植物基因工程的理论依据及技术路线

植物基因工程的理论依据及技术路线

1、理论依据

1.1、植物细胞全能性理论

（1）细胞全能性的定义及提出

细胞全能性（cell totipotency）是指细胞携带着一套完整的基因组，并具有产生完整个体的能力。植物细胞的全能性能力更易表现出来。早在1902年由德国植物学家Haberlandt提出了一个单细胞具有再生一棵完整植株的潜在能力的观点。当时他试图由小野芝麻、凤眼兰的叶肉细胞等培养再生完整植株，但未能成功。1943年美国植物生理学家White在番茄组织培养中正式提出了植物细胞全能性学说，但是此学说也未能得以证实。经过50多年的研究工作，直至1958年美国学者Steward在美国将胡萝卜髓细胞培养为一个完整植株。这是人类第一次获得了人工体细胞胚，证实了Haberlandt的预言的正确性。此后研究证明动物细胞同样具有全能性，才真正的确立了细胞全能性理论。

（2）细胞全能性的实现

1.2、遗传物质的同一性理论

地球上的所有生物，从细菌到高等动物和植物，直到人类，它们的基因遗传物质组成都是一个具有遗传功能的特定核苷酸序列的DNA（或RNA）片段。而且所有生物DNA的基本结构都是一样的，由四种碱基组成。虽然某些病毒的基因遗传物质是RNA，但是RNA可以通过逆转录产生DNA。

1.3遗传密码的同一性理论

所有生物核基因的三联密码子同氨基酸之间的对应关系几乎都是相同的（除少数的个别以外），即遗传密码是通用的。各种生物均能识别相同的密码，只要具备转录翻译条件即可翻译出相应的氨基酸。

1.4、基因表达法则的同一性理论

所有生物基因表达都遵循中心法则，即DNA→RNA→蛋白质。尽管病毒以RNA为遗传物质载体但其表达依然遵循该规律。重组转化的基因同样在这一法则下进行表达。基因的表达过程中同样遵循基因与多肽的对应关系。

1.5、基因加工、修饰和转移的同一性理论

基因直线排列在DNA分子上，通过内切核酸酶、外切核酸酶、连接酶等可以将基因从DNA分子上切割下来与其他的DNA分子连接重组，并可以在同一个DNA分子上移动或不同的DNA分子上跳跃，甚至可以在不同生物的DNA分子上转移。这些重组、转化的DNA同样遵循遗传法则，能够复制和遗传给下一代。

2、植物基因工程的技术基础

3、植物基因工程的技术路线

植物基因工程研究的内容

1、理论基础研究

1.1、植物基因组的研究

1.2、植物基因工程转化系统的研究

1.3、植物基因功能的研究

1.4、基因表达调控的研究

2、应用研究

2.1植物基因工程育种

利用基因工程技术、有计划地在体外对分离克隆的基因进行重组、构建，再转化整合到受体植物基因中，使重组基因在受体植物细胞中有效表达和稳定遗传，从而使转基因植物获得新的性状，培养出预期的植物新品种的过程。