[生物]基因枪法转化水稻的研究进展的论文

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1、[生物]基因枪法转化水稻的研究进展的论文　　水稻(oryzasativa)是世界上最主要的粮食作物之一。近年来，dna重组技术、遗传操作技术、水稻基因图谱的研究取得了显著发展，美国monsanto公司2000年4月、syngenta公司2001年2月先后宣告完成粳稻日本晴(nipponbare)基因组测序草图。我国也已宣布完成籼稻9311的序列框架图。目前以大规模分离、鉴定基因组序列功能为特征的水稻功能基因组研究正在迅速发展，而这一研究之后必然是依托于高效的水稻遗传转化体系，因此水稻遗传转化研究越来越成为人们关注的焦点。　　水稻遗传转化体系已比较完善，农杆菌

2、介导法、基因枪法、peg法、花粉管通道法等方法均在水稻遗传转化中应用并获得转基因植株，但目前用的最多的方法是基因枪法和农杆菌介导法。禾谷类作物由于不是农杆菌的天然宿主，曾一度限制了农杆菌介导法转化水稻。基因枪法由于其没有宿主限制，对单子叶和双子叶植物都能进行有效地转化，因而得到了很大的发展。本文就基因枪法的基本原理及其优缺点、影响基因枪法转化水稻的几个关键因素、外源基因的遗传特性及存在的问题等方面作简要综述。　　1基因枪法的原理及优缺点　　1.1基因枪法的原理　　基因枪法(pariclegun)又称微弹轰击法(micro-projecticlebombard

3、ment，particlebombardment，orbiolistics)。.其基本原理是将外源dna包被在微小的金粒或钨粒表面，然后在高压的作用下，微粒被高速射入受体细胞或组织，微粒上的外源dna进入细胞后，整合到植物染色体上，得到表达，从而实现基因的转化。　　1.2基因枪法的优、缺点　　1.2.1基因枪法的优点　　(1)无宿主限制。基因枪法本质上是一种物理过程，没有宿主限制，对单子叶和双子叶植物都能进行有效地转化。以原生质体为受体的peg转化法、电击法、脂质介导转化法和显微注射法等虽然可以用于单子叶植物的转化，然而，以原生质体作为受体材料要求受体系统具

4、有良好的再生性能，这对于大多数禾谷类作物来说是较困难的，而且其再生的周期比较长，再生过程容易产生变异。　　(2)靶受体类型广泛，不受组织类型限制，几乎所有具有潜在分生能力的组织或细胞都可以用基因枪进行轰击转化。目前用于基因枪转化的受体材料十分广泛，其中包括原生质体、悬浮细胞、根或茎的切段、叶圆片、成熟胚、幼胚、分生组织、愈伤组织、胚芽鞘等几乎所有具有潜在分化能力的组织或细胞。　　(3)可控度高，采用高压放电或高压气体驱动的基因枪，可根据实验需要，将载有外源dna的金属颗粒射入特定层次的细胞(如再生区的细胞)，使转化细胞能再生植株，从而提高转化频率。　　(4)

5、操作简便、快速。农杆菌介导法需要进行农杆菌感受态细胞的制备、共培养、抑菌等操作步骤，peg转化法、电击法等需要进行原生质体分离与培养的繁琐工作，而基因枪法是一种物理过程，只要在无菌的条件下将载有外源基因的金属颗粒轰击受体材料，就可以进行筛选培养，因此它操作简便、快速。　　1.2.2基因枪法的缺点　　由于基因枪轰击的随机性，外源基因进入宿主基因组的整合位点相对不固定，拷贝数往往较多，这样转基因后代容易出现突变、外源基因容易丢失，容易引起基因沉默等现象的发生，不利于外源基因在宿主植物的稳定表达。而且基因枪价格昂贵、运转费用高。　　2影响基因枪法转化水稻的几个关键

6、因素　　2.1水稻的基因型　　栽培稻主要有籼稻和粳稻两个亚种，其中籼稻品种是热带和亚热带地区的主要粮食作物，由于籼稻的组织培养特性及再生能力都与粳稻存在较大差别，在转化过程中，籼稻的转化效率显著低于粳稻。李良材等用14个粳稻品种和23个籼稻品种进行了转化实验，其中所用的粳稻都得到转基因植株，平均转化率为10％左右，而籼稻只有14个得到转基因植株，7个只得到转基因愈伤组织，尚有2个未产生反应，转基因植株的转化频率只有2％～3％，明显低于粳稻。　　2.2外植体类型　　用于基因枪转化的受体材料十分广泛，几乎所有具有潜在分裂分化能力的组织和细胞都可以作为受体材料，但

7、要想获得理想的转化结果，根据水稻品种的不同，选择适当的转化受体材料是十分关键的。目前最常用的水稻基因枪转化受体材料包括成熟胚、幼胚、花药和幼穗。成熟胚的取材不受生长季节的限制．因而成为当前广泛采用的受体材料。但对于某些水稻品种以成熟胚盾片愈伤组织为材料其诱导率很低，而且其愈伤组织继代过程中往往出现褐化的情况，如培矮64s其愈伤组织的诱导率没有超过50％。对于这样的品种有必要采用以幼穗和幼胚为受体材料。　　2.3组织培养条件　　组织培养条件影响水稻转化效率，对水稻的愈伤组织培养一般用mb培养基、nb培养基、n6培养基和ms培养基，易自力等认为在培养基中添加2.

8、5～5.0mg/l的aba可以有效地改善水稻愈伤组织