1 转基因植物
1.1 受体
• 叶盘 • 原生质体 • 悬浮细胞 • 愈伤组织 • 胚状体 • 活体 • 等等
1.2 转基因方法
直接转化法 : 基因枪法 载体介导法：农杆菌介导法
1.2.1 直接转化法 基因枪法
**最早的基因枪（火药式）由美国康乃尔大学Sanford等 1987年设计制造 。
基本原理
抗逆-盐害
野生型油菜和转基因（AtNHX1）油菜经 200mM NaCl 处理10 周
抗逆-冻害
Ti质粒的功能区域
T-DNA的染色体整合机制
消毒
切取
土壤农杆菌 浸泡
叶盘
培养基
愈伤组织 分化幼苗
植物受体
抗生素筛选
分化出苗
生根壮苗
其它方法
植物病毒感染法 花粉管通道法 电穿孔转化法 激光微束穿孔转化法 显微注射法 超声波介导转化法 多聚物介导法 浸渍法 电泳法 碳化硅纤维介导法 真空渗透法 圆球体法 等等
2. 基因改良植物
除草剂 干旱
品质
盐害 冻害
非生物胁迫 生物体
热害
涝害
其他性状
虫害作物品种改良中的应用
抗虫 抗病毒 抗病 抗非生物胁迫 抗除草剂 改良作物品种 改变花的颜色和形状 转基因植株作为生物反应器
抗病大豆
（A）萎黄病（箭头所指）感染
野生型 转基因
抗病烟草
野生型
转基因
（B） 外源基因抵抗TMV对烟草的感染。 接种后11天 症状（箭头）
抗除草剂
占总转基因植 物种植面积的 77％，其中主 要为抗除草剂 大豆。
转基因
野生型 野生型
野生型
转基因
转基因
用0.1%草苷膦处理大豆叶片 具有除草剂抗性的大豆
抗逆-盐害
野生型 转基因 未处理前
野生型 转基因 处理后
野生型和转基因（AtNHX1 ）番茄用200mM NaCl处理11周
第十二章 种质保存
第一节 常温保存 第二节 常低温和低温保存 第三节 超低温保存
第十章 转基因植物
转基因植物 基因改良植物 转基因生物制药 转基因安全性
• 转基因植物是指利用生物或物理、化学等手 段将外源基因导入植物受体系统中，使之在 受体中得以表达，进而获得转基因植株的技 术体系。
基 因 转 化 的 的 基 本 步 骤
• 优点：
① 解决一些无性繁殖作物种质资源的低温、长期保 存问题，可有效避免资源的丢失；
② 节省土地和劳动力，保存方法简单，花费少且能 在保存中脱毒；
③ 在需要时，可快速繁殖，
④ 利于国际国内种质交换。
离体保存方法: 常温保存（25±5 ℃） 低温保存 （0-8 ℃）， 超低温保存（-80 - -196℃）
叶肉特异性表达 维管束特异表达
叶特异性表达
茎特异表达
GFP基因
• GFP绿色荧光蛋 白是从一种生活 在北太平洋寒冷 水域的水母体内 发现的。
依赖于重组子结构特征分析筛选
核酸分子杂交分析
Southern blot 筛选结果
第十章 转基因植物
转基因植物 基因改良植物 转基因生物制药 转基因安全性
1.3 转基因植物的鉴定
遗传表型特征筛选 依赖于重组子结构特征分析筛选 核酸分子杂交分析 免疫化学分析检测 PCR筛选法
3.1 遗传表型特征筛选 常用的报告基因
抗生素抗性基因 显色或发光报告基因 抗除草剂抗性基因
β-葡萄糖酸苷酶基因（gus） 能催化特殊反应，通过荧光、分光光度和组织化学
方法对这些特殊反应产物进行检测。
种质保存的两种方式：
原地保存: 通过建立自然保护区和天然 公园来实现
异地保存: 通过植物园、种质圃、种子 库以及离体保存来实现。
华南植物园
西双版纳国家级自然保护区建立的兰科植物种 质资源保存苗圃
野生稻频临灭绝
• 离体保存：将组织和细胞培养中的外植体或试管 苗贮存在使其抑制生长、缓慢生长或无生长的条 件下，达到长期保存的方法。
将外源DNA通过亚精胺和氯化钙的沉积作用包被在金属颗粒 （金粉、钨粉等）表面，此为微弹，将这种微弹悬液涂于载膜 （尼龙、塑料等）上，以不同的驱动力高速驱动微弹载体，使 携带DNA的微弹穿透植物细胞壁，直接进入受体靶细胞。
1.2.2 载体介导法：农杆菌介导
➢ 几乎所有的双子叶植物尤其是豆科类植物的根部 常常会形成根瘤，这是由于植物根部被一种革兰 氏阴性土壤杆菌农杆根瘤菌（A.tumefaciens）感染 所致，其致瘤特性是由该菌细胞内的野生型质粒 Ti（Tumor-inducing）介导的。
冰冻保护剂
• 渗透型抗冻剂：二甲亚砜（DMSO）、乙二 醇、乙酰胺、丙二醇、甘油等
• 作用特点：属低分子中性物质，在溶液中易 结合水分子，发生水合作用，使溶液的粘性 增加而减弱水的结晶过程，达到保护的目的 。
非渗透型抗冻剂
• 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、蔗糖、葡聚糖、聚乙 二醇等，
• 作用特点：可溶于水，但不能进入细胞，可在特 定的温度下降低溶质（电解质）浓度，从而起到 保护作用
培养基条件的改变
• 改变培养基无机盐的浓度: 1/4MS培养菠萝 苗，一年后仍有81％保持活力；
• 增加培养基渗透压：添加甘露醇、蔗糖， 抑制外植体生长。
• 添加植物激素：多效唑PP333 等
培养环境条件的改变
• 降低培养环境的氧含量： • 保存材料上覆盖一层矿物质如石蜡、液态
石油 • 降低环境的氧分压。
种质资源的重要性
• 种质资源是在漫长的历史过程中, 由自然演化和人 工创造而形成的一种重要的自然资源。
• 积累了由于自然和人工引起的极其丰富的遗传变异 ,即蕴藏着各种性状的遗传基因。
• 人类用以选育新品种和发展农业生产的物质基础, • 也是进行生物学研究的重要材料, 是极其宝贵的自
然财富。
• 种质保存(germplasm conservation) ： 利用天 然或人工创造的适宜环境，使个体中所含有 的遗传物质保持其遗传完整性，有高的活力 ，能通过繁殖将其遗传特性传递下去。
植物细胞的遗传转化文稿演示
• 种质（germplasm）：是指亲代通过生殖细胞 或体细胞传递给子代的遗传物质。
• 种质资源：具有一定种质或基因的生物类型， 称为（基因资源、基因库、基因银行）。
• 包括品种、类型、近缘种和野生种的植株、种 子、无性繁殖器宫、花粉甚至单个细胞，只要 具有种质并能繁殖的生物体，都能归入种质资 源之内。