基于四氧化三鐵納米磁轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的花粉介導(dǎo)棉花轉(zhuǎn)基因技術(shù).pdf

1、磁性納米顆粒作為一種非病毒基因載體已經(jīng)獲得廣泛的生物應(yīng)用，納米載體能夠有效地結(jié)合核酸對(duì)成功地實(shí)現(xiàn)基因傳輸十分關(guān)鍵。然而，對(duì)于納米載體和DNA的負(fù)載機(jī)制、及其對(duì)于轉(zhuǎn)基因效率的影響的研究相對(duì)較少。本文通過(guò)生物物理學(xué)和生物化學(xué)等表征手段，結(jié)合原子力顯微鏡、透射電子顯微鏡及掃描電子顯微鏡等，系統(tǒng)地研究了聚乙烯亞胺(PEI)修飾的磁性納米載體(MNPs)的形貌特征、與DNA分子的結(jié)合形態(tài)以及對(duì)DNA的運(yùn)載性能。通過(guò)將MNPs連接DNA形成MNP/

2、DNA復(fù)合物，構(gòu)建納米基因載體系統(tǒng)。MNPs表面修飾大量氨基基團(tuán)攜帶高密度的正電荷，將DNA分子吸附、壓縮、聚集和纏繞在載體表面。這種緊密高效的連接不僅能夠攜帶大量的DNA分子，同時(shí)對(duì)外源基因也起到有效地保護(hù)作用。PK15細(xì)胞的磁轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)證實(shí)，MNPs具有較低的細(xì)胞毒性，并且能實(shí)現(xiàn)外源基因穩(wěn)定和長(zhǎng)效的表達(dá)。此外，劑量．效應(yīng)分析表明，MNPs與DNA的結(jié)合比例形成了不同的MNP/DNA復(fù)合物形態(tài)，進(jìn)而影響基因的表達(dá)效率。細(xì)胞內(nèi)的熒光示蹤證

3、實(shí)，MNPs被細(xì)胞攝入穿過(guò)細(xì)胞膜，運(yùn)輸DNA至細(xì)胞核并釋放，外源基因?qū)崿F(xiàn)表達(dá)。本研究發(fā)展了一種穩(wěn)定、便捷、高效的動(dòng)物細(xì)胞雙基因轉(zhuǎn)化體系，在PK15細(xì)胞中成功實(shí)現(xiàn)了紅色熒光蛋白和綠色熒光蛋白的協(xié)同表達(dá)。
　　轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物的優(yōu)良新品種培育上也發(fā)揮著重要作用。目前主要的植物轉(zhuǎn)基因方法均需要通過(guò)繁瑣、長(zhǎng)周期的組織培養(yǎng)過(guò)程，尤其是一些作物品種，如棉花和大豆，組織再生困難，嚴(yán)重影響了遺傳轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。本研究利用磁性納米載體轉(zhuǎn)化棉花花粉，發(fā)展

4、了一種植物轉(zhuǎn)基因新方法，花粉磁轉(zhuǎn)染。該方法以MNPs作為基因載體，負(fù)載外源DNA，在外界磁場(chǎng)下，MNPs將DNA導(dǎo)入棉花花粉，直接獲得了轉(zhuǎn)基因的種子，最終篩選得到轉(zhuǎn)融合抗蟲基因的棉花。經(jīng)過(guò)分子檢測(cè)和蛋白表達(dá)分析，外源基因成功地整合進(jìn)入棉花基因組中，實(shí)現(xiàn)了抗蟲蛋白的高效表達(dá)，并且在后代植株中穩(wěn)定遺傳?；ǚ鄞呸D(zhuǎn)染法不需要組織培養(yǎng)過(guò)程，縮短了從轉(zhuǎn)基因到獲得種質(zhì)材料的周期，受體材料不受基因型限制、來(lái)源廣泛，操作便捷，便于大規(guī)模田間操作，有望成為