轉基因植物是基因組中含有外源基因的植物。透過原生質體融合、細胞重組、遺傳物質轉移、染色體工程技術獲得,改變植物的某些遺傳特性。 人工轉基因動物就是基因組中含有外源基因的動物。它是按照預先的設計,融合重組細胞、遺傳物質轉移、染色體工程和基因工程技術將外源基因匯入精子、卵細胞或受精卵,再以生殖工程技術,有可能育成轉基因動物。 遺傳轉化的方法按其是否需要透過組織培養、再生植株通常可分成兩大類,第一類需要透過組織培養再生植株,常用的方法有農桿菌介導轉化法、基因槍法;另一類方法不需要透過組織培養,比較成熟的主要有花粉管通道法,花粉管通道法是中國科學家提出的。 農桿菌介導轉化 農桿菌是普遍存在於土壤中的一種革蘭氏陰性細菌,它能在自然條件下趨化性地感染大多數雙子葉植物的受傷部位,並誘導產生冠癭瘤或髮狀根。根癌農桿菌和髮根農桿菌中細胞中分別含有Ti質粒和Ri質粒,其上有一段T-DNA,農桿菌透過侵染植物傷口進入細胞後,可將T-DNA插入到植物基因組中。 因此,農桿菌是一種天然的植物遺傳轉化體系。人們將目的基因插入到經過改造的T-DNA區,藉助農桿菌的感染實現外源基因向植物細胞的轉移與整合,然後透過細胞和組織培養技術,再生出轉基因植株。 農桿菌介導法起初只被用於雙子葉植物中,自從技術瓶頸被打破之後,農桿菌介導轉化在單子葉植物中也得到了廣泛應用,其中水稻已經被當作模式植物進行研究。 花粉管通道法 在授粉後向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道,將外源DNA匯入受精卵細胞,並進一步地被整合到受體細胞的基因組中,隨著受精卵的發育而成為帶轉基因的新個體。該方法於80年代初期由中國學者周光宇提出,中國目前推廣面積最大的轉基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。該法的最大優點是不依賴組織培養人工再生植株,技術簡單,不需要裝備精良的實驗室,常規育種工作者易於掌握。 核顯微注射法 核顯微注射法是動物轉基因技術中最常用的方法。它是在顯微鏡下將外源基因注射到受精卵細胞的原核內,注射的外源基因與胚胎基因組融合,然後進行體外培養,最後移植到受體母畜子宮內發育,這樣分娩的動物體內的每一個細胞都含有新的DNA片段。-這種方法的缺點是效率低、位置效應(外源基因插入位點隨機性)造成的表達結果的不確定性、動物利用率低等,在反芻動物還存在著繁殖週期長,有較強的時間限制、需要大量的供體和受體動物等特點。 詳細步驟:在顯微鏡下,用一根極細的玻璃針(直徑1-2微米)直接將DNA注射到胚胎的細胞核內,再把注射過DNA的胚胎移植到動物體內,使之發育成正常的幼仔。用這種方法生產的動物約有十分之一是整合外源基因的轉基因動物。 基因槍法 利用火藥爆炸或高壓氣體加速(這一加速裝置被稱為基因槍),將包裹了帶目的基因的DNA溶液的高速微彈直接送入完整的植物組織和細胞中,然後透過細胞和組織培養技術,再生出植株,選出其中轉基因陽性植株即為轉基因植株。與農桿菌轉化相比,基因槍法轉化的一個主要優點是不受受體植物範圍的限制。而且其載體質粒的構建也相對簡單,因此也是轉基因研究中應用較為廣泛的一種方法。 精子介導法 精子介導的基因轉移是把精子作適當處理後,使其具有攜帶外源基因的能力。然後,用攜帶有外源基因的精子給發情母畜授精。在母畜所生的後代中,就有一定比例的動物是整合外源基因的轉基因動物。 同顯微注射方法相比,精子介導的基因轉移有兩個優點:首先是它的成本很低,只有顯微注射法成本的1/10。其次,由於它不涉及對動物進行處理,因此,可以用生產牛群或羊群進行實驗,以保證每次實驗都能夠獲得成功。 核移植轉基因法 體細胞核移植是一種轉基因技術。該方法是先把外源基因與供體細胞在培養基中培養,使外源基因整合到供體細胞上,然後將供體細胞細胞核移植到受體細胞——去核卵母細胞,構成重建胚,再把其移植到假孕母體,待其妊娠、分娩,便可得到轉基因的克隆動物。 體細胞核移植法 先在體外培養的體細胞中進行基因匯入,篩選獲得帶轉基因的細胞。然後,將帶轉基因體細胞核移植到去掉細胞核的卵細胞中,生產重構胚胎。重構胚胎經移植到母體中,產生的仔畜百分之百是轉基因動物。
轉基因植物是基因組中含有外源基因的植物。透過原生質體融合、細胞重組、遺傳物質轉移、染色體工程技術獲得,改變植物的某些遺傳特性。 人工轉基因動物就是基因組中含有外源基因的動物。它是按照預先的設計,融合重組細胞、遺傳物質轉移、染色體工程和基因工程技術將外源基因匯入精子、卵細胞或受精卵,再以生殖工程技術,有可能育成轉基因動物。 遺傳轉化的方法按其是否需要透過組織培養、再生植株通常可分成兩大類,第一類需要透過組織培養再生植株,常用的方法有農桿菌介導轉化法、基因槍法;另一類方法不需要透過組織培養,比較成熟的主要有花粉管通道法,花粉管通道法是中國科學家提出的。 農桿菌介導轉化 農桿菌是普遍存在於土壤中的一種革蘭氏陰性細菌,它能在自然條件下趨化性地感染大多數雙子葉植物的受傷部位,並誘導產生冠癭瘤或髮狀根。根癌農桿菌和髮根農桿菌中細胞中分別含有Ti質粒和Ri質粒,其上有一段T-DNA,農桿菌透過侵染植物傷口進入細胞後,可將T-DNA插入到植物基因組中。 因此,農桿菌是一種天然的植物遺傳轉化體系。人們將目的基因插入到經過改造的T-DNA區,藉助農桿菌的感染實現外源基因向植物細胞的轉移與整合,然後透過細胞和組織培養技術,再生出轉基因植株。 農桿菌介導法起初只被用於雙子葉植物中,自從技術瓶頸被打破之後,農桿菌介導轉化在單子葉植物中也得到了廣泛應用,其中水稻已經被當作模式植物進行研究。 花粉管通道法 在授粉後向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道,將外源DNA匯入受精卵細胞,並進一步地被整合到受體細胞的基因組中,隨著受精卵的發育而成為帶轉基因的新個體。該方法於80年代初期由中國學者周光宇提出,中國目前推廣面積最大的轉基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。該法的最大優點是不依賴組織培養人工再生植株,技術簡單,不需要裝備精良的實驗室,常規育種工作者易於掌握。 核顯微注射法 核顯微注射法是動物轉基因技術中最常用的方法。它是在顯微鏡下將外源基因注射到受精卵細胞的原核內,注射的外源基因與胚胎基因組融合,然後進行體外培養,最後移植到受體母畜子宮內發育,這樣分娩的動物體內的每一個細胞都含有新的DNA片段。-這種方法的缺點是效率低、位置效應(外源基因插入位點隨機性)造成的表達結果的不確定性、動物利用率低等,在反芻動物還存在著繁殖週期長,有較強的時間限制、需要大量的供體和受體動物等特點。 詳細步驟:在顯微鏡下,用一根極細的玻璃針(直徑1-2微米)直接將DNA注射到胚胎的細胞核內,再把注射過DNA的胚胎移植到動物體內,使之發育成正常的幼仔。用這種方法生產的動物約有十分之一是整合外源基因的轉基因動物。 基因槍法 利用火藥爆炸或高壓氣體加速(這一加速裝置被稱為基因槍),將包裹了帶目的基因的DNA溶液的高速微彈直接送入完整的植物組織和細胞中,然後透過細胞和組織培養技術,再生出植株,選出其中轉基因陽性植株即為轉基因植株。與農桿菌轉化相比,基因槍法轉化的一個主要優點是不受受體植物範圍的限制。而且其載體質粒的構建也相對簡單,因此也是轉基因研究中應用較為廣泛的一種方法。 精子介導法 精子介導的基因轉移是把精子作適當處理後,使其具有攜帶外源基因的能力。然後,用攜帶有外源基因的精子給發情母畜授精。在母畜所生的後代中,就有一定比例的動物是整合外源基因的轉基因動物。 同顯微注射方法相比,精子介導的基因轉移有兩個優點:首先是它的成本很低,只有顯微注射法成本的1/10。其次,由於它不涉及對動物進行處理,因此,可以用生產牛群或羊群進行實驗,以保證每次實驗都能夠獲得成功。 核移植轉基因法 體細胞核移植是一種轉基因技術。該方法是先把外源基因與供體細胞在培養基中培養,使外源基因整合到供體細胞上,然後將供體細胞細胞核移植到受體細胞——去核卵母細胞,構成重建胚,再把其移植到假孕母體,待其妊娠、分娩,便可得到轉基因的克隆動物。 體細胞核移植法 先在體外培養的體細胞中進行基因匯入,篩選獲得帶轉基因的細胞。然後,將帶轉基因體細胞核移植到去掉細胞核的卵細胞中,生產重構胚胎。重構胚胎經移植到母體中,產生的仔畜百分之百是轉基因動物。