目前转座子元件是植物分子生物学操作和植物基因工程中分离克隆基因和研究基因功能最有力的工具之一,其中的一大类—反转录转座子具有分布广、异源转座高和受组织培养诱导激活等优势,因此它的发现和利用又为转座子标签的应用提供了更广阔的前景。此外通过对现有转座元件的改造以及转座元件作为载体改造的工具,也将大大加速植物基因和功能序列的分离与研究,如利用转座子元件构建启动子捕捉载体,效率比T-DNA标签高〔11〕。
但转座子标签推广还存在一些困难,例如筛选鉴定转座元件引起的表型突变体。目前,各种突变体筛选方法都在植物个体水平进行研究,先要得到基因型包含转座子插入突变的植株的种子,再在104~106个后代的群体中筛选突变体,工作量非常大,定向标签还要求有隐性纯合系可进行杂交。最近开始研究利用单倍体进行细胞水平的突变体筛选,因为单倍体可直接表达隐性基因,瞿绍洪等鉴定了玉米转座因子Ac在单倍体烟草中的转座活性,这将有助于在单倍体细胞中进行转座因子研究〔15〕。
对转座子标签突变体筛选、标签基因分离等方面的改进将使这一技术更为完整,不仅为植物基因工程发展分离了更多的基因,同时可以大大促进植物基因表达机制等基础理论的研究。
转座子标签技术克隆基因的基本原理
转座子是染色体上一段可移动的DNA片段,它可从染色体的一个位置跳到另一个位置。当转座子跳跃而插入到某个功能基因时,就会引起该基因的失活,并诱导产生突变型,而当转座子再次转座或切离这一位点时,失活基因的功能又可得一恢复。遗传分析可确定某基因的突变是否由转座子引起。由转座子引起的突变便可以转座子DNA为探针,从突变株的基因组文库中钓出含该转座子的DNA片段,并获得含有部分突变株DNA序列的克隆,进而以该DNA为探针,筛选野生型的基因组文库,最终得到完整的基因。