植物基因转化常用方法
基因克隆技术提供了一种新的改良植物的方法,它可以直接的改变植物的基因型。有两种策略可以应用,一是基因附加:通过添加一个或多个基因改变植物的性状。二是基因扣除:利用基因工程技术使一个或多个植物已经存在的基因失活。
基因添加通过植物遗传转化技术实现,可分为两大类:一类是直接基因转移技术,包括基因枪法、原生质体法、脂质体法、花粉管通道法、电激转化法、PEG介导转化方法等,其中基因枪转化法是代表。另一类是生物介导的转化方法,主要有农杆菌介导和病毒介导两种转化方法,其中农杆菌介导的转化方法操作简便、成本低、转化率高,广泛应用于双子叶植物的遗传转化。
基因附加的方法以抗虫基因为例来说明,在农林业生产中危害最严重的是昆虫,为了减少损失,一般使用杀虫剂。大部分杀虫剂没有选择性,杀灭害虫的同时也消灭了天敌,同时对生物圈中的其它生物产生影响,且污染环境。理想的杀虫剂具有的特性:它必须对害虫有害,但毒性有选择性;杀虫剂能够降解,作物收获后不存在残留,并且对环境无污染;可以保护整个植株,不单是地上部免受害虫危害。到目前为止,还没有发现这样的理想杀虫剂,但苏云金杆菌及BT基因的发现解决了这一难题。苏云金杆菌在孢子形成的过程中,细胞内形成杀虫晶体蛋白,其活性很强,有时要比有机磷毒性高八万倍,而且不同的毒蛋白具有很强的选择性。昆虫食用后,毒素被蛋白酶消化后结合到昆虫肠道内,破坏表皮细胞,使昆虫不能进食,从而饥饿而死。BT毒蛋白基因的遗传转化多通过农杆菌介导法完成,通过遗传转化BT基因整合进植物基因组中并得以表达,害虫在取食任何一个部位后都会死亡或生长发育受到明显抑制。