基于四氧化三鐵納米磁轉化系統(tǒng)的花粉介導棉花轉基因技術.pdf

1、磁性納米顆粒作為一種非病毒基因載體已經獲得廣泛的生物應用，納米載體能夠有效地結合核酸對成功地實現(xiàn)基因傳輸十分關鍵。然而，對于納米載體和DNA的負載機制、及其對于轉基因效率的影響的研究相對較少。本文通過生物物理學和生物化學等表征手段，結合原子力顯微鏡、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分子的結合形態(tài)以及對DNA的運載性能。通過將MNPs連接DNA形成MNP/

2、DNA復合物，構建納米基因載體系統(tǒng)。MNPs表面修飾大量氨基基團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，同時對外源基因也起到有效地保護作用。PK15細胞的磁轉染實驗證實，MNPs具有較低的細胞毒性，并且能實現(xiàn)外源基因穩(wěn)定和長效的表達。此外，劑量．效應分析表明，MNPs與DNA的結合比例形成了不同的MNP/DNA復合物形態(tài)，進而影響基因的表達效率。細胞內的熒光示蹤證

3、實，MNPs被細胞攝入穿過細胞膜，運輸DNA至細胞核并釋放，外源基因實現(xiàn)表達。本研究發(fā)展了一種穩(wěn)定、便捷、高效的動物細胞雙基因轉化體系，在PK15細胞中成功實現(xiàn)了紅色熒光蛋白和綠色熒光蛋白的協(xié)同表達。
　　轉基因技術在植物的優(yōu)良新品種培育上也發(fā)揮著重要作用。目前主要的植物轉基因方法均需要通過繁瑣、長周期的組織培養(yǎng)過程，尤其是一些作物品種，如棉花和大豆，組織再生困難，嚴重影響了遺傳轉化的進程。本研究利用磁性納米載體轉化棉花花粉，發(fā)展

4、了一種植物轉基因新方法，花粉磁轉染。該方法以MNPs作為基因載體，負載外源DNA，在外界磁場下，MNPs將DNA導入棉花花粉，直接獲得了轉基因的種子，最終篩選得到轉融合抗蟲基因的棉花。經過分子檢測和蛋白表達分析，外源基因成功地整合進入棉花基因組中，實現(xiàn)了抗蟲蛋白的高效表達，并且在后代植株中穩(wěn)定遺傳?；ǚ鄞呸D染法不需要組織培養(yǎng)過程，縮短了從轉基因到獲得種質材料的周期，受體材料不受基因型限制、來源廣泛，操作便捷，便于大規(guī)模田間操作，有望成為