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DNA的直接轉化是指利用植物細胞的生物學特徵，通過物理化學法將外源基因轉入植物細
胞的技術。為克服載體法的寄主局限性，至今已發展了電擊法、基因槍法、激光微束穿孔
法、顯微注射法、脂質體介導法、多聚物介導法、花粉管通道法等基因的直接轉移技術。
1)電擊法。細胞膜的基本成分是磷脂雙分子層，在適當的外加電壓作用下，細胞膜有
可能被擊穿，但不影響或很少影響細胞質的生命活動。移去外加電壓後，膜孔在一定時間
內可以自動修復，為外源基因的導入創造了條件。利用這一原理，人們將植物細胞酶解去
壁獲得原生質體，並與外源基因混合置於電激儀的樣品小室中，然後在一定的電壓下進行
短時間(μs至ms)直流電脈衝，電擊後的原生質體被轉至培養基中培養，篩選並誘導植株
的分化。
2)基因槍法。這種方法的基本原理是利用被放電或機械加速的金屬顆粒對細胞擊孔。
先將外源DNA溶液與鎢、金等金屬微粒共同保溫，將DNA吸附於金屬顆粒表面，然後放電加
速金屬顆粒，使之直接射入受體植物細胞，外源遺傳物質隨金屬顆粒進入細胞內部。該法
的優點是轉化受體迅速、簡單，缺點是植物再生較困難。但由於取材廣泛，金屬微粒的噴
射面廣，轉化頻率高，所以具有廣泛的應用前景。
3)激光微束穿孔法。激光是一種很強的單色電磁輻射，一定波長的激光束經聚焦後到
達細胞膜平面時其直徑大約只有0.7～0.5 μm，這種直徑很小但能量很高的激光微束可引
起膜的可逆性穿孔。因此，可利用激光的這種尖對細胞進行遺傳操作。其做法是：在螢光
顯微鏡下找出適當的細胞，然後用激光光源替代螢光光源，聚焦後發出激光微束脈衝，擊
穿細胞壁，使DNA分子進入細胞。由於激光孔徑小，為線粒體、葉綠體的遺傳工程以及細
胞質遺傳的研究提供了方便的手段。
4)顯微注射法。該法利用顯微注射儀，把外源DNA或mRNA通過機械方法直接注入細胞
核或細胞質。這一方法的技術關鍵是原生質體、帶壁細胞或細胞團的固定，因缺乏有效的
固定胚性細胞團的方法而受到很大限制。
5)脂質體介導法。脂質體(liposomes)是由人工構建的磷脂雙分子層組成的膜狀結構
，包裹在脂質體中的DNA不受DNA酶的降解。脂質體內含物通過融合或吞噬過程轉運到原生
質體的細胞質和細胞核內，從而引起基因轉移。
6)多聚物介導法。聚乙二醇(PEG)、多聚賴氨酸、多聚鳥氨酸等是人們常用的協助基
因轉移的多聚物，尤以PEG應用最廣。這些多聚物和二價陽離子(如Mg2+，Ca2+，Mn2+)及
DNA常常在原生質體表面形成沉澱顆粒，通過原生質體的內吞作用而被吸收。
7)花粉管通道法。該法是將外源DNA塗於授粉的柱頭使之沿花粉管通道或傳遞組織通
過珠心進入胚囊，轉化尚不具備正常細胞壁的卵、合子及早期的胚胎細胞。由於這一方法
技術簡單，一般育種工作者易於掌握，且能避免體細胞變異等問題，故有一定的價值和應
用前景。
展望21世紀，植物基因工程技術必將獲得更大發展。除了有重大經濟價值的轉基因植
物將陸續進入大田生產以外，轉基因技術也將有大突破。已經掌握的技術會不斷得到完善
，新的基因導入技術還會出現，農作物的組織培養也會變得更加簡單，方便，有效。不久
的將來，可望出現高產優質，集高光效、抗病、抗蟲和抗逆等特性於一身的作物新種。許
多科學家甚至預言，下個世紀的所有主導農作物都將是基因工程產品。當然，要實現這一
目標尚需時間和努力，但我們深信，植物基因工程將在第2次「綠色革命」中發揮巨大的
作用，成為人類認識自然、改造自然的重要武器。
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