virＥ virＤ virC virG virＢ virA
植物细胞受伤后，细胞壁破 裂，分泌物中含有高浓度的 创伤诱导分子。它们是一些 酚类化合物，如乙酰丁酮 （acetosyringone，AS） 和α -羟基酰丁香酮（α hydroxacetosyringone， OH-AS）。 根癌农杆菌对这一类物质具 有趋化性，在植物细胞表面 附着后，受这些创伤诱导分 子的刺激，Ti质粒vir区毒性 基因被激活和表达。
Story
冠瘿瘤病：双子叶植物经常发生，因肿瘤着生地面在近地面的根茎交界处，形 似帽状而得名。 1907年， Smith & Townsent 农杆菌诱发冠瘿瘤病。 1947年， Braun et al. 证实俩者的关系，但发现有的菌株不
致病。提出了假说：tumour-inducing principle,TIP.肿瘤
目前已经发现9种信号因子，均为水溶性酚类化合物。 其中乙酰丁香酮（acetosyringone，AS）和羟基乙酰 丁香酮（OH-AS）的作用较强，儿茶酚、原儿茶酚、 没食子酸、焦性没食子酸、二羟基苯甲酸、香草酚和对 羟基苯酚处理农杆菌时也对Vir区的基因表达起促进作 用。 双子叶植物在在农杆菌侵染时可以形成大量的信号因子， 而使T- DNA可以成功的转入； 而单子叶植物需要加入外源酚类物质，才能激活Vir区 的基因，达到转基因的目的。
长度：160-250 kb 6大功能区： 1)致瘤区，这个区主要合成植物 生长素和细胞分裂素； 2)冠瘿碱合成区； 3)冠瘿碱分解区； 4)Ti质粒接合转移区(tra)； 5)毒性区（Vir）； 6)DNA复制区（Rep）。
T-DNA
在致瘤区、冠瘿碱合成区的两侧 存在着一个24 bp直接重复序列， 由这三部分所构成的DNA区域叫 做T-DNA。
农杆菌介导转化法
农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，
它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤 部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。
农杆菌 感染柳树 产生 冠瘿瘤
原理： 根癌农杆菌和发根农杆菌细胞中分别含有Ti质粒和Ri 质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口
进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。
因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们
将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的
感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过 细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。 农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近年来， 农杆菌介导转化在一些单子叶植物（尤其是水稻）中也
得到了广泛应用。
诱导因子 。 60’s , 肿瘤组织中含高浓度的氨基酸（octopine , nopaline）
总称冠瘿碱（opine) 。 Petit et al.证实肿瘤组织
合成的冠瘿碱取决于菌株，而且菌株能专一地利用 冠瘿碱作为菌株生存的唯一的碳源和氮源。(证实了TIP)
1974年，Zaenen et al, Schell, Van Larebeke et al. 从致瘤农杆菌中分离出一类巨大的质粒 (tumor inducing plasmid)，称为Ti质粒。 Ti=TIP
Vir 区（ Vir-region ）：即毒性区。其长度约为 35kb。 控制根癌农杆菌附着于植物细胞和 Ti 质粒进入细胞有 关部位，与感染后冠瘿形成有关。 Vir区位于T-DNA区左侧，包含义个毒性遗传点 （virA、virＢ、virC、 virＤ、virＥ和virG）。 vir基因控制着Ｔ－ＤＮＡ的转移。
冠瘿碱合成基因在宿主植物体 内合并分泌出来 , 被 Ti质粒上的 冠瘿碱代谢基因分解成碳源和 氮源，供根癌农杆菌生长所须。
脂碱型根癌农杆菌Ti质粒中 T-DNA的左右两侧是一段 24bp的重复序列,构成TDNA的左边界和右边界。 在某些章鱼碱型根癌农根癌 农杆菌Ti质粒中T-DNA是以 两个分开的独立片段形式存 在，即T-DNA左边区段和TDNA右边区段。 插入在T-DNA边界序列之间 的任何DNA都可被转到植物 染色体中。因此Ti质粒可用 做外源目的基因的载体。
致瘤区+冠瘿碱+左右边界=TDNA
插入植物染色体中的Ti质粒片 段只有T-DNA。
T-DNA 区域中的这些基因只 有在T-DNA插入到植物基因组 后才能激活表达.
T-DNA ：
Tms1 、 Tms2 、 Tmr 这 3 个基
因表达植物生长素和细胞分裂 素, 可调节植物细胞的生长和发育 , 它们的过量表达刺激植物细胞 大量快速增长而形成冠瘿。
1) Ti质粒的结构
来自于不同野生型根癌农杆菌的Ti质粒可根据其产生 的冠瘿碱类型分为三类：章鱼碱(octopine)类 胭脂碱(nopaline)类 农杆碱（agropine） 类。
Ti质粒携带着既能分解又能合成这些化合物的酶类和相应 基因，然而冠瘿碱合成基因却不能在根癌农杆菌中表达， 它们只有进入植物细胞后才能表达，Ti质粒上的冠瘿碱分 解基因产物却能分解冠瘿碱，为宿主细胞提供能源、氮源 和碳源。
1977年，Chilபைடு நூலகம்on et al.分子杂交技术证实肿瘤细胞中存 在外源的DNA ,与Ti质粒的DNA有同源性，是整 合到了植物染色体的农杆菌质粒DNA片段， T- DNA (transferred DNA),其内有致瘤和冠瘿 碱合成酶等基因。 1981年，Ooms et al.发现Ti质粒上有致瘤区(virulence region)，Vir区。
Ti质粒是根癌农杆菌 细胞核外存在的一种 环状双链DNA分子， 长度约200kb，平均 周长54.1－75 .4 um， 分子质量为（90－ 150）×106 Da。在 温度低与30℃的条件 下，Ti质粒可稳定地 存在于根癌农杆菌细 胞内。
Ti质粒除上述上述诱导受侵染的植物组织产生冠瘿瘤外， 还具有以下几种重要功能： 1、赋予根癌农杆菌附着于植物细胞的能力； 2、赋予根癌农杆菌分解代谢冠瘿碱的能力； 3、根癌农杆菌的寄主植物范围； 4、决定所诱导的冠瘿形态和冠瘿碱的成分； 5、参与寄主细胞合成植物激素吲哚乙酸和一些细胞分裂 素的代谢活。