9.2.1 良好的植物基因转化受体系统应满足的条件
1.具有高效、稳定的再生能力
用于植物基因转化的外植体必须有很高的再生频率,并且具有良好的稳定性和重复性。植物基因转化过程中通常转化率比较低,并且在转化处理过程中不可避免地受到一定的伤害,如选择压、微弹穿过细胞造成的伤害等,从而使转化的受体再生频率进一步降低,有的甚至不能形成正常的植物。通常为了获得较好的转化效果,建立的基因转化受体应具有80%以上的再生频率。
2.具有较高的遗传稳定性
植物基因转化最终的目的是在最大程度保持物种原有种性基础上定向改造生物的遗传性状。受体系统接受外源DNA后应不影响其自身的遗传体系,同时又能稳定地将外源基因遗传给后代,保持遗传的稳定性。另外,植物再生过程是一个复杂、系统的过程,每一个环节均有产生无性系变异的可能,进而影响到转化的效果。因此,建立转化受体系统应最大程度避免各种变异类型的产生。
3.具有稳定的外植体来源
植物基因转化率一般比较低,试验次数相对较多,这就要求用于转化的材料容易大量获得。目前用于转化的外植体有叶片、茎段、无菌实生苗的胚轴、幼胚、成熟胚、愈伤组织、原生质体、悬浮细胞等。
4.对选择压敏感
将外源基因导入受体植物细胞以后,需要用一定的选择压将未转化的细胞淘汰掉。如在培养基中添加抗生素、除草剂等,受体植物材料对选择剂应有一定的敏感性,即培养基中选择剂浓度达到一定水平时,能够抑制非转化细胞的生长、发育和分化,而转化细胞能正常生长,进而再生获得完整的转化植株。不同植物的不同外植体种类对抗生素的敏感性差异较大,过度敏感和过度钝化的植物材料均不适合作为转基因受体。
5.对农杆菌侵染有敏感性
对于利用农杆菌Ti或Ri质粒为载体介导的植物转化而言,需要植物受体材料对农杆菌敏感,这样才能实现农杆菌的侵染,但不能有过敏性反应。一些单子叶植物和裸子植物对农杆菌的侵染不敏感,即使双子叶植物对农杆菌的敏感程度也不一样。不同的植物,甚至是同一植物不同组织对农杆菌侵染的敏感性也有很大的差异。因此,必须测试受体系统对农杆菌侵染的敏感性。