¿Cómo modificar genéticamente las plantas?
Transferencia de genes
Las células de Bacillus y Agrobacterium rhizogenes contienen plásmido Ti y plásmido Ri respectivamente, con un trozo de ADN-T. Después de que Agrobacterium ingresa a las células mediante la infección de heridas de plantas, el ADN-T puede insertarse en el genoma de la planta.
Por tanto, Agrobacterium es un sistema de transformación genética vegetal natural. Las personas insertan el gen objetivo en la región de ADN T modificada, transfieren e integran el gen extraño en las células vegetales mediante la infección por Agrobacterium y luego regeneran las plantas transgénicas mediante tecnología de cultivo de células y tejidos.
La transformación mediada por Agrobacterium se utilizó inicialmente sólo en dicotiledóneas. Desde que se superó el cuello de botella técnico, la transformación mediada por Agrobacterium también se ha utilizado ampliamente en plantas monocotiledóneas, entre las que se utiliza el arroz como planta modelo para la investigación.
Método del canal del tubo polínico
Después de la polinización, la solución de ADN que contiene el gen diana se inyecta en el ovario y el canal del tubo polínico formado durante la floración y la fertilización se utiliza para introducir ADN exógeno. en el óvulo fertilizado, y se integra aún más en el genoma de la célula receptora, a medida que el óvulo fertilizado se convierte en un nuevo individuo con el transgén. Este método fue propuesto por el erudito chino Zhou Guangyu a principios de los años 1980. En la actualidad, el algodón genéticamente modificado resistente a insectos con mayor área de promoción en mi país se cultiva mediante el método de paso del tubo polínico. La mayor ventaja de este método es que no depende del cultivo de tejidos para regenerar plantas artificialmente. La tecnología es simple, no requiere un laboratorio bien equipado y es fácil de dominar para los fitomejoradores convencionales. [14]
Microinyección nuclear
La microinyección nuclear es el método más utilizado en la tecnología transgénica animal. Consiste en inyectar genes exógenos en el pronúcleo de los óvulos fertilizados bajo un microscopio, fusionar los genes exógenos inyectados con el genoma del embrión, luego cultivarlos in vitro y finalmente trasplantarlos al útero de la hembra receptora para su desarrollo, de modo que cada parte del cuerpo del animal puede ser Cada célula contiene nuevos segmentos de ADN. Las desventajas de este método son la baja eficiencia, resultados de expresión inciertos causados por el efecto de posición (aleatoriedad del sitio de inserción de genes extraños), baja utilización de animales, ciclo de reproducción de rumiantes largo, gran puntualidad y la necesidad de una gran cantidad de donantes y receptores. Características.
Pasos detallados: bajo un microscopio, use una aguja de vidrio muy delgada (diámetro de 1 a 2 micrones) para inyectar ADN directamente en el núcleo de un embrión y luego trasplantar el embrión inyectado con ADN al cuerpo del animal. , permitiéndole convertirse en un bebé normal. Aproximadamente una décima parte de los animales producidos mediante este método son animales transgénicos que incorporan genes extraños.
Método de la pistola genética
Utilizando una explosión de pólvora o aceleración de gas a alta presión (este dispositivo de aceleración se llama pistola genética), microbalas de alta velocidad envueltas con una solución de ADN que contiene el El gen diana se envía directamente a los tejidos de la planta intacta y luego las células se regeneran mediante técnicas de cultivo de células y tejidos, y las plantas transgénicas positivas se seleccionan como plantas transgénicas. Una ventaja importante de la transformación biolística en comparación con la transformación con Agrobacterium es que no está restringida por la variedad de plantas receptoras. Además, la construcción de su plásmido vector es relativamente sencilla, por lo que también es un método muy utilizado en la investigación transgénica.
Método mediado por espermatozoides
Ilustración de la tecnología transgénica
La transferencia de genes mediada por espermatozoides consiste en hacer que los espermatozoides tengan la capacidad de portar genes extraños después del tratamiento adecuado. Los espermatozoides que portan el gen extraño se utilizan luego para inseminar a las hembras en celo. Entre la descendencia de hembras, una cierta proporción de animales son animales transgénicos que integran genes extraños.
En comparación con la microinyección, la transferencia genética mediada por espermatozoides tiene dos ventajas: en primer lugar, el coste es muy bajo, sólo 1/10 del de la microinyección. En segundo lugar, debido a que no implica el tratamiento de animales, se puede utilizar para producir ganado vacuno u ovino para experimentos y garantizar el éxito de cada experimento.
Método transgénico de transferencia nuclear
La transferencia nuclear de células somáticas es una tecnología transgénica. Este método primero cultiva el gen exógeno y las células del donante en el medio de cultivo para integrar el gen exógeno en las células del donante; en segundo lugar, trasplanta el núcleo de la célula del donante a la célula receptora, es decir, el ovocito enucleado, para formar embriones reconstruidos; tercero, trasplantar los embriones reconstruidos a ratones hembra pseudopreñadas y obtener animales clonados transgénicos después del embarazo y el parto.
Transferencia nuclear de células somáticas
En primer lugar, se introducen genes en células somáticas cultivadas in vitro y se obtienen células transgénicas mediante cribado.
Luego, se trasplanta un núcleo de célula somática con el transgén a un óvulo sin núcleo y se produce un embrión reconstituido. Una vez que los embriones reconstruidos se trasplantan al cuerpo de la madre, la descendencia producida son animales 100% transgénicos.