受体植物离体培养再生系统树立

本文格式为Word版，下载可任意编辑——受体植物离体培养再生系统树立受体植物离体培养再生体系的建立植物基因转化受体系统植物基因转化受体系统的条件植物基因转化受体系统的类型及特性植物基因转化受体系统的建立植物基因转化受体系统常见的问题及其解决途径植物基因转化受体系统植物基因转化受体genetransationreceptor系统一般是指用于转化的外植体通过组织培养途径或其他非组织培养途径能高效稳定地再生无性系并能采纳外源基因foreigngene的整合recombination对用于转化选择的抗生素敏感的再生系统高效稳定的再生才能较高的遗传稳定性具有稳定的外植体来源抗生素敏感性农杆菌敏感性植物基因转化受体系统的条件一高效稳定的再生才能用于植物基因转化的外植体务必易于再生有很高的再生频率并且具有良好的测验稳定性和重复性不同植物的种类细胞类型细胞状态特定的植物培养技术的成熟程度等在建立受体系统时均需考虑二较高的遗传稳定性通过遗传转化导入外源基因的目的是在保持物种原有性状不变的根基上增加某一些性状或对某一特定性状举行革新因此植物受体系统采纳外源DNA后不影响其自身的遗传体系同时又能稳定地将外源基因遗传给后代保持遗传的稳定性特别重要三具有稳定的外植体来源基因转化的频率较低需要屡屡反复的测验所以就需要大量的外植体材料只有稳定的外植体来源才能够便当科学研究的举行并从材料的源头上提高测验结果的重现性便于对测验结果的总结转化的外植体一般采用种子无菌实生苗的胚轴子叶或幼叶可举行离体快速繁殖的材料如一些植物的试管苗以及可较高频率诱导的养分变态器官等四抗生素敏感性植物基因转化中通常使用两类抗生素抑菌抗生素选择性抗生素选择性抗生素应得志以下条件植物受体材料对所选用的抗生素有确定的敏感性抗生素对受体植物没有强烈的毒性五农杆菌敏感性农杆菌介导的基因转化由于具有转化效率高多为单拷贝插入等优点是常用的植物基因转化方法对于利用农杆菌Ti或Ri质粒为载体所介导的植物基因转化而言需要植物受体材料对农杆菌敏感即受体应是农杆菌的自然宿主这样才能更轻易采纳外源基因选择农杆菌转化系统前务必测试受体系统对农杆菌侵染的敏感性敏感的才能作为受体系统根瘤农杆菌及其诱导产生的冠瘿瘤植物基因转化受体系统的类型及特性经过愈伤组织的受体系统不经过愈伤组织的受体系统原生质体再生系统细胞系及其体细胞胚受体系统生殖细胞受体系统经过愈伤组织的受体系统经过愈伤组织的受体系统是指经过愈伤组织的受体系统是指外植体经脱分化培养诱导愈伤组织转化并通过分化培养获得再生植株的受体系统包括外植体先诱导形成愈伤组织再利用愈伤组织转化外源基因进而再生植株利用农杆菌直接侵染外植体经过培养形成愈伤组织再分化成植株特点外植体来源广泛扩繁量大可获得较多的转化植株适用的植物范围广从愈伤组织分化的不定芽的多细胞起源特点形成嵌合体较多一种含有两种以上基因型组织的机体可能是基因突变染色体奇怪分开或移植的结果再生植物无性系变异较大转化的外源基因遗传稳定性较差留神问题直接使用外植体组织举行农杆菌侵染时应留神从活跃生长的植物部位取材用愈伤组织举行转化应在愈伤组织细胞处于分生细胞状态时举行转化此时易于采纳外源基因转化效率高愈伤组织务必保持良好的生长状态继代周期不能太长不经过愈伤组织的受体系统不经过愈伤组织的受体系统也称直接分化再生系统是指外植体细胞越过脱分化阶段直接分化出不定芽从而获得再生植株的受体系统研究显示采用叶片幼茎子叶胚轴以及一些养分变态器官为外植体时在适合的培养技术操纵下均可直接分化出芽特点获得再生植株周期短操作简朴体细胞无性系变异相对较小可较好的维持受体植株的遗传特性转化的外源基因能稳定遗传更加是茎尖同样可能展现较多的嵌合体外植体直接分化出芽较难转化细胞直接分化成植株难度更大留神问题直接分化受体系统对比适合于无性繁殖植物选材从组织类型上讲子叶叶片胚轴和某些养分变态器官通常对比轻易诱导从细胞状态上讲薄壁细胞状态外植体较轻易诱导原生质体再生系统原生质体是袒露的植物细胞能直接高效地摄取外源基因因而转化效率高且适合于现在建立的全体转化方法原生质体再生系统易于在相对平匀和稳定同等条件下举行切实的转化和鉴定通过原生质体培养细胞分裂形成基因型一致的细胞克隆因此再生植株的嵌合体少原生质体培养周期长培养技术限制该系统的应用特点原生质体受体系统利于切实的转化和鉴定转化原生质体获得的转基因植株嵌合体少但由于目前大量植物的原生质培养体系还不成熟受原生质体培养技术的限制转化试验的重复性较差原生质体培养周期长受体细胞本身的体细胞变异频率高遗传稳定性差细胞系及其体细胞胚受体系统通过筛选和优化的植物细胞悬浮培养的细胞系通常具有较好的遗传和生理状态的一致性通过确定的培养基调理可使细胞进入胚性状态进而形成体细胞胚该系统培养技术比原生质体轻易转化效率又优于其他组织培养系统因此被认为是最梦想的基因转化受体系统特点胚性细胞繁殖量大同步性好是梦想的基因转化感受态细胞转化效率高转化获得的转基因植株嵌合体少体细胞胚具有两极性裁减了不定芽发育途径中的生根培养过程获得的后代个体间遗传背景一致无性系变异小生殖细胞受体系统生殖细胞受体系统指的是以生殖细胞如花粉粒和卵细胞为受体细胞举行基因转化的系统也叫种质系统两条途径利用小孢子和卵细胞的单倍体培养诱导出胚性细胞或愈伤组织建立单倍体的基因转化受体系统直接利用花粉和卵细胞受精过程举行基因转化特点具有更强的采纳外源DNA的潜能转化的基因无显隐性的影响利于性状的选育加倍后可急速获得纯合二倍体新品种花粉管通道法将现代的分子育种与常规育种精细结合是特别有潜力的受体系统在花粉或小孢子培养技术成熟的植物种类中利用花粉或小孢子培养系统作为受体系统更为梦想建立一个好的受体系统是实现基因转化的先决条件受体系统的建立主要凭借于植物组织培养技术而且要求比一般的组织培养技术要高第三节植物基因转化受体系统的建立植物基因转化受体系统的建立外植体具有诱导callus和再生植株的才能芽的分化率高易培养体细胞无性系变异小对农杆菌介导的基因转化系统而言高频再生系统务必得志4个条件外植体的组织细胞具有诱导愈伤组织和再生完整植株的才能并且最好是外植体能直接分化出芽芽的分化率要高易于离体培养具有高度可重复性体细胞无性系变异小一高频再生系统的建立外植体的选择外植体生理年龄外植体细胞生理状态外植体的遗传背景外植体的选择与受体系统相匹配培养基选择植物的养分特性激素的选择高频再生系统的建立MS培养基它是1962年由Murashige和Skoog为培养烟草细胞而设计的特点是无机盐和离子浓度较高为较稳定的平衡溶液其养分的数量和比例较适合可得志植物的养分和生理需要它的硝酸盐含量较其他培养基为高广泛地用于植物的器官花药细胞和原生质体培养效果良好有些培养基是由它蜕变而来的B5培养基是1968年由Galmborg等为培养大豆根细胞而设计的其主要特点是含有较低的铵这可能对不少培养物的生长有抑制作用从实践得知有些植物在B5培养基上生长更适合如双子叶植物更加是木本植物目前国际上流行的培养基及特点White培养基是1943年由White为培养番茄根尖而设计的1963年又作了革新称作White革新培养基提高了MsSO4的浓度和增加了硼素其特点是无机机盐数量较低适于生根培养N6培养基是1974年朱至清等为水稻等禾谷类作物花药培养而设计的其特点是成分较简朴KNO3和NH42SO4含量高在国内已广泛应用于小麦水稻及其他植物的花药培养和其他组织培养KM8P培养基它是1974年为原生质体培养而设计的其特点是有机成分较繁杂它包括了全体的单糖和维生素广泛用于原生质融合的培养激素细胞分裂素赤霉素GA生长素促进细胞分裂和分化不定芽6BAKTZA2iP诱导细胞的分裂和根的分化IBA吲哚丁酸IAA吲哚乙酸NAA24D诱导生根24D诱导愈伤组织抑制愈伤组织形成促进芽的形成GA3激素配比模式生长素与细胞分裂素的比例抉择着发育的方向是愈伤组织长根还是长芽如为了促进芽器官的分化应除去或降低生长素的浓度或者调整培养基中生长素与细胞分裂素的比例生长调理物质的使用甚微一般用mgL表示浓度在组织培养中生长调理物质的使用浓度因植物的种类部位时期内源激素等的不同而异一般生长素浓度的使用为0055mgL细胞分裂素00510mgL培养所需环境条件光照强度一般而言愈伤组织的形成并不需要光照培养前期10004000lx后期10000lx光照时数不同培养的组织其光照时间不同如烟草愈伤组织采用1000lx16小时日培养而花椰菜组织培养那么以4000lx9小时日光照为宜光质一般采用日光灯作为光源组织培养中关键的器官形成作用是种光形态发生现象是受光敏色素操纵的温度一般习惯将培养物置于恒温下通常应用的温度为25OC左右光受体系统建立时需要对相关的抗生素种类及其浓度举行试验筛选抗生素敏感性试验抑制农杆菌生长的抗生素种类和浓度的筛选要考虑植物种类和农杆菌株系两个方面对植物细胞无毒不显著抑制植物细胞生长浓度以能够抑制农杆菌生长而不阻力植物生长的浓度为宜用于转化子筛选的抗生素浓度确实定二抗生素敏感性抗生素敏感性测定设计出愈伤组织诱导或分化再生培养基高压灭菌后参与不同种类不同浓度梯度的无菌抗生素再将未经转化的受体材料至于选择培养基上培养查看该抗生素对其分化再生的影响以及未附加抗生素的培养基接种同样的受体材料未对照来确定适合的抗生素及浓度农杆菌的敏感性试验及菌种的选择农杆菌载体转化是目前植物最告成的转化系统一般在举行转化前首先需要举行菌株的接瘤或发根试验选择侵染敏感的农杆菌种类农杆菌敏感性试验的原理是利用野生型农杆菌能在外植体组织中形成肿瘤或发根根据肿瘤的诱导率发生时间及生长状态的敏感程度其操作程序是把常用的菌株接种在固体琼脂平板或液体培养基中用牙签挑取菌体穿刺受体植物组织可在同一植株的不同部位叶片及其中脉花茎和幼茎的节间屡屡接种对比其敏感性然后将植株在光下几周后查看肿瘤或发根的诱发处境能形成肿瘤或发根那么说明该植物材料可作为农杆菌的一个宿主可用农杆菌介导转化受体系统常见的问题及其解决途径再生才能及其遗传稳定性褐化玻璃化再生才能及其遗传稳定性再生才能下降的解决途径裁减筛选继代次数选用适合的外植体采用最适培养基裁减变异性的措施裁减组织培养时间甚至完全取消组织培养过程譬如用基因枪轰击胚轴或芽的分生组织收获种子在后代中筛选转化植株初代培养外植体的褐变外植体褐变是指在接种后其外观开头褐变有时甚至会使整个培养基褐变的现象它的展现是由于植物组织中的多酚氧化酶被激活而使细胞的代谢发生变化所致在褐变过程中会产生醌类物质它们多呈棕褐色当分散到培养基后就会抑制其他酶的活性从而影响所接种外植体的培养褐化防止褐变的措施选择适合的外植体缩短转