4）基本程序
尽管基因枪的种类很多，但遗传转化的基本步骤是一致 的： 受体材料的准备及预处理：（未成熟胚、成熟胚、小愈 伤组织、悬浮细胞、原生质体等平铺于培养皿中心，直 径在3cm范围内） DNA微弹的准备：金属微颗粒与外源DNA的混合 受体材料的轰击 轰击后外植体的培养、植株再生及转基因植株的分子检 测
转基因研究技术的中心环节即为DNA重组技术，其最终目的 是将DNA片段转入一个生物体，从而使该生物体表现某种性 状
转基因通过获取基因、重组基因和表达基因等过程来实现
转基因打破了物种的界限，使不同种的生物的遗传物质在分 子水平上重新组合在一起，并且完全可以按照人的意志或目 的，实现对生物体的改造
遗传转化中极为重要
3）基因枪工作原理
基因枪根据动力系统可分为火药引爆、高压放电和压缩气体驱 动三类
金属微颗粒（0.6-1.6 mm直径的钨或金颗粒），包被外源DNA 载体，加速后携带外源DNA进入植物受体细胞
压缩气体驱动的基因枪是目前的主流： 基因枪是利用不同厚度的聚酰亚胺薄膜制成可裂圆片，来调 控氦气压力，当氦气压力达到可裂圆片的临界压力时，可裂 圆片爆裂并释放出一阵强劲的冲击波，使微粒子弹载体携带 微粒子弹向下高速运动，轰击靶细胞或组织。
是指将植物的离体材料包括茎尖（芽）、分生组织、胚胎、 花粉、愈伤组织、悬浮细胞、原生质体等，经过一定的方法 处理后在超低温（-196℃液氮）条件下进行保存的方法。
材料的准备—预处理—加入冷冻保护剂—降温冷冻—种质液 氮保存—快速化冻（34-40 oC）、洗涤、再培养
4）超低温保存的方法有哪些？
常规超低温保存 玻璃化法超低温保存 包埋脱水法超低温保存 干燥冷冻法超低温保存
5）如何提高冷冻后细胞和组织的存活率？
材料的选择 冷冻前的预处理 超低温保存方法的选择 材料的冷冻降温方法 冷冻及洗涤 再培养 抗冻蛋白
本讲主要内容
植物遗传转化的概念 方法 转基因植株的鉴定 转基因植物的安全性评价
5）转化方法（例）
6）优缺点分析
优点：
无宿主限制：无论是单子叶植物和双子叶植物都可以应用 受体类型广泛：原生质体、叶圆片、悬浮培养细胞、茎、
根、以及种子的胚、分生组织、愈伤组织、花粉细胞、子房等 几乎所有具有分生潜力的组织或细胞都可以用基因枪进行轰击 可控度高：商品化的基因枪都可以根据实验需要调控微弹的速 度和射入浓度，命中特定层次的细胞 操作简便迅速
第十二讲 植物遗传转化
2012年秋季
上节课内容回顾
1）种质资源及种质保存的定义？
种质资源（Germplasm Resource）：又称遗传资源，习惯上 也叫品种资源。它包括栽培、野生及人工创造的粮食作物、 经济作物、园艺作物的品种或品系
种质保存（Germplasm Conservation）：是指利用天然或人工 创造的适宜环境，保存种质资源，使个体中所含有的遗传物 质保持其完整性，有高的活力，能通过繁殖将其遗传特性传 递下去
一 植物遗传转化的概念
植物遗传转化（Plant genetic transformation）:是指将 外源基因转移到植物体内并稳定整合、表达并遗传， 从而使受体植物体现转移基因的特征的过程。又称为 基因转化（gene transformation）
转基因植物（Transgenic plant）:通过遗传转化手 段，获得目的基因(包括外源和内源基因两类) 并能 在后代中稳定遗传的植物
缺点：
转化后瞬时表达高，但稳定遗传的少 转化频率低 成本高 出现非转化体及嵌合体的几率高 往往多拷贝进入，导致受体本身遗传变异大 轰击过程中可能造成外源基因的断裂
农杆菌介导法
病毒介导法
植株原位真空渗入法
（一）直接基因转移技术
1 基因枪法
概念 发展历史 原理 基本程序 转化方法 优缺点
1）基因枪法的概念
基因枪（Gene gun）:将携带基因的金属微粒高速射入 细胞和细胞器的装置
该方法又称为粒子轰击法(particle bombardment)，高速 粒子喷射技术(High-velocity particle microprojection)或 基因枪轰击技术(gene gun bombardment)
2）什么是种质离体保存？有哪些方法？
对离体培养的小植株、器官、组织、细胞或原生质体等材 料，采用限制、延缓或停止其生长的处理使之保存，在需要 时可重新恢复其生长，并再生植株的方法
有限制生长保存（低温、高渗透压、抑制剂、低氧分压、干 燥等保存法）及超低温保存
3）什么是超低温保存？主要程序有哪些？
2）基因枪法的发展历史
最早由Cornell大学的Sanford等于1983年发明，由火药引爆 1987年，Vlein等应用此技术将烟草花叶病毒RNA吸附到钨粒
表面，轰击洋葱表皮细胞，经检测发现病毒RNA能进行复制 1988年，McCabe等将外源DNA包被的钨粒对大豆茎尖分生组
织轰击，后代检验出了外源基因的表达 现在已经发展出了高压放电基因枪及压缩气体驱动基因枪等 迄今，该方法应用极为广泛，特别是在禾本科等单子叶植物的
样品比较（左为普通棉花， 右为兔毛转基因棉花）
抗除草剂大豆
遗传转化获得再生植株的基本程序
目的基因的克隆 重组载体的构建：在体外进行DNA重组，将外源DNA
连接到能自我复制又带有选择标记的载体上 将重组载体转移入受体细胞 筛选出含有目的DNA的受体细胞克隆 再生植株的获得
植物遗传转化的意义
植物遗传转化技术的应用：
基础研究
植物性状改良
植物抗虫基因工程 抗病基因工程 植物抗逆基因工程 植物品质改良的基因工程 植物叶绿体基因工程
生物工程
植物生物反应器
二 植物遗传Байду номын сангаас化的方法
直接基因转移技术 生物介导基因转移技术
基因枪法 电击转化法 PEG转化法 花粉管通道法 显微注射法 激光微束穿孔法