1.1 外源基因转化过程

土壤农杆菌作为一种革兰氏阴性细菌，它通过瘤细胞质粒的诱导将其中基因中的一段特定遗传物质导入到受体植物细胞基因组[5]。被转移的DNA(T-DNA)带有一套冠瘿碱代谢基因与致瘤基因[5]，在自然环境下，被侵染组织合成冠瘿碱细菌产生肿瘤所需要的氮源可由目的基因在受体植物细胞体内表达合成。大多数的细菌毒素VIR蛋白是由位于农杆菌Ti质粒上的VIR区域的基因所编码翻译；所产生的T-DNA通过农杆菌被运输到目的植物细胞体内。当Ti质粒位于非人工培育的农杆菌内时，其基因片段区域就会包括其他基因序列交界的25bp直接重复序列片段和T-DNA始末端，也会被叫做右边界和左边界位于VIR和CIS片段之间。而在T-DNA片段内的所有遗传物质均与转移没有关系，进而导致T-DNA区域中的所有基因缺失之后, 再在这个区域插入其它序列，RB至LB内的序列仍然会被新产生的T-DNA转移并合并到目的植物细胞的基因序列[6]。在把T-DNA替换为人们所需要的目的基因时，可通过基因分子的克隆技术和T-DNA的高效转移特性进行替换，这样就能将农杆菌变成一个天然的导入工具将外源目的基因成功导入植物受体细胞内[7]。

在整个转化的过程中携带目的基因的农杆菌和作为受体的植物细胞的附着和互相识别仅仅只是个开始，之后则由作为受体的植物细胞释放出专一的信号，再由作为传送系统的农杆菌复合体VIR/VIRG将植物受体所释放的信号传达至Ti基因质粒中；在受体植物细胞诱导之下，VIR基因片段区域开始表达翻译合成；所合成的两种蛋白产物VIRD2和VIRD1相互作用，并会直接生成一个被称为T9链的单链T-DNA(SSDNA)分子[8]。此时在农杆菌内，所产生的 SSDNA蛋白质复合体将会代替T-DNA以蛋白的形式存在。通过分泌系VIRB/D4V，SSDNA与另外一些VIR蛋白将会被转移到植物受体内[9]，此过程则需要来自植物受体细胞的蛋白和细菌的T菌毛两者互相作用才可能会实现。目前我们认为大量的VIRE2分子将会在T-DNA进入植物受体细胞后立即将所有T链包裹，生成完整的T细胞复合体。新形成的这种复合体结构将会对刚进入植物受体细胞核内的T-DNA 起到很好的作用[10]；最后目的基因的转化就很简单了：在植物受体细胞内T复合体缓慢运动到受体细胞核内，并被转运整合到特定的位点外壳蛋白分解消失直至与受体的基因组合并到一起，产生新的基因序列。

1.2  Ti质粒载体系统

1.2.1构建基因质粒

截至目前，已经成功地构建且可以应用于各种农杆菌的Ti系统的植物转化载体质粒有很多，这些被构建的质粒基因都会包含以下两个基本点：

第一：农杆菌的菌株和质粒，作为Ti载体系统, 必须含有完整的VIR基因片段。

第二：重组形成一个新的载体转运系统。这个新的Ti质粒必须能够在农杆菌和大肠杆菌之间来回的运动且包含T-DNA的末端基因。而Ti质粒必须借助中间物质-载体质粒，在大肠杆菌上进行一系列的基因实验操作，因为Ti质粒过大导致常规的操作很难进行。在这个过程中需要为Ti质粒连接上目的基因片段，之后再导入到农杆菌当中，使之与被导入的基因质粒整合形成一个新的完整Ti系统，完成目的基因的初步整合。