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水稻叶绿体表达载体的构建及遗传转化的综述报告
水稻是我国的主要农作物之一，其养分含量高、生育期短、收成量大等优点使其受到广泛的重视和研究。在水稻的基因工程研究中，叶绿体表达系统具有很高的研究价值。叶绿体是植物细胞中的一种双层膜体系，其中含有光合色素和进行光合作用所需的其他蛋白质等物质。叶绿体基因组是一个循环结构，其大小约为120-160kb，含有100余个基因，包括tRNA和rRNA等。
叶绿体基因工程技术可以通过向叶绿体中导入外源基因来实现水稻的基因功能研究、抗虫、抗病及生产高价值产品等目的。相对于质粒介导的核基因转化，叶绿体表达系统具有易于通过叶绿体自身的复制和遗传方式传递外源基因的特点，而且外源基因的表达水平也非常高。
叶绿体表达载体是实现叶绿体基因工程的重要工具。常用的载体是采用pUC18等多克隆位点载体背景，将外源基因嵌入到水稻叶绿体基因组的某些区域中。载体中应包含外源基因的启动子、编码基因、终止子和选择标记基因等组成部分。外源基因的启动子和终止子应适应水稻叶绿体基因组的核酸序列，以便实现基因的正常表达。选择标记基因的主要作用是在转化完后筛选出带有外源基因的植株及细胞。常用的选择标记基因有aadA、Ble、nptII等。其中nptII（二氧化钛酸酯酶）是zeamays来源的，主要通过在芽胚中生长5-7天的方式筛选转化的水稻植株。
水稻叶绿体基因工程的主要方法为基因枪法和DNA导向的转化法。基因枪法通过高压气膜将含有外源基因的金属微粒施加于叶片表面，使其成为叶片细胞的胞内或胞外质体中的一部分。此外，也可以通过热冷震动等方法使外源基因与质体融合进入细胞。DNA导向的转化法则通过介导质粒进入水稻细胞，然后进入到叶绿体中转化水稻。同时外源质粒中也含有筛选标记基因。
建立稳定的叶绿体系的转化水稻植株后，必须通过核糖体RNA导向的转录后修饰机制将外源DNA酶解成20-30个nt不等的RNA分子，然后与内源RNA结合，对外源DNA进行翻译和转录。外源RNA必须经过剪接和聚合作用，使其精细的折叠成具有活性的蛋白质。这样就可以在叶绿体基因组水平表达外源蛋白并实现其功能。
总之，水稻叶绿体基因工程技术的发展为水稻的遗传改良和生产高价值产品提供了新的途径。经过科学家们的不懈努力，水稻叶绿体表达载体系统的构建和转化技术已经得到了长足的发展，使得外源蛋白的表达和功能研究取得了显著的进展。