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转基因植物的检测方法及其原理说到转基因植物的检测方法，哎呀，别看它名字高大上，其实要搞清楚这些植物到底“基因里”藏了什么东西，可真不是一件容易的事儿！你想想，现在的科技这么发达，想查一个小小的基因变动，得靠一堆复杂的工具和技巧。
咱们生活中吃的很多食物，都可能是转基因的，然而那些转基因植物到底长啥样，它们和普通植物有啥区别，很多人其实还摸不着头脑。
今天咱们就来聊聊，转基因植物是怎么被“抓包”的。
首先得说，转基因植物其实就是经过基因工程改造过的植物，某些基因被“调皮地”加进去，目的是为了让这些植物有点特别的功能，比如抗虫、抗病，或者是让它们在干旱的环境下也能生长得好。
就像给植物做了个“基因升级版”，有点像人类做整容手术一样。
但这可不是随便改改就行的，它得在植物的DNA里留下“痕迹”，就像在你手机里安装了一个APP一样，有了它，植物就能干些别人做不到的事。
可问题是，转基因植物和普通植物怎么看上去差不多，不仔细看，还真分不出来。
就像是同一个班级里的两个人，外貌差不多，可其中一个却可能偷偷带了个高科技的手机。
所以呀，怎么知道一个植物是不是转基因的，得靠一堆高端的检测技术了。
现在，最常用的检测方法就是PCR（聚合酶链式反应）技术。
听着是不是挺复杂？其实也不难理解。
就像你拍照的时候，不管是景色还是人像，照片总是会有一定的“特征”对吧？PCR技术就相当于是放大镜，它能够把植物基因里的某些特征“放大”，让你看得清清楚楚。
科学家用PCR方法，把基因里那点儿“特殊”的转基因成分从大海捞针一样给找出来。
一旦找到了那些特定的基因序列，那就能证明，这个植物不单纯，里面有转基因。
但这个方法也有个小缺点。
它需要比较高精度的设备，检测过程比较费时，得小心翼翼地操作。
想象一下，就像你去餐厅吃饭，老板端上来的每道菜都需要经过精细的制作一样，检测转基因植物也得经历一番“精雕细琢”。
如果在操作过程中，稍有不慎，那结果可能就大不如前了。
除了PCR，还有一种叫做ELISA（酶联免疫吸附测定）的技术。
转基因植物的生产和检测方法转基因植物是繁殖用于人类消费的农作物，其基因被修改以抵御虫害和提高产量。
转基因的技术对世界的食品安全、环境保护和农业产量增加产生了重要的影响。
但是，随着转基因产品的不断推广和应用，对于检测其是否安全和透明的要求也越来越高。
本文将介绍转基因植物的生产和检测方法。
一、转基因植物的生产方法转基因植物的生产方法主要分为两种，一种是基因枪法，另一种是农杆菌介导的转基因法。
基因枪法是通过射入改造后的DNA 直接向植物细胞内导入外来基因，从而实现转基因植物的创建。
而农杆菌介导的转基因法则是通过把拥有外来基因的细菌注入植物细胞内，再将细菌注入特定的细胞壁，使得外来基因稳定地嵌入植物的基因组中。
当然，在此基础上，科学家还使用了一些远离传统种植法的技术，例如如基因编辑工具CRISPR-Cas9。
基于如此多样化的转基因生产方法，科学家们已经可以创造出各种不同类型的转基因植物。
二、转基因植物的检测方法转基因植物的检测方法主要包括了两类：一是用于提取DNA的样品，二是用于检测的样品。
在前人研究的基础上，当前有两种常见检测方法：PCR和ELISA。
PCR(聚合酶链反应)是目前主流的转基因检测技术，它能够根据材料提取的DNA进行基因片段扩增，从而检测模板所对应的基因是否存在。
PCR技术以灵敏度、特异性高、复查和修复能力强著称，不过，PCR技术存在可能会观察到错误反应的问题。
另外一个常见的检测技术是酶联免疫吸附法(ELISA)，它特别适用于筛查含水量较低的复合样品。
ELISA是一种抗体检测技术，它基于抗体结合了基因，在测试物接口中发生颜色反应，显示基因存在或不存在。
这种方法也常用于通过检测植物组织中蛋白质水平的方法来检测转基因。
总之，用于转基因检测的技术越来越精准和可靠，从而让我们可以安心地使用和消费转基因植物农作物。
同时，也可以使用这些技术来帮助农民更好地掌握农田信息，从而进一步提高农产品的营养价值和商品价值。
植物生物技术中的基因克隆与转基因技术植物生物技术是指通过对植物基因的研究与应用，利用一系列方法和技术手段对植物进行改良，以提高农作物产量和品质，增强植物的抗病虫害能力，改进植物的适应性和耐逆性等。
其中，基因克隆与转基因技术作为植物生物技术的重要组成部分，发挥着关键的作用。
一、基因克隆在植物生物技术中的应用基因克隆是指将感兴趣的基因从一个物种中分离并放大，然后把它们转移到另一个物种中。
在植物生物技术中，基因克隆广泛应用于植物基因组的研究、基因功能的分析、种质资源的保护和创新育种等方面。
首先，基因克隆为植物基因组的研究提供了基础。
通过基因克隆技术可以获得目标基因的DNA序列，进而揭示基因的结构、功能和调控机制，为植物的进化和发育研究提供重要的依据。
其次，基因克隆还可以用于基因功能的分析。
通过克隆目标基因，可以利用转基因技术将该基因在目标植物中表达或沉默，从而研究基因在植物生长、发育和抗逆性等方面的功能。
此外，基因克隆在植物种质资源的保护和创新育种中起着重要作用。
通过克隆具有重要性状的基因，可以将这些基因迅速转移到其他作物中，实现对作物品质和抗性的改良。
相反，对于具有抗性基因的植物种质资源，通过基因克隆技术可以更好地理解和保护这些珍贵资源。
二、转基因技术在植物生物技术中的应用转基因技术是指将来自不同种属的基因导入目标植物中，使其获得新的特征或功能。
转基因技术在植物生物技术中被广泛运用于提高农作物产量和抗病虫害能力、改善营养价值、增加对逆境的耐受性等方面。
首先，转基因技术可以提高农作物的产量和抗病虫害能力。
通过转基因技术，可以将抗病虫害基因导入农作物中，使其获得对特定病虫害的抗性。
同时，还可以通过增加产量相关的基因表达来提高农作物的产量，从而满足粮食安全的需求。
其次，通过转基因技术可以改善农作物的营养价值。
例如，将含有丰富营养物质的基因导入作物中，使其富含蛋白质、维生素和矿物质等，从而提高人类对食物的营养摄入，缓解全球营养不足问题。
植物遗传工程中的基因克隆与转化技术植物遗传工程是指通过改变植物的遗传物质，以达到改良、改变或创新植物性状的目的。
其中基因克隆与转化技术是植物遗传工程中的关键技术之一。
基因克隆指的是通过将特定基因从一个生物体中分离并扩增形成DNA片段，使其能够在其他生物体中稳定表达。
转化技术则是将克隆的基因导入到目标植物体内，使其能够在植物表达并产生相应的功能。
一、基因克隆技术基因克隆技术是植物遗传工程中的关键环节。
首先需要从源生物体中分离出目标基因。
常用的方法有PCR扩增、限制酶切片段分离等。
通过PCR扩增技术，可以快速、高效地扩增目标基因，提供足够的DNA片段用于后续的克隆工作。
限制酶切片段分离则是利用特定的酶将目标基因从源DNA片段中切割出来。
接下来，克隆基因需要被插入到适当的载体中，常用的载体包括质粒和病毒等。
将基因插入载体后，需要通过转化技术将其导入目标植物体内。
二、转化技术转化技术是将克隆的基因导入到目标植物体内的关键步骤。
常见的转化技术主要有基因枪法、农杆菌介导法和化学法等。
基因枪法是通过将DNA微粒射入植物细胞，使基因得以导入的方法。
此方法简单、高效，对不同植物都适用，因此被广泛应用于植物遗传工程中。
农杆菌介导法则是利用农杆菌将目标基因导入植物细胞。
这种方法克服了基因枪法的一些限制，可以导入更长的DNA片段，但受适用植物种类的限制。
此外，化学法也是一种常用的转化技术，通过利用化学物质使植物细胞的细胞壁通透性增强，从而实现目标基因的导入。
三、应用前景与挑战基因克隆与转化技术在植物遗传工程中具有广阔的应用前景。
通过基因克隆和转化技术，可以实现对植物农艺性状的改良，提高植物的抗病虫害能力、耐逆性和产量，从而促进农业的可持续发展。
此外，利用基因克隆和转化技术还可以为植物生物制药、环境修复等领域提供解决方案。
然而，基因克隆与转化技术在应用过程中也面临一些挑战。
首先，对于目标基因的选择和定位仍然是一个复杂的问题。
植物转基因方法及特点和转基因沉默现象
崔广荣
【期刊名称】《安徽科技学院学报》
【年(卷),期】2003(017)001
【摘要】本文概述和比较了植物转基因方法、特点和在转基因中出现的基因沉默现象及其机制.
【总页数】5页(P37-41)
【作者】崔广荣
【作者单位】安徽技术师范学院农学系,安徽,凤阳,233100
【正文语种】中文
【中图分类】Q943.2
【相关文献】
1.植物基因的克隆与转化（3）转基因植物中报告基因的检测方法 [J], 李成云
2.植物转基因沉默现象的发生机制 [J], 翟敏;魏华丽
3.转基因植物转录后基因沉默的特点、机理及应用 [J], 卢龙斗;常青;等
4.转基因植物成分检测方法及标准概述 [J], 刘岑杰;杨滴
5.转基因植物油中提取DNA的多种提取方法 [J], 邓家超
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简述转基因动植物的检测鉴定方法
一、转基因检测鉴定方法
1、理化检测法
（1）流式细胞术：利用流式细胞术技术，检测转基因植物DNA 核酸的含量，即采用荧光染料标记的 DNA 膜，以流速技术，测定和对比转基因动植物与其他植物的 DNA 含量。
（2）蛋白质印迹：利用蛋白质印迹法，它可以对植物蛋白质分子进行快速和准确的检测，包括转基因植物中特异性抗性蛋白。
2、分子生物学技术
（1）PCR 技术：通过荧光定量 PCR 技术，可实现对单个核酸分子的高灵敏度检测，其是转基因植物检测的常用技术。
（2） Southern 胺基酸印迹：利用 Southern 胺基酸印迹法，检测基因的等位基因进行检测和分析，如同位素标记 PCR，可以有效鉴定和分析转基因植物种群中不同基因的表达量及突变情况。
3、其他技术
（1）生物分子识别：通过生物分子识别，可以有效地检测出转基因植物特有的 DNA 序列，从而对转基因植物进行鉴定。
（2）生物免疫技术：利用生物免疫技术，可以以免疫试剂盒的形式，对转基因植物进行快速检测，从而达到鉴定的目的。
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科技知识讲座植物基因的克隆与转化(3)转基因植物中报告基因的检测方法李成云 (云南省农业科学院生物技术研究所,昆明 650223) 检测转基因植物有许多方法。
根据检测的基因功能来划分,可分为调控基因(包括启动子、终止子等)检测法、标记基因检测法及目的基因直接检测法。
根据检测的不同阶段区分,有DNA检测法,RNA检测法及蛋白质检测法。
DNA检测法只能检测到外源基因是否已经整合到植物基因组中,而后两种检测方法检测到的是外源基因是否能在受体植物中表达;根据RNA检测法得到的结果可判定外源基因是否转录,蛋白质检测法则可检测出外源基因是否翻译。
还可根据检测所用的具体方法划分,有PCR检测法、化学组织检测法、酶联免疫吸附法、S onth2 ern杂交法、Nouthern杂交法、Western杂交法及生物测定检测法等。
但这些划分也并非是绝对的,如用PCR既可检测调控基因,也可检测标记基因和目的基因。
其中较为常见及简便的方法是报告基因检测法,这些基因一般编码一个特殊的酶,这些酶所催化的反应很容易用普通的生化反应检测出来。
而在正常的非转基因植物中,这些酶及其所催化的反应几乎完全不存在。
目前常用的报告基因主要有卡那霉素抗性基因(NPT-Ⅱ),β-葡萄苷酶基因(G us),荧光素酶基因,胭脂碱和章鱼碱合成酶基因,氯霉素乙酰转移酶基因(Cat基因),除草剂抗性基因(Pat),二氢叶酸还原酶基因(DHFR)等。
这些基因由于其检测简单方便,在大多数植物中背景小而得到广泛应用。
本文对这些报告基因的检测原理及方法作一简要介绍。
NPT-Ⅱ基因的检测:抗卡那霉素基因编码新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPT-Ⅱ),是一个小分子量的酶(分子量为25000),它由转座子Tn5编码,催化许多氨基酸糖苷类的磷酸化反应,诸如新霉素、卡那霉素、庆大霉素和G418等。
这个反应将ATP的γ-磷酸基转到抗生素分子上,从而阻止了它们的靶位点———核糖体的相互作用,起到解毒作用。
在转基因植物、动物和原核生物中, NPT-Ⅱ基因广泛地被作为选择标记,用来研究基因的表达及其调节。
在含蛋白酶抑制剂的缓冲液中研磨转化的植物材料,制取细胞的提取物。
将提取物点在非变性的聚丙烯酰胺凝胶上以避免酶的不可逆变性。
电泳后,将胶从胶槽中取出,放在反应缓冲液里平衡,然后在聚丙烯酰胺凝胶上面注入一层含卡那霉素和(γ-32P) ATP底物的琼脂糖固定。
NPT-Ⅱ酶接触底物后,酶促反应在凝胶夹层中进行并得到具有放射性的磷酸卡那霉素。
通过S outhern转移将磷酸化的卡那霉素转移到磷酸纤维素滤纸上。
基本分子卡那霉素和磷酸卡那霉素可以结合在滤纸上,ATP则不能。
经过洗涤除去背景的ATP。
通过放射自显影显示出放射性的卡那霉素,从而确定在聚丙烯酰胺凝胶上哪些条带上的蛋白质具有NPT-Ⅱ的活性。
进一步的定量分析可以将滤纸上反映出NPT-Ⅱ活性的条带切下用闪烁计数器进行测量。
G us基因的检测: E.coliβ-葡萄糖苷酸酶的编码序列已经发展成为转化植物的报告基因系统。
β-葡萄糖苷酸酶是一个水解酶。
采用一些商业上提供的特种β-葡萄糖苷酸酶作为底物,其反应产物可用分光光532000年第6期 云南农业科技度、荧光(灵敏度较分光光度检测法为高)和组织化学(该方法可观察到外源基因在特点器官、组织,甚至单个细胞内的表达情况,它催化的底物为X-gluc,产物为蓝色化合物)的方法检测。
β-葡萄糖苷酸酶的基因已经被克隆和测序,并编码稳定的酶,这个酶具有令人满意的性质,可以用来进行嵌合基因的构建及分析,它提供的嵌合基因系统很容易得到好的质量和高的灵敏度。
尤其在组织化学分析中应用这个标记基因,可以判定嵌合基因在不同细胞类型、器官和发育阶段的活性定位。
由于绝大多数植物没有检测到葡萄糖苷酸酶的背景活性,因此这个基因被广泛应用于基因调控的研究中。
荧光素酶基因检测系统:荧光素酶基因是一种动物蛋白基因,目前研究较多的是荧光虫荧光素酶及细菌产生的荧光素酶。
荧光素酶催化的底物是6-羟基喹啉类,在镁离子、ATP及氧的作用下酶使底物脱羧,生成激活态的氧化荧光素,发射光子后,转变为常态的氧化荧光素。
由于这类酶的活性不需要转录后修饰,无二硫键,不需要辅酶因子和结合金属,因此几乎可以在任何宿主细胞中表达。
荧光素酶基因作为一个报告基因还有一个优点,即检测的灵敏度高,检测迅速而且操作方便,对于研究低水平表达的基因有较大的意义。
由于生物中普遍缺少内源荧光,因此该基因几乎不存在背景干扰问题。
荧光素酶与反应底物混合后所产生的荧光持续数秒到数分钟即消失。
检测需要闪烁计数器和荧光计。
荧光素酶的可检测浓度在理想状况下少于10-20m ol/L。
胭脂碱和章鱼碱检测:冠瘿碱合成酶基因存在于农杆菌T i质粒或Ri质粒上,该基因与T i质粒的致瘤作用无关,故在构建载体时,有时将该基因保留作为报告基因使用。
该基因的启动子是真核性的,在农杆菌中该基因并不表达,整合到植物染色体上后即行表达,编码与冠瘿碱合成有关的酶,催化冠瘿碱合成。
目前已发现的催化冠瘿碱合成的酶主要有两种,一种是胭脂碱合成酶,另一种是章鱼碱合成酶。
其检测原理是通过纸电泳分析筛选出存在胭脂碱和章鱼碱的转化植物材料。
将植物材料直接挤压在电泳图谱纸上,进行电泳。
在电场作用下,胭脂碱和章鱼碱可以同正常组织中含有的精氨酸分离开,用菲醌这一敏感的荧光染料进行染色,即可进行观察。
Cat基因(即氯霉素乙酰转移酶基因)的检测:氯霉素最早是从放线菌中分离出来的抗菌素,它能够选择性地与原核细胞50S 亚基或真核细胞线粒体核糖体大亚基结合,抑制蛋白质生物合成。
Cat基因编码氯霉素乙酰转移酶,该酶催化乙酰C oA转向氯霉素形成乙酰化产物,乙酰化了的氯霉素不再具有氯霉素的活性,失去干扰蛋白质合作的作用。
真核细胞不具有氯霉素乙酰转移酶基因,无该酶的内源性活性,因而Cat基因可以作为真核细胞转化的标记基因及报告基因,Cat基因转化的植物细胞能够产生对氯霉素的抗性,而非转基因植物则不具有这种抗性。
Cat基因的活性可以通过反应底物乙酰C oA的减少或反应产物乙酰化氯霉素及还原型C oASH的生产来测定,目前常用的方法有硅胶G薄层层析法及DT NB分光光度计法。
Cat基因不仅用来检测外源基因是否转化成功,而且在研究转化的外源基因在植物体内的表达调控中起重要作用,是目前研究基因表达调控最常用的报告基因之一。
Pat基因的检测:Pat基因为抗除草剂基因,它编码PPT乙酰转移酶(PAT)。
PPT是一种谷氨酸结构类似物,能竞争地抑制植物体内谷氨酰胺合成酶(G S)的活性。
当PPT 存在时,G S活性被抑制,细胞内NH+4积累,细胞中毒而死亡。
PAT基因编码的PPT 乙酰转移酶可以催化乙酰基有乙酰C oA分子上转移到PPT分子的游离氨基上,使PPT 乙酰化,乙酰化了的PPT失去对G S的抑制63云南农业科技 2000年第6期国外养鱼新法种种 变温养鱼法 莫斯科农业大学的试验养殖场,水生物专家们经过试验,成功地开发出变换水温养鱼的新方法,可在不改变鱼饲料的前提下,大大加快鱼苗的生长速度。
这种方法是在育鱼苗的池中,安装一个调控加热器,通过对池水加热,使池水温度略高于普通水温110℃～115℃,并在停止加温、水温降至正常后,再继续进行加热。
这样,依次循环,使池水的水温经常在110℃～115℃的范围内变化,从而使鱼苗的生产速度加快40%左右,同时,可使鱼苗出水后对水温的适应性更强,死亡率降低2%～3%。
激素养鱼法 加拿大的生物学家埃德瓦尔特多纳尔德森,将从小鸡和小牛身上提取的生长激素荷尔蒙,加入到鲑鱼鱼苗的饲料中去,可使鱼的生长速度快1倍,日增重指数可达到2138%,而使用普通饲料,日增重指数仅为1148%。
美国科学家还从鱼身上提取生长激素,植入另一条鱼,可使植入生长激素的鱼体内,产生比原来多1倍的生长激素,从而使鱼的生长速度大大地加快,日增重可提高50%以上。
咸水养鱼法 新加坡国立大学的科学家,采用盐度为3%的淡咸水饲养鲤鱼仔鱼,可明显地提高鲤鱼仔鱼的成活率、生育率和生长率。
如果在淡咸水中饲养的鲤鱼仔鱼的饲料里,再加入1×10-8的甲状尿素,制成微型胶囊后饲喂,还可增进其食欲,加快其生长速度。
音乐养鱼法 日本的许多养鱼场让鱼听音乐,以促进鱼生长。
在此基础上,还开发出便于捕获的新的音乐养鱼法。
这种新的音乐养鱼法,就是在鱼卵人工孵化以后,每次喂幼鱼饵料时,都伴放一种音乐,使幼鱼形成听到这种音乐,就到进食地点进食的习惯。
将幼鱼放在大面积鱼池进行饲养后,每次投食,继续伴放这种音乐,使鱼集中到进食地点。
所以,到捕捞成鱼时,只要一伴放这种音乐,鱼就和往常一样,到进食地点来,得以顺利地将其捕捞。
选择养鱼法 美国佛罗里达州泊尔梅特水产公司的专家,采用选择性繁殖技术,经过8年时间, 28代的选择性繁殖,将称为迪拉彼亚的鱼,培育成一种无刺的肉用鱼。
这种无刺的肉用鱼,只有一根脊椎,鱼刺已全部退化,食用时肉中不再带刺。
其成鱼的个体重约两磅,肉味鲜美。
一尾雌鱼一年可繁鱼苗约6000尾。
目前,这种无刺的肉用鱼,已经推广到美国的35个州和一些外国的水产公司进行养殖。
扬州市宝应叶挺东路17号信息部(225800) 何 人作用,因而转化了Pat基因的植物表现出对除草剂PPT的抗性。
目前PPT来源有两种:一种是化学合成的,称为Basta;另一种是通过微生物发酵产生的含有PPT的三肽,称为Bialaphose。
Pat基因也有两种,一种是来自Streptomyces hygrocopicus的bar基因(因其抗Basta而得名),另一种是来自S.viri2 dochrgtnes的pat基因,bar和pat都编码PAT。
Bar基因可以作为转化体筛选标记,又因其检测的灵敏度高,所以也用作报告基因。
Bar基因的表达产物PAT活性测定方法有硅胶G薄层层析法及DT NB比色分析法。
DHFR基因的检测:DHFR基因又称氨甲喋呤抗性基因,编码二氢叶酸还原酶。
二氢叶酸还原酶在DNA生物合成中起重要作用。
氨甲喋呤与二氢叶酸结构类似,竞争性抑制二氢叶酸还原酶活性。
植物细胞的二氢叶酸还原酶对氨甲喋呤极为敏感。
以氨甲喋呤作为选择剂筛选转化细胞时,非转化的植物细胞在含有一定浓度氨甲喋呤的培养基上不能正常生长,而转化细胞中含有标记基因表达的二氢叶酸还原酶,氨甲喋呤对它的抑制作用很弱,所以转化细胞能够在添加氨甲喋呤的培养基中生长。
二氢叶酸还原酶活性检测的方法是将植物材料在含有氨甲喋呤及放射性标记的磷酸盐培养上培养,然后提取总DNA,琼脂糖凝胶电泳后将X胶片放在凝胶上放射自显影检测放射性标记的磷酸盐是否掺入到DNA分子中。
X胶片上出现放射性植物DNA条带的样品具有DHFR活性,证明DHFR基因已经在植物细胞内表达。
