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植物的遗传转化是指以植物器官、组织、细胞或原生质体作为受体，应用重组DNA技术，将外源基因导入植物基因组，以获得转基因植物的技术。目前应用最普遍的植物基因的遗传转化方法主要有农杆菌介导法和DNA直接转入法。

 

一．植物遗传转化常见方法

 

1.农杆菌介导法

农杆菌介导法是目前双子叶植物基因转移的常用方法。它利用根癌农杆菌的Ti质粒和发根农杆菌的Ri质粒上的一段T-DNA区在农杆菌侵染植物形成肿瘤的过程中，T-DNA区在农杆菌侵染植物形成肿瘤的过程中，T-DNA可被转移到植物细胞并插入到染色体基因中。从农杆菌转移到基因至植物细胞核基因组，是较理想的转化方法，该方法是当前研究最多、机理最清楚、技术方法最成熟的基因转化途径。农杆菌参与植物的遗传转化一般有3种常用方法，包括整株感染、叶盘法和原生质体法。

1.1 整株感染：一般采用种子实生苗或试管苗作为外植体，在整体植株上造成创伤，然后把农杆菌接种于创伤面上，或用针头把农杆菌注射到植物体内，使其进行侵染转化。这种方法转化成功率高，同时可以避开组织培养的过程，对于诱导再生困难的植株，是一条可以选择的途径。不足之处是转化细胞中常含未转化的细胞，筛选困难。

1.2 叶盘法：叶盘转化法拓宽了农杆菌感染转化外源基因的受体范围，可以直接利用植物的子叶、茎、芽、胚轴、未成熟胚，甚至成熟种子进行转化，是双子叶植物较为常用的简单有效的方法。

1.3 原生质体法：原生质体法是通过与植物原生质体融合与吞噬作用将外源基因导入植物细胞中。这种转化方法的优点为：得到的转化体一般不会是嵌合体，利用此种方法已使烟草属的多种植物，以及矮牵牛、胡萝卜、龙葵等细胞转化，并已获得转基因植株。

2. DNA直接转入法

DNA的直接转移是指利用植物细胞的生物学特性，通过物理化学法将外源基因转入受体植物细胞的技术。为了克服载体法的寄主局限性，如今已发展了基因枪法、点击法、花粉管通道法、显微注射法和PEG法等多种基因的直接转移技术，它们是单子叶植物及部分双子叶植物转化中常采用的基因转化法。

 

二．转化方法优缺点对照

 

	农杆菌介导法	DNA直接转入法
优点	转化频率高、操作简单、成本低、发生基因沉默率低，整合的外源基因多为单拷贝，可以定向表达	不受宿主细胞基因型的限制
缺点	受宿主细胞基因型和植物材料的限制	导入外源基因时，拷贝数多，转化频率低等

三．Ti质粒载体系统

 

T-DNA区	Vir区	Con区	Ori区
是质粒上能够转移整合入植物受体基因组并能在植物细胞中表达从而导致冠瘿瘤的发生，且可通过减数分裂传递给子代的区域，只有左右边界序列对DNA的转移是必需的，而边界序列之间的T-DNA 并不参与转化过程，因而可以用外源基因将其替换。	产物对T-DNA的转移及整合必不可少。农杆菌侵染植物首先是吸附于植物表面伤口，受伤植物分泌的酚类小分子化合物可以诱导Vir 基因的表达。Vir 产物能诱导 Ti 质粒产生一条新的 T-DNA 单链分子。此单链分子从 Ti 质粒上脱离后，可以与 Vir 产物 VIRD2蛋白共价结合，并在 VIRD4 和 VIRB 等蛋白的帮助下从农杆菌进入植物细胞的染色体中。	该区段上存在着与细菌接合转移的有关基因（tra），调控Ti质粒在农杆菌之间的转移。冠瘿碱能激活tra基因，诱导Ti质粒转移， 因此称之为接合转移编码区。	该区段基因调控Ti质粒的自我复制， 故称之为复制起始区。

 

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