⑴ 转基因技术的方法
由于导入基因的表达,引起生物体性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术。人们常说的“遗传工程”、“基因...因此,转基因技术与传统技术是一脉相承的,其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。
转基因技术是指利用分子生物学技术,将某些生物的基因转移到其它物种中,改造生物的遗传物质,使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。转基因技术在农业生产、动物饲养和医药研究等诸多领域有着广泛的应用前景。
世界上第一种转基因植物是一种含有抗生素药类抗体的烟草,1983年培育成功。世界上第一种转基因食品是1993年投放美国市场的转基因晚熟西红柿。
目前,美国是世界上转基因作物种植最广泛的国家,种植面积占全球转基因作物种植面积的66%。美国国内约80%的大豆、75%的棉花和40%的玉米都是转基因作物。与美国相反,欧盟对转基因的态度就保守了许多。欧盟允许种植的转基因作物只有大豆、玉米和油菜等,种植面积仅占世界转基因作物面积的0.3%。
然而,自第一种转基因生物问世,人类有关转基因技术和转基因食品的争论就从未停止。对转基因技术的主要担心有:含有抗虫害基因的食品是否会威胁人类健康;转基因产品对环境的影响;转基因产品是否会破坏生物多样性;转基因产品带来的伦理问题等等。
⑵ 基因工程中转化的方法有哪些
转化(transformation)是某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的细胞的DNA而使它的基因型和表现型发生相应变化的现象。该现象首先发现于细菌。
化学法(化学药物如氯化钙等)转化
氯化钙法转化细胞 细菌处于0℃及CaCl2低渗溶液中时,菌细胞膨胀成球形.转化混合物中的DNA形成抗DNA酶的羟基-钙磷酸复合物粘附于细胞表面,经42℃短时间热击处理促进细胞吸收DNA复合物。
直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”,又叫“散弹射击法”
具体做法:用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段,将这些片段分别载入运载体,然后通过运载体分别载人不同的受体细胞,让供体细胞所提供的DNA(外源DNA)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫扩增),从中找出含有目的基因的细胞,再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。但这种方法工作量大,具有一定的盲目性。20世纪80年代以后,随着DNA核苷酸序列分析技术的发展,人们已经可以通过DNA序列自动测序仪对提取出的基因进行核苷酸序列分析,并且通过一种扩增DNA的新技术(也叫PCR技术),使目的基因片段在短时间内成百万倍地扩增。上述新技术的出现大大简化了基因工程的操作技术。
⑶ 常用的转基因方法有哪些
常用的转基因方法包括农杆菌转化法、基因枪转化法和显微注射法3种。
⑷ 最常用的转基因动物制作方法
生产转基因动物的方法有很多,如:显微注射法、精子载体法、逆转录病毒载体法、胚胎干细胞介导法、体细胞克隆介导法、人工染色体介导的基因转移法等,这些方法各有其优缺点,在转基因动物生产中有着不同程度的应用。
显微注射法是动物转基因技术中最早使用的方法。1982年,美国人Gordon就是利用这种方法获得了名噪一时的转基因鼠。其基本原理是在显微镜下直接将目的基因注射到受精卵细胞的原核内,在目的基因与胚胎基因组融合后进行体外培养,最后移植给受体母畜“借腹怀胎”。这种方法的优点是:可靠性高,重复性好,目的基因的整合效率相对较高,导入基因片段的大小和类型不受限制,转基因在世代之间可以稳定遗传。该方法也有其缺点,主要体现在导入基因整合的随机性和不可见性,这样会导致基因表达不稳定及可能出现不希望的插入突变。该方法成功的范例很多,如:美国科学家Hammer等在1985年获得一批转基因兔、绵羊和猪;荷兰科学家KrimPenfort等于1991年获得了转基因牛;1985年,我国朱作言院士等成功获得了世界上首例转基因鱼;由中国农业大学李宁院士领导的课题组于2008年获得了一头导入人CD20抗体基因的转基因奶牛——贝贝。
有的学者另辟蹊径,创立了精子载体转基因法。该方法是将精子与目的DNA进行预培养后,使精子具有携带目的基因进入卵子的能力,精子与卵子结合后,该基因被整合到受精卵的DNA中。同显微注射法相比,该方法有几个明显的优点:无需显微注射操作,不会对胚胎造成损伤,整合率高,成本很低,不需要对动物进行胚胎移植手术处理等。但该方法成功率不高、效果不稳定,有待科研人员进一步探索和改进。与显微注射法相比,该方法成功的例子不多。1989年意大利Lavitrano等首次报道利用精子载体法获得转基因鼠;1996年意大利Sperandio科研小组报道了采用该方法生产转基因牛和猪。
谈到病毒,人们往往面容失色,殊不知病毒在科学上有很多妙用。逆转录病毒是一种RNA病毒,在转基因技术中有着独特的应用。人们将目的基因结合到逆转录病毒上,通过病毒感染可将目的基因插入到宿主基因组中去。该方法具有可同时感染大量胚胎、不需要昂贵的显微注射设备等优点,但也存在插入外源DNA大小有限、外源基因易发生重排和丢失、逆转录病毒的序列可能干扰转基因表达等缺点。应用该方法,美国人Salter等(1987)生产出转基因鸡;德国学者Hofmann等获得绿色荧光蛋白转基因猪(2003),随后又生产出转基因牛(2005);来自冷泉港实验室的Michael获得能够发荧光的山羊(2006)。
⑸ 转基因怎么转
转基因植物是基因组中含有外源基因的植物。通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,改变植物的某些遗传特性。
人工转基因动物就是基因组中含有外源基因的动段孝消物。它是按照预先的设计,融合重组细胞、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵,再以生殖工程技术,有可能育成转基因动物。
遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株通常可分成两大类,第一类需要通过组织培养再生植株,常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法;另一类方法不需要通过组织培养,比较成熟的主要有花粉管通道法,花粉管通道法是中国科学家提出的。
农杆菌介导转化
农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌,它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位,并诱导产生冠瘿握知瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒,其上有一段T-DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA插入到植物基因组中。
因此,农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区,借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合,然后通过细胞和组织培养技术,再生出转基因植株。
农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中,自从技术瓶颈被打破之后,农杆菌介导转化在单子叶植物中也得到了广泛应用,其中水稻已经被当作模式植物进行研究。
花粉管通道法
在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA导入受精卵细胞,并进一步地被整合到受体细胞的基因组中,随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由中国学者周光宇提出,中国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人慎搭工再生植株,技术简单,不需要装备精良的实验室,常规育种工作者易于掌握。
核显微注射法
核显微注射法是动物转基因技术中最常用的方法。它是在显微镜下将外源基因注射到受精卵细胞的原核内,注射的外源基因与胚胎基因组融合,然后进行体外培养,最后移植到受体母畜子宫内发育,这样分娩的动物体内的每一个细胞都含有新的DNA片段。-这种方法的缺点是效率低、位置效应(外源基因插入位点随机性)造成的表达结果的不确定性、动物利用率低等,在反刍动物还存在着繁殖周期长,有较强的时间限制、需要大量的供体和受体动物等特点。
详细步骤:在显微镜下,用一根极细的玻璃针(直径1-2微米)直接将DNA注射到胚胎的细胞核内,再把注射过DNA的胚胎移植到动物体内,使之发育成正常的幼仔。用这种方法生产的动物约有十分之一是整合外源基因的转基因动物。
基因枪法
利用火药爆炸或高压气体加速(这一加速设备被称为基因枪),将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中,然后通过细胞和组织培养技术,再生出植株,选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比,基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单,因此也是转基因研究中应用较为广泛的一种方法。
精子介导法
精子介导的基因转移是把精子作适当处理后,使其具有携带外源基因的能力。然后,用携带有外源基因的精子给发情母畜授精。在母畜所生的后代中,就有一定比例的动物是整合外源基因的转基因动物。
同显微注射方法相比,精子介导的基因转移有两个优点:首先是它的成本很低,只有显微注射法成本的1/10。其次,由于它不涉及对动物进行处理,因此,可以用生产牛群或羊群进行实验,以保证每次实验都能够获得成功。
核移植转基因法
体细胞核移植是一种转基因技术。该方法是先把外源基因与供体细胞在培养基中培养,使外源基因整合到供体细胞上,然后将供体细胞细胞核移植到受体细胞——去核卵母细胞,构成重建胚,再把其移植到假孕母体,待其妊娠、分娩,便可得到转基因的克隆动物。
体细胞核移植法
先在体外培养的体细胞中进行基因导入,筛选获得带转基因的细胞。然后,将带转基因体细胞核移植到去掉细胞核的卵细胞中,生产重构胚胎。重构胚胎经移植到母体中,产生的仔畜百分之百是转基因动物。