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植物基因工程中的改进之载体朱祺琪 社科1003 3100104077【摘要】植物基因工程经历了二十多年的发展历程，虽然取得了令世人瞩目的成绩，但仍有许多问题一直困扰着这个领域的研究者。本文从各种文献中整理了国内外在构建植物表达载体方面的一些新进展，这些策略的最终目的都是为了更好地增强外源基因的表达水平，提高生物工程体的安全性。【关键字】植物基因工程载体 启动子 内含子 定位信号 位置效应【引言】近几年来植物基因工程的研究进展十分迅速。在植物抗病、抗虫、抗除草剂和改变植物的某些成份方面都已得到不少转基因植株,有的已经建成了品系;为提高作物的产量、抗逆能力、改进它们的品质,进行快速、优质、稳产的良种选育提供了一条全新的诱人的途径。植物基因工程经历了二十多年的发展历程，虽然取得了令世人瞩目的成绩，但仍有许多问题一直困扰着这个领域的研究者。突出的问题表现在外源基因往往表达效率不高，难以得到理想的转基因植物（作物），转基因作物的安全性不好。这些问题不仅成为植物基因工程发展的限制因素，而且也是近几年在西欧等国家对转基因作物有较大争议甚至产生排斥反应的直接原因之一。如何提高载体的表达效率，最大程度上消除植物基因工程的非安全因素，已经成为当下一个值得深思的问题。【正文】植物基因工程过程简介基因工程简单地说就是采用目前知道的新技术，在大分子（DNA分子）水平上将个别基因的分子基础输入到另一种生物的细胞以定向改变其遗传特性。一般来讲，基因工程的实现主要分为三个步骤：1)以人工方法在现有的生物中取得所需要的DNA片断，利用mRNA复制所需的DNA，即人工合成基因。2)将人工合成的基因输入到新细胞当中去，并使其与新细胞中原有的DNA相组合，即DNA的重组。3)筛选和培养有外源基因的细胞或组织，使其产生正常健康的转基因植物，通过有性繁殖将优良性状传递给下一代。实现以上三步需要进行以下工作：1)寻找目标基因。2)取得目标基因。3)基因的载体问题。植物基因工程载体的种类1、载体是指运载外源DNA 进入受体细胞内的运载工具。它同外源DNA 在体外重组成DNA 重组分子, 在进入受体后形成一个复制子, 即形成在细胞内能独自进行自我复制的遗传因子。因此, 作为载体应该具有以下几个要求: ①有某种限制酶的一个切点, 最好是有许多种限制酶的切点, 而且每种酶的切点只有一个; ②外源DNA 插入后不影响载体在受体细胞中进行自我复制, 载体应对受体细胞无害, 以及载体能接纳尽可能大的外源DNA 片段; ③有利于选择的标记基因, 可以很方便地知道外源DNA 已经插入, 以及把接受了载体的受体细胞选出; ④具有促进外源DNA 表达的调控区。2、克隆载体及表达载体载体又可分成克隆载体和表达载体两大类。克隆载体一般是原核细菌将需要克隆的基因与克隆载体的质粒相连接, 再导入原核细菌内, 质粒会在原核细菌内大量复制, 形成大量的基因克隆。被克隆的基因不一定会表达, 但一定被大量复制。而表达载体是一些用于工程生产的细菌, 他们被导入目标基因, 这些目标基因会在此类细菌中得到表达。生产出我们需要的产物, 导入的基因是有克隆载体产出的。最常用的载体是Ti质粒载体。质粒是许多种细菌中发现的染色体外的遗传因子,它是闭合环状的双链DNA 分子, 大小从1kb 直到200kb 以上。质粒所带的基因通常有利于宿主细胞。受体细胞由于质粒的进入而产生了新的表型。质粒复制时利用宿主细胞复制自身染色体的同一组酶系。有些质粒处于“严紧控制”之下, 即它们的复制是同宿主细胞的复制偶联同步的。因此在每个细胞中的质粒只有一份拷贝, 或最多只有几份拷贝。这称为“严紧型”质粒。Ti质粒侵染植物的农杆菌带有Ti质粒，侵染植物后会产生冠瘿瘤。Ti质粒上有一段transferDNA,长为12-24kb，能转移并整合到植物基因组中。但是Ti质粒长约200-800kb，过于庞大，并且不能在大肠杆菌中复制。其中质粒载体主要有：pBR322质粒载体、pBR325质粒载体、pUC质粒载体以及穿梭质粒载体。除此之外，常用的载体还有λ噬菌体、单链噬菌体载体、柯斯质粒、噬菌粒载体、酵母人工染色体载体（YAC）以及细菌人工染色体载体（BAC）。另外，日本科学家还利用高等植物叶绿体和细菌之间的类似性(据信,高等植物的叶绿体在几个世纪以前还是无生命的细菌),发展了一种更理想的把外源 DNA 转移到植物里去的运载体。京都大学农学系 Oyama,K把一种杂合的穿梭型运载体做了些改变。在基因转入到花椰菜花叶病毒和根瘤农杆菌(Agribacttumefaciens)Ti-质粒这样的侵染性因子上时,这些运载体就绕过所遇到的疾病因子。植物基因工程表达载体的改进和优化策略将特定的外源基因构建在植物表达载体中并转入受体植物，并不是植物遗传转化的最终目的。理想的