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基因槍轉(zhuǎn)化法
氣動式基因槍中具有代表性的是PDS-1000/He,利用由不同厚度的聚苯四甲酰亞1胺膜制成的可裂圓片來調(diào)控氦氣壓力。當(dāng)氦氣壓力達(dá)到可裂圓片的臨界承受壓力時,可裂圓片破1裂并產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣流,使微彈載體攜帶微彈高速運(yùn)動,遇到剛性的阻擋網(wǎng),微彈載體被阻遏,而微彈利用慣性繼續(xù)向前高速運(yùn)動,轟擊靶1細(xì)胞或組織,從而攜帶外源基因進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。基因槍法不再受到受體基因型的限制,又能避開原生質(zhì)體再生的障礙,從而使植物的遺傳轉(zhuǎn)化翻開了新的一頁。
基因槍轉(zhuǎn)化法在植物遺傳轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用:應(yīng)用基因槍法轉(zhuǎn)化zui早的是Klein等人在1987年將攜帶有細(xì)菌氯霉1素乙酰轉(zhuǎn)移酶(cat)基因的煙1草花葉病毒的RNA導(dǎo)入洋蔥的表皮細(xì)胞,使此基因得到表達(dá)。后來,隨著對物理參數(shù)(如金屬粒子的理化特性、DNA與金屬粒子的結(jié)合和靶組織特性等)、環(huán)境條件(如受體植株、外植體和靶組織所適宜的溫度、濕度和光照等)和生物因子(如外植體及其轟擊前后的培養(yǎng)條件等)等的技術(shù)優(yōu)化,不斷完善的基因槍轉(zhuǎn)化技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對許多受體材料的轉(zhuǎn)化,包括原生質(zhì)體、懸浮細(xì)胞系、愈傷組織、外植體(幼穗、幼胚或成熟胚),甚至可以直接轟擊轉(zhuǎn)化花粉。
脂質(zhì)體法
是用帶正電荷的脂質(zhì)體作載體攜帶外源基因,與帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜融合,把外源基因?qū)爰?xì)胞。用脂質(zhì)體法轉(zhuǎn)化原生質(zhì)體,其毒性較電1擊法和PEG法小,且適于運(yùn)輸大分子DNA穿過質(zhì)膜。
Antonelli等(1990)用該法將基因組DNA轉(zhuǎn)入BMS玉米原生質(zhì)體,獲得轉(zhuǎn)化了的再生愈傷組織,轉(zhuǎn)化率高達(dá)8%。
脂質(zhì)體法的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)化受體為單個細(xì)胞,易于篩選,不易形成嵌合體,對于原生質(zhì)體再生能力好的植物品種,是非常好的轉(zhuǎn)化方法。
典型的腺病毒載體系統(tǒng)如:穿梭質(zhì)粒pCA13/腺病毒基因組質(zhì)粒pBHG11/包裝細(xì)胞293細(xì)胞。pCA13/的HCMV IE啟動子-多克1隆位點(diǎn)-SV40 AN(poly A)構(gòu)成外源基因的表達(dá)盒,該表達(dá)盒的插入使腺病毒E1基因缺失,但是保留其兩端側(cè)翼序列(左側(cè)的1~3bp的ITR,右側(cè)從3.5kb到末端的維持病毒裝配和活力必須的蛋白IX的基因),也保留了腺病毒的包裝信號
φ(194~358bp);pBHG11則保留了腺病毒基因組的絕大部分,但是缺失了包裝信號φ、0.5~3.7圖距(mu)部分的E1區(qū)、77.5~86.2mu的E3區(qū),293細(xì)胞是整合有Ad5 E1基因的人胚shen細(xì)胞系。pBHG11因?yàn)槿笔Оb信號及E1區(qū)而不能copy,pCA13帶有包裝信號及E1的側(cè)翼序列,但是缺失E1區(qū)及腺病毒絕大部分基因組,同樣不能copy。外源目的基因插入pCA13后,與pBHG11共轉(zhuǎn)染,進(jìn)入293細(xì)胞。pCA13與pBHG11在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生同源重組,同時,293細(xì)胞提供E1蛋白,從而包裝產(chǎn)生腺病毒顆粒。該病毒的蛋白質(zhì)外殼同野1生型腺病毒相似,具有同樣的感1染力進(jìn)入靶1細(xì)胞的能力,但是基因組DNA的E1區(qū)被外源目的基因取代,即進(jìn)入靶1細(xì)胞后病毒不能copy,但可以表達(dá)目的蛋白。