexpression，multigeneengineeringinasingletransformationevent，transgenecontainmentviamaternalinheritance，lackofgenesilencing,positionandpleiotropicefectsandundesirableforeignDNA．Morethan40tran

5、sgeneshavebeenstablyintegratedandexpressedviathetobaccochloroplastgenometoconferdesiredagronomictraitsorex—presshighlevelsofvaccineantigensandbiopharmaceuticals．Inthispaper,theprinciplesandadvantagesofthechloroplastgeneticengineering，themethodsusedforchloroplas

6、ttransformation，andtherecentadvancesinthefieldwereillustratedandtheapplicationofthetechnologyinfuturewasalsodiscussed．KeywordsChloroplast，Chloroplasttransforrnation，Advances高等植物具有3套不同的基因组，分别存在于10000份的叶绿体DNA分子(Danielleta1．，2004)。细胞核、质体与线粒体中。质体是存在于植物和藻自从植物转基因技术诞生

7、以来，采用农杆菌介类细胞中的一种细胞器，由前质体分化而来，包括导法或基因枪等方法将外源基因导入细胞核一直是负责光合作用的叶绿体、储存淀粉的造粉体、决定其主要的研究方向f闰新甫，2003)。目前，植物核转基植物果实颜色的有色体等，而叶绿体作为植物光合因技术已经相当成熟，并且已被广泛用于基础研究作用的场所，一直是质体转化研究的重点。质体在和应用研究中(N印eta1．，2003)。然而，随着研究的不进化上源于内共生细菌，具有原核生物基因组的特断深入，人们逐渐认识到核转基因技术有其难以克点(Danielleta1．，2002

8、)，因此叶绿体基因组中大部分服的缺点。例如由于细胞核基因组大，遗传背景复基因以多顺反子形式存在，其调控元件启动子、转录杂，外源基因的整合位点和拷贝数难以人为控制，造终止序列、核糖体RNA等结构也与原核生物非常类成外源基因表达效率低，在后代中表达不稳定，易出似。通常情况下，每个植物细胞有约100个左右的叶珊‘基因沉默’，和“位置效应”等现象。另一