Methods of gene transfer in higher plants: Vector mediated gene transfer

Indirect Gene Transfer or Vector mediated gene transfer (अप्रत्यक्ष जीन स्थानांतरण या वाहक मध्यस्थ जीन स्थानांतरण):- When stable transformation is achieved by incorporating genes into the genome of plant cells with the help of a biological factor, it is called indirect gene transfer. Agrobacterium bacterium is used in this.

(जब किसी जैविक कारक की सहायता से पादप कोशिकाओं के जीनोम में जीन को समावेशित करके स्थायी रूपान्तरण प्राप्त किया जाता है तो इसे अप्रत्यक्ष जीन स्थानांतरण कहते हैं। इसमें Agrobacterium जीवाणु का उपयोग किया जाता है।)

Agrobacterium mediated Gene Transfer (Agrobacterium मध्यस्थ जीन स्थानांतरण):-

•  Agrobacterium is a gram -ve bacterium found in soil around plant roots.

(Agrobacterium एक ग्राम –ve जीवाणु है जो पादप की जड़ों के पास स्थित मृदा में पाया जाता है।)

•  Two species of Agrobacterium bacteria cause diseases in dicot plants:-

(Agrobacterium जीवाणु की दो जातियाँ द्विबीजपत्री पादपों में रोग उत्पन्न करती हैं:-)

i. Agrobacterium tumefaciens

ii. Agrobacterium rhizogenes

i. Agrobacterium tumefaciens:- It causes Crown gall disease in angiosperm plants. Ti-plasmid is found in it.

(यह आवृतबीजी पौधों में Crown gall रोग उत्पन्न करता है। इसमें Ti – प्लाज़्मिड पाया जाता है।)

ii. Agrobacterium rhizogenes:- It cause hairy root disease in angiosperm plants. Ri - plasmid is found in it.

(आवृतबीजी पौधों में Hairy root रोग उत्पन्न करता है। इसमें Ri – प्लाज़्मिड पाया जाता है।)

•  Recombinant DNA is made by incorporating the desired gene into the T - DNA portion of the Ti plasmid. Which are transferred to Agrobacterium cell.

(Ti प्लाज़्मिड के T – DNA भाग में वांछित जीन को समावेशित कर पुनर्योजी DNA बनाया जाता है। जिसे Agrobacterium कोशिका में स्थानांतरित कर देते हैं।)

•  Now cut round pieces of sterilized leaf.

(अब निर्जमित पर्ण के गोल टुकड़े काट लेते हैं।)

•  Now incubate these pieces with Agrobacterium overnight.

(अब इन टुकड़ों को Agrobacterium के साथ पूरी रात ऊष्मायन देते हैं।)

•  Now kept these pieces in Shooting medium for 2 days.

(अब 2 दिनों तक इन टुकड़ों को Shooting माध्यम में रखते हैं।)

•  Now add Kanamycin and Carbenicillin in this shooting medium and cultured for 3-4 weeks.

(अब इस Shooting माध्यम में Kanamycin व Carbenicillin मिलाकर 3-4 सप्ताहों तक संवर्धित करते हैं।)

•  Now transfer this to the rooting medium, add Kanamycin and Carbenicilin, culture it for 3-4 weeks.

(अब इसे Rooting माध्यम में स्थानांतरित करके Kanamycin व Carbenicilin डालकर 3-4 सप्ताहों तक संवर्धित करते हैं।)

•  Now establish this plant in a pot in green house.

(अब इस पौधे को गमले में Green house में स्थापित करते हैं।)

•  After a few days, establish the plant in the soil of the field.

(कुछ दिनों पश्चात पौधे को खेत की मृदा में स्थापित कर देते हैं।)

Mechanism of Gene Transfer (जीन स्थानांतरण की विधि):-

•  The T - DNA portion of the Ti - plasmid has the property that it can integrate into the plant's genome.

(Ti – प्लाज़्मिड के T – DNA भाग में यह गुण होता है कि यह पादप के जीनोम में समाकलित हो सकता है।)

•  Leaf pieces release the Aceto - Syringine chemical that activates the Vir - Operon of T - DNA.

(पर्ण के टुकड़ों से Aceto – Syringine रसायन निकलता है जो T – DNA के Vir – Operon को सक्रिय कर देता है।)

•  Once activated, the T-DNA portion separates from the plasmid and enters into many plant cells.

(सक्रिय होते ही T – DNA भाग प्लाज़्मिड से पृथक होकर बहुत सी पादप कोशिकाओं में प्रवेश कर जाता है।)

•  Now this T-DNA integrates into the genome by going into the nucleus.

(अब यह T – DNA केंद्रक में जाकर जीनोम में समाकलित हो जाता है।)

•  This results in stable transformation of the plant.

(इसके फलस्वरूप पादप का स्थायी रूपान्तरण हो जाता है।)