本实验所用基因传递系统（基因枪）原理：

  低压基因递送系统（GDS-80 基因枪  U.S. Patent Number: 6,436,709 B1），根据火箭喷嘴原理和空气动力学原理设计，是用于传递生物微粒进入靶细胞的一种新型系统。如图1中所示，当左侧出现输入气体压力时（如：氦气），两个腔室之间将形成巨大的压力差，一旦该气体穿过装载样品的咽喉处，GDS-80 中的气体输出将为生物粒子提供足够的动能量，使它们加速到接近超音速的速度（约 300m/s）。在加速过程中，样品溶液会雾化并均匀地喷洒到靶向目标的表面上。

影响转染效率的因素：

  在执行 GDS-80 轰击的同时，有四个主要因素影响转染效率。涉及火箭喷嘴设计原理方面，有两个：传递压力的设定和枪管的直径。通过增加输送压力的设定，可以使两个腔室中的压力差变大，从而增加生物微粒的速度，增加动能；而增大枪管直径会降低微粒的输出速度。传递距离也在实验中起到重要的作用，通过增加从枪管到目标样品的传递距离，生物颗粒将受空气阻力影响而减慢速度，不过这样也同时降低了损坏靶细胞的几率。最后一个因素是传送样品的总量，被传送的样品量越大，越够能提高转染效率。 然而，调整输送距离和传递压力是几个因素中最重要的，枪管大小和输送样品量应该保持在一个恒定数值，这样更容易修正实验。

活体植物实验：

  针对植物细胞的基因组研究，现在已经通过使用很多不同的策略而被广泛开展。无论这些研究的主要目的是什么，这些研究成果终究是需要应用于活体植物的研究中来。将基因转染到活体植物方面之前存在很多障碍，比如如何维持无微生物的环境，如何保护植物本身组织的脆弱性，如何设定传递压力的大小，甚至是植物处于什么生长状况都是需要考虑的方面。通过使用 GDS-80 系统，Wealtec 公司为基因转染活体植物这项实验提供了最便捷的方法。

  通过调节传递压力和距离，GDS-80 可将生物微粒成功转染到活体植物的植物细胞中。

材料:

  烟草叶和藜属植物

  低压基因递送系统：GDS-80 （Wealtec）

  通用目标间隔器，UTS-10 （Wealtec）

  质粒 DNA：以绿色荧光蛋白（GFP）报告性基因构建的病毒 DNA。

  MaestroTM 活体成像系统。

操作步骤：

  1. 在进行实验前，至少培养样品 30 天，这样确能保叶片大于 5×6 cm2。

  2. 根据以下步骤制备 DNA-金粉混合液：

   a. 将金粉微粒中加入充足的无菌蒸馏水。

   b. 使用 100％ 乙醇对金粉微粒进行三次洗涤并弃去浮层。

   c. 加蒸馏水使金粉微粒重新悬浮。

   d. 将准备好的 DNA 溶液（1μg/μl）添加到金粉微粒溶液中，形成浓度为 1 μg  DNA / 0.6 mg 金粉微粒悬浊液。

   e. 剧烈摇晃微离心管使得样品混合均匀。

   f. 滴入适当体积的 0.1M 亚精胺和 2.5M  CaCl2 进入试管，同时不断剧烈地摇晃。

   g. 继续摇晃一分钟以上。

   h. 用 100％EtOH 进行三次洗涤，并弃去浮层。

   i. 重新使DNA包裹的金粒子悬浮于100% 的 EtOH 中。

  3. 按照说明书中要求的，讲 UTS-10 安装到 GDS-80 系统上，并设置 40-50 psi 的传递压力。

  4. 调整距离量尺至 6-8 cm 的传递距离。

  5. 把四爪叶片夹夹到目标叶上，用手调螺栓将其拧紧固定。

  6. 将等分10μl DNA混匀悬浊液倒入样品装载孔中。

  7. 对叶片标本进行轰击。

  8. 培育植株三天以上，通过使用 CRi MaestroTM 的体内成像系统观察荧光结果。

 （本文转载丁香园）