农杆菌介导的大豆转基因研究进展

农杆菌介导法是大豆遗传转化的最为重要的方法。本文从转化机理、再生体系、影响因素等方面综述了农杆菌介导法进行大豆遗传转化的研究进展,以期为大豆遗传转化研究提供参考依据。


摘 要:农杆菌介导法是大豆遗传转化的最为重要的方法。本文从转化机理、再生体系、影响因素等方面综述了农杆菌介导法进行大豆遗传转化的研究进展,以期为大豆遗传转化研究提供参考依据。

关键词:农杆菌介导法; 大豆; 转基因; 抗性;研究进展;转化体系

Advance of Agrobacterium-mediated Gene Transformation

in Soybean

Abstract:Agrobacterium-mediated method is the most important method of soybean genetic transformation. Advance of genetic transformation was reviewed in this paper in terms of the mechanism of transformation, regeneration system and influencing factors in order to provide reference for the genetic transformation of soybean.

Key words: Agrobacterium-mediated; Soybean; Transgenic; resistance; Advance; Transformation

目    录

摘 要 1

引言 1

1. 农杆菌介导的遗传转化机理 2

1.1 外源基因转化过程 2

1.2  TI质粒载体系统 3

1.2.1构建基因质粒 3

1.2.2 两种质粒载体 4

2.影响因素 4

2.1 影响转化率的因素 4

2.2 提高转化率的一般方法 5

2.2.1优化筛选方式 5

2.2.2 添加酚类物质提高转化率 5

2.2.3 减少氧化降低植物外植体褐化率 6

2.3 其它影响因素 6

3.农杆菌介导大豆转基因未来展望 6

参考文献 7

致谢 9

农杆菌介导的大豆转基因研究进展

引言

大豆(Glycine max)属于豆科,蝶形花亚科属的二倍体大豆,是重要的油料经济作物,它起源于古中国,逐渐传播至世界各地,并成为大众性的食用油料农产品,现如今大豆在世界大部分地区都有大面积的种植,且深受人们所喜爱。然而由于环境和大豆本身先天条件的原因,其产量一直得不到满足。人们一直试图改良优化大豆的种植,试图利用转基因方法来改善大豆的产量、品质和抗逆能力,按照人们的不同需求培育出不同类型的大豆品种。

大豆转基因研究起始于1984年,Hinche首次在1988年获得大豆转基因植株,植株后代呈3:1分离[1]。随着近年来的分子生物学技术不断发展,转基因大豆的研究也不断深入发展。基因遗传转化在大豆上研究的主要方法:农杆菌介导法、电击法、PEG转化法、基因枪法、花粉管通道法,其中农杆菌介导外源基因转化为使用较多的,最为有效的遗传转化系统[2]。本文预对农杆菌介导大豆转基因的转化机理、再生体系、影响因素和主要成果来进行综述。

1. 农杆菌介导的遗传转化机理

农杆菌作为一种土壤寄生菌,天生具有植物细胞侵染的特性, 单子叶和双子叶植物被广泛应用在农杆菌介导的遗传转化。目前所应用的农杆菌中发根农杆菌和根癌农杆菌为主要菌种,而在植物的基因工程中,利用根瘤农杆菌介导的遗传转化最多。

根瘤农杆菌具有趋化作用,进行侵染目标植物细胞时,在植物细胞的受伤组织中生成的酚类、糖类产物诱导下,向植物细胞受伤组织聚合,再经过受体和供体的相互结合作用,供体细胞农杆菌在经过识别后附着在植物的细胞表面,再将一段位于Ti质粒上的T-DNA基因片段植入到受体细胞核最后合并到植物细胞中的基因中。在这整个的转化过程中大致包括:农杆菌积累、土壤杆菌毒性的诱导系统、转移复合物形成的T-DNA、转入并整合到植物基因组中的T-DNA[4],酚类诱导物主要为乙酰丁香酮和羧基乙酰丁香酮,在植物本身受到伤害后产生,主要合成于双子叶植物的细胞壁中,一般情况下不可能在单子叶植物中存在,部分中性属性的糖(D-木糖、L-阿拉伯糖等)对土壤农杆菌也具有诱导作用。这些糖类物质与酚类物质不仅能作为农杆菌中Ti质粒上VIR毒性区基因片段的诱导物,而且还可用作根瘤农杆菌的同化,T-DNA的加工和转移是在VIR区基因活化促使下产生,并进一步的感染植物受体细胞,将目的基因导入到受体中。