植物基因克隆技術(shù)的研究進(jìn)展

1、PAGE 4 -植物基因克隆技術(shù)的研究進(jìn)展植物基因克隆技術(shù)在生命科學(xué)技術(shù)中扮演著越來越重要的角色，而植物基因克隆技術(shù)從傳統(tǒng)意義上來講可分為兩種不同的方式。正向以及反向的遺傳學(xué)方式，正向遺傳學(xué)途徑是一種很早的經(jīng)典的克隆方法，通過研究突變表型性狀進(jìn)行克隆，包括了功能以及表型克隆等較為基本的克隆的方式；反向遺傳學(xué)途徑和正向遺傳學(xué)途徑截然不同，它是通過一些特殊的方法，獲得遺傳基因片段，然后經(jīng)過一系列的定位，將之后所研究的基因逆向研究。如定位克隆，同源序列克隆等。除了這兩種克隆技術(shù)外，隨著社會(huì)發(fā)展，也有一些新的克隆技術(shù)產(chǎn)生。1基因芯片技術(shù)基因芯片技術(shù)是電子克隆技術(shù)的典型代表，基因芯片又稱DNA芯片、DN

2、A微陣列，是以預(yù)先設(shè)計(jì)的方式將大量的基因探針固定在玻片、硅片等固相載體上組成的密集分子陣列?；蛐酒夹g(shù)類似于計(jì)算機(jī)的電子芯片技術(shù)，其具有高通量、微型化、連續(xù)化、自動(dòng)化、快速和準(zhǔn)確等特點(diǎn)。是一種隨著人類基因組計(jì)劃的進(jìn)行而發(fā)展出的產(chǎn)物，這一發(fā)展使得人類對(duì)越來越多的微生物和動(dòng)植物基因組取得了更長(zhǎng)遠(yuǎn)的認(rèn)識(shí)，對(duì)其的研究，是全人類對(duì)于基因組認(rèn)識(shí)做出的不斷地努力的成果，其中不乏許多典型的實(shí)例，用cDNA芯片技術(shù)對(duì)草莓、矮牽牛其基因是如何進(jìn)行表達(dá)的進(jìn)行研究，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行形狀的觀察及控制，可以更好的獲悉分子對(duì)于基因表達(dá)是如何作用以及影響的也有利于獲得更為優(yōu)異更為良好的作物1?；蛐酒夹g(shù)是一種新型

3、的克隆技術(shù)，是科技創(chuàng)新和生命科學(xué)的很好的結(jié)合，代表著人類在基因的克隆方面進(jìn)展和成就，解決了很多傳統(tǒng)克隆不能解決的問題，也講基因克隆技術(shù)引向一種新的思維模式。2功能克隆功能克隆是人類采用最早的基因克隆策略，功能克隆技術(shù)從已知蛋白質(zhì)的功能著手進(jìn)行研究，其方法原理是先測(cè)知基因的編碼蛋白質(zhì)，利用它的信使RNA進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄成cRNA，再利用cDNA做探針，從基因組中獲取基因本身，進(jìn)而完成克隆。功能克隆用于很多基因的克隆和分離，具有廣泛的應(yīng)用。生命科學(xué)工通過收集以及建立了天麻cDNA的染色體基因片段集合庫(kù)，利用以探針為載體的抗體將具有抗真菌能力的基因蛋白摘取出來，從而更好的利用抗真菌基因，使其對(duì)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)起

4、到不可或缺的作用。功能克隆是先進(jìn)一個(gè)很常用的克隆方法，也是最基本的克隆方法，為人類在克隆領(lǐng)域的研究和發(fā)展做出了不可多得的貢獻(xiàn)，也是人類對(duì)于基因海洋不斷探索的最初體現(xiàn)，功能克隆的方法簡(jiǎn)便而實(shí)用，但是其具有致命的弊端，就是必須是已知的編碼序列才可以進(jìn)行有效的克隆，然后如今人類仍有很多位置的基因編碼序列，所要克隆的基因也有大部分是位置的，所以功能克隆具有很大的限制性，這就有了之后的更多更為先進(jìn)的克隆方法。3定位克隆定位克隆是一種完全不同于功能克隆的克隆方法，很成功的克服了功能克隆對(duì)未知其基因片段無法克隆的局限性，其原理是根據(jù)待測(cè)基因在染色體上的表達(dá)位置不同而進(jìn)行定位，從而克隆的方式，當(dāng)某基因精確定位

5、在染色體特定的位置之后，利用各種方法進(jìn)行定位，從而達(dá)到克隆的目的。定位克隆在植物基因克隆中起著重要的作用，近年來隨著對(duì)其不斷的研究，如今已經(jīng)可以從番茄、甜菜、水稻、番茄、擬南芥、馬鈴薯等植物中分離了幾十個(gè)重要的基因，對(duì)其大部分抗病基因基因進(jìn)行克隆，使原本不抗病的基因片段具有抗病性，比如：擬南芥的RPS2、RPM1基因、抗霜霉病RPP5基因等，番茄的Mi基因2，小麥的抗線蟲基因Cre，甜菜抗線蟲基因Hsl3，水稻的Pi-b基因4，馬鈴薯的Gpa2基因等。定位克隆技術(shù)為基因克隆的發(fā)展做出了顯著的貢獻(xiàn)。解決了功能克隆在基因產(chǎn)物不明確的前提下進(jìn)行克隆的問題，是基因克隆策略的又一進(jìn)步的體現(xiàn)。4同源序列克

6、隆同源序列克隆方法是一種不同于傳統(tǒng)克隆的方法，在一定意義上具有很大的優(yōu)越性，克服了費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題，顧名思義，同原序列法是根據(jù)被克隆的基因其序列的同源性進(jìn)行克隆的方法，比傳統(tǒng)的克隆方法更具優(yōu)勢(shì)，此種克隆方法是基于已有的基因文庫(kù)之上，又滿足同源性的基礎(chǔ)條件，從而可以利用基因庫(kù)中已經(jīng)掌握的基因探針進(jìn)行克隆。如今隨著不斷探索和發(fā)展，已經(jīng)有了諸多的應(yīng)用，如：馬鈴薯、大豆、番茄、萵苣、水稻、小麥。同源序列克隆的方法雖然更為簡(jiǎn)便，更容易操作，然后通過其結(jié)果基因序列片段和已知的抗病基因進(jìn)行比較，仍發(fā)現(xiàn)一些問題，其相關(guān)性出現(xiàn)了三種不同的表現(xiàn)形式，也就是說，通過此種方法不一定會(huì)獲得與抗病基因相關(guān)的基因，這就需要在

7、克隆中在引物的設(shè)計(jì)PCR的檢測(cè)，對(duì)于獲得的RGA進(jìn)行轉(zhuǎn)基因的檢驗(yàn)，從而判斷其是否真的具有抗病性等方法進(jìn)行篩選，從而使同源基因克隆的整個(gè)流程更為完善。5結(jié)束語(yǔ)多年來，生命科學(xué)工們歷經(jīng)坎坷，經(jīng)過不懈的努力創(chuàng)造和研究出上述的多種植物基因克隆的方法，這些方法各具特點(diǎn)，也都存在不同的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)生命科學(xué)的發(fā)展起到了巨大的作用，植物基因克隆技術(shù)的研究以及進(jìn)展可以很大程度上促進(jìn)人類基因組計(jì)劃的進(jìn)行，也為將來人類克服一切疑難的疾病，解決現(xiàn)今無法解決的問題起著非常重要的作用，生命科學(xué)關(guān)乎人類的興衰，是民生之本，生物的基因就像一片海洋，人類已經(jīng)邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐，但這些還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們要做的仍然是持之以恒的努力，為整個(gè)人類做出更大的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)1舒群芳.植物基因克隆的方法和策略J.植物學(xué)通報(bào)，1999，16（1）：80-85.2MilliganSB，JohnB，YaghoobiJ，etal.TherootnematoderesistancegeneMifromtomatoisamemberoftheleucinezipper，nucleotidebinding，leucine-richrepeatfamilyofplantgenesJ.PlantCell，1998，10：1307-1319.3Caid，Kleinem，KifleS，etal.Positionalcl