生殖细胞原位转化技术及其分子验证
原位转化指不经过组织培养或细胞培养而使植物在活体状态下进行转化的一种转基因技术。生殖细胞原位转化技术是指以生殖器官或细胞为受体,直接利用植物受体本身的有性生殖过程或者种子发育过程,不经过离体再生或是愈伤组织培养,将外源基因导入受体材料的一种转基因技术。该技术能有效缩短获得可遗传转基因种子的时间。植物的生殖细胞是指在雌雄配子体中形成的或参与生殖过程的有关细胞,如大、小孢母细胞以及由其产生的卵细胞和花粉,广义地说也包括合子胚。原位转基因方法最早由Feldmann 等(1987)开创,1987 年,他们使用农杆菌菌液浸泡萌发的拟南芥种子,经抗生素筛选,最终获得了转基因植株;随后,Bechtold(1993)通过真空渗入法处理拟南芥植株,获得了较多的转基因植株;1988年,Clough等(1998)将拟南芥花序作为受体材料,在15 d内对花序浸渍三次,转化效率较高;1999 年,Ye 等(1999)利用报告基因,采取真空转化法对拟南芥进行转化,研究证实,GUS 基因通过胚珠传递,农杆菌的转化靶组织是胚珠;2000 年,Desfeux 等(2000)用被注射农杆菌的拟南芥作为母本或父本进行大量的杂交试验。除了对模式植物拟南芥的转化,原位转化法也被扩展应用到粮食、蔬菜等物种上。
生殖细胞原位转化技术的优点:
(1)生殖细胞具有全能性,作为受体细胞更易接受外源DNA,且能够按照正常的受精过程遗传给后代,避免了外植体再生系统中存在的基因型依赖问题;
(2)不通过离体植物组织培养和植株再生技术,直接对活体转化并在子代中筛选抗性植株,成本低廉,操作简单,不受季节、环境限制,一般在实验室或大田中都能进行;
(3)避免了组培产生的逃逸体、嵌合体等问题,为有些难于建立再生体系的植物提供新方法,遗传稳定性好,多以单拷贝插入受体植物细胞基因组,为育种提供了中间选育材料。