浙江龙网

  1. 首页 > 生活百科 > >

农杆菌介导的转基因玉米种子的获得？( 八 )

基因生活百科


克隆转座子主要有两条途径：其一，利用抗体识别或cDNA探针从野生型植株中获得表达量降低或不稳定基因座的序列，再从突变体中分离得到相应的转座子：其二是根据序列同源性，在基因组的不同位置分离同一家族的转座子成员 。目前已经克隆的植物转座子约156种(来自Genbank的报告)，表1列出了常用于转座子标签的一些植物转座子 。
表1 常用植物转座子标签的转座子
名 称 来 源 类型
Ac(Activator) 玉米 Ⅰ类自主型转座子
Ds(Dissociation) 玉米 Ⅰ类非自主型转座子
Mu(Mutator) 玉米 Ⅰ类自主型转座子
Spm/En 玉米 Ⅰ类自主型转座子
Tam 金鱼草 Ⅰ类自主型转座子
dTphl 拟南芥 Ⅰ类自主型转座子
Tos17 水稻 反转录转座子
2 转座子标签的转座元件体系
1984年首次用转座子标签法克隆了玉米bronze基因之后，在其它高等植物中一直没有发现象Ac/Ds、Spm/En类转座活性很高的转座子，因此在很长一段时间内都是利用玉米和金鱼草中转座性质较清楚的内源自主性转座子 。B.Baker等人首先证明了玉米的Ac/Ds转座元件在转基因烟草中有作用，此后又发现Ac/Ds在其他许多物种中如拟南芥、蕃茄、矮牵牛、亚麻、马铃薯、黄豆和水稻中都有活性〔5〕 。1993年用Ac元件从矮牵牛中成功地克隆了一个花色素苷合成基因，开创了用外源转座子在异源宿主中分离克隆基因的先河〔6〕 。
目前植物基因工程常用的转座元件体系分为天然和人工改造两大类，前者包括自主元件单因子体系和反转录转座元件体系，后者主要是人工改造的双元因子体系 。
2.1 自主转座元件单因子体系：自主转座元件单因子体系利用了转座活性较高的自主转座子如玉米的Mu转座子、Ac转座子和矮牵牛的dTpH1转座子，已经克隆了拟南芥白化病基因(albino)、雄性育性基因、蕃茄的抗病基因Cf-9等基因〔7〕 。这一转座体系具有两大优点：一是在植物中插入拷贝数高，如Mu元件每个基因组平均拷贝数可达100以上，因此可以在大田自然培养条件下获得大量突变个体；二是只需筛选相对较少量的植株就能标记所有基因 。然而，这一体系也存在一些问题：自主转座元件高频率的转座有可能切除转座酶而留下一些序列导致永久突变；自主转座在体细胞内可能造成基因功能自动恢复；自主元件切除留下一些片段使转座元件不能与突变表型共分离，这些都增加了筛选克隆的困难，阻碍了转座子标签的推广〔8〕 。
2.2 反转录转座元件体系：虽然反转录转座子作为一个整体，在整个植物基因组中拷贝数很多甚至是最多的一类成分，但它包括了许多亚群，有的亚群仅由一个或几个拷贝组成，这些以单拷贝或低拷贝方式存在的成分比较容易识别，同时实验证明反转录转座子的转座活动在组织培养中能被激活，因此它们是一类很有潜力的转座子标签体系 。1996年Hirchick等人就利用水稻反转录转座子Tos17建立了水稻基因敲除体系(gene knock-out system)，Tos17可以在组织培养过程中被激活，插入水稻基因组中，使基因失效〔3〕 。1999年Sato等利用这一体系分离了6个水稻kn1—型同源异型框基因，发现了引起水稻植株矮化的突变基因OSH15〔9〕 。
最近Lucas等将烟草中的有活性的Ty1-copia类反转录转座子导入拟南芥〔8〕，发现它在后者中进行了转座，新的拷贝插入到其它基因的可读框中 。之后又相继将它导入蕃茄和水稻中，在新的宿主中进行了表达，而且宿主的内源反转录转座子不影响新导入转座子的转座，说明反转录转座子并不受植物种类差异的影响 。双子叶植物中的反转录转座子不仅可在异源双子叶植物中转座，也可以在单子叶植物中表达，这为反转录转座子用于转座子标签提供了更广阔的前景 。
2.3 双元转座子体系：双元转座子体系由一个非自主转座元件和一个改造过后自身不能转座的自主转座元件组成，后者仍编码转座酶引起前者的转座，分别构建含两个元件的植物表达载体，转化植物培育了分别含有非自主性转座子和转座酶的株系，再通过转基因植株杂交，在F2代就能获得大量由转座子引起的突变体 。Shimamoto等培育了含Ds转座元件和含Ac转座元件转座酶(AcTPase)基因的两种水稻株系(图1)，通过杂交筛选得到了大量矮化、花期改变的突变体〔10〕 。
图1 含有Ds元件和Ac转座酶的
双元转座体系的构建
A:缺失Ac元件的部分片段获得非自主性转座子Ds元件，加上35S启动子和潮霉素抗性基因 。
B:构建编码转座酶的转座因子，Ac元件的转座酶片段与35S启动子相连 。

推荐阅读


上一篇：西岭雪山应该带什么东西

下一篇：西鳞鱼籽怎么吃