[園林植物育種學(xué)課件]-第8章分子育種

《[園林植物育種學(xué)課件]-第8章分子育種》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、第八章分子育種一、分子育種的概念與程序概念按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)密的設(shè)計(jì)，通過(guò)體外DNA重組技術(shù)和DNA轉(zhuǎn)移技術(shù)，有目的地改造生物種性，使現(xiàn)有物種在短時(shí)間內(nèi)趣于完善，以創(chuàng)造出新的生物類(lèi)型的技術(shù)體系，亦即基因工程。2.植物基因工程植物基因工程是近20年來(lái)隨著DNA重組技術(shù)、植物遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)及植物組織培養(yǎng)技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代生物技術(shù)。3.基因工程的基本步驟目的基因的獲取基因載體的選擇與構(gòu)建目的基因與載體的拼接重組子導(dǎo)入受體分子外源基因的表達(dá)和產(chǎn)物的分離重組子的檢測(cè)4.觀(guān)賞植物基因工程的目的基因1、觀(guān)賞性開(kāi)花、花色、花型、花徑相關(guān)基因。2、抗逆性抗蟲(chóng)、抗旱、耐鹽堿、抗寒相關(guān)基因3

2、、切花壽命4、花期調(diào)控二、基本技術(shù)及原理（一）DNA重組技術(shù)將外源DNA片段與載體分子連接，形成重組DNA分子，再將重組子導(dǎo)入寄主細(xì)胞內(nèi)。這一技術(shù)體系稱(chēng)為DNA重組技術(shù)。DNA重組技術(shù)（二）基因工程的基本概念1.轉(zhuǎn)化（Transformation)：是指將外源DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞的過(guò)程。2.復(fù)制子（Replicon)：具有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)(ori)的DNA分子稱(chēng)為一個(gè)復(fù)制子。3.載體（Vector）：能與外源DNA連接并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的復(fù)制子。4.重組子（Recombinant）：連接了外源DNA分子的復(fù)制子。（三）基因工程的工具酶限制性?xún)?nèi)切酶（restrictionendonu

3、clease)DNA連接酶（ligase)末端修飾酶（五）基因工程的載體系統(tǒng)1、質(zhì)粒載體2、噬菌體載體3、病毒載體質(zhì)粒圖譜及質(zhì)粒構(gòu)建啟動(dòng)子外源基因終止子啟動(dòng)子報(bào)告基因終止子（標(biāo)記基因）目的片段選擇標(biāo)記載體(六)植物基因工程的報(bào)告基因定義特點(diǎn)在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)報(bào)告基因與目的基因嵌和表達(dá)研究調(diào)控區(qū)報(bào)告基因的種類(lèi)新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶（Neomycinephosphotransferase–II,NPTII)基因氯霉素乙?；D(zhuǎn)移酶（Chloraphenicolacetyltransferase,CAT）基因潮霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶（Hygromycinphosphotransferase,Hp

4、t）基因β–葡萄糖酸苷酶（β–Glucuronidase,GUS）基因熒光素酶（Luceferase,Luc）基因抗除草劑（Basta,Bar）基因三、轉(zhuǎn)基因操作的方法(一)外源DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞的方法載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化方法DNA直接導(dǎo)入法種質(zhì)系統(tǒng)法外源DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞的方法1、致癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的Ti質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)化法2、病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移3、基因槍介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)化4、PEG誘導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)化5、脂質(zhì)體介導(dǎo)6、電激法介導(dǎo)7、超聲波介導(dǎo)8、顯微注射9、激光微束10、種質(zhì)系統(tǒng)介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)化法1、致癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的Ti質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)化法含有Ti質(zhì)粒的致癌農(nóng)桿菌與一些植物的細(xì)胞接觸后，Ti質(zhì)粒的一部分（

5、T-DNA）可以導(dǎo)入植物細(xì)胞，整和到植物基因組DNA隨其復(fù)制。根據(jù)這一特性可構(gòu)建一系列Ti質(zhì)粒載體，與含目的片段的DNA片段重組，導(dǎo)入致癌農(nóng)桿菌，再采用葉盤(pán)法、原生質(zhì)體培養(yǎng)法、細(xì)胞培養(yǎng)法，通過(guò)致癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)進(jìn)入植物細(xì)胞。根瘤農(nóng)桿菌及Ti質(zhì)粒Ti質(zhì)粒根瘤農(nóng)桿菌染色體外的遺傳物質(zhì)，為共價(jià)閉合環(huán)狀的DNA分子。Ti質(zhì)粒的功能為農(nóng)桿菌提供附著于植物細(xì)胞壁的能力；參與寄主細(xì)胞合成激素的能力；誘發(fā)植物產(chǎn)生冠癭瘤；賦予寄主分解冠癭堿的能力；決定寄主范圍。Ti質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)T-DNA區(qū)Vir區(qū)Con區(qū)Ori區(qū)Vir區(qū)LBRBETiPlasmidT-DNA區(qū)Ori區(qū)Con區(qū)Vir區(qū)操縱子的基因結(jié)

6、構(gòu)與功能Vir區(qū)是一段長(zhǎng)度為35KB操縱子包含六個(gè)基因：VirA、VirB、VirC、VirD、VirE、VirG。核心區(qū)左邊界右邊界T-DNA的結(jié)構(gòu)與功能∶LBRBLBRB植物遺傳轉(zhuǎn)化的載體系統(tǒng)一元載體（順勢(shì)載體）雙元載體（反式載體）農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化質(zhì)粒的構(gòu)建PG2TNOSAmprPG1T目的基因報(bào)告基因，選擇標(biāo)記基因Vir區(qū)目的基因報(bào)告基因，選擇標(biāo)記基因LBRB農(nóng)桿菌導(dǎo)入方法共培養(yǎng)法葉盤(pán)轉(zhuǎn)化法整株感染法原生質(zhì)體共培養(yǎng)法2、基因槍介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因操作基本原理操作步驟優(yōu)點(diǎn)影響轉(zhuǎn)化效率的因素Bio-RadBiolisticDS-1000/HeandHeptaSystemBio-R

7、adBiolisticDS-1000/HeandHeptaSystem操作步驟預(yù)培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因操作轉(zhuǎn)基因植株篩選和培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植株的鑒定田間釋放影響轉(zhuǎn)化效率的因素金屬微粒DNA沉淀輔助劑DNA純度和濃度微彈速度植物材料基因槍法的優(yōu)點(diǎn)無(wú)宿主限制；靶受體類(lèi)型廣泛；可控度高；操作簡(jiǎn)便。問(wèn)題：轉(zhuǎn)化效率低；嵌合體多；穩(wěn)定性差，瞬時(shí)表達(dá)；外源基因沉默；整合機(jī)理不詳。3、PEG誘導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)化聚乙二醇（PEG）、多聚鳥(niǎo)苷酸、磷酸鈣在高PH值條件下誘導(dǎo)原生質(zhì)體撲獲DNA分子。步驟：共保溫；稀釋PEG；非選擇培養(yǎng)；選擇培養(yǎng)。優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)化順利，