本发明属于纳米新材料领域和植物功能蛋白研究领域，具体涉及一种靶向植物叶绿体的目的基因递送系统。
背景技术：
1、叶绿体是植物细胞中的双层膜结构细胞器，且无蛋白外流，稳定的环境为重组蛋白表达提供了一个相对安全的生物环境。叶绿体在植物细胞中的拷贝数非常高，且具有母系遗传的特点，因此，在叶绿体中精准表达蛋白，可以实现目的蛋白的高水平表达，且不会因花粉的传播而扩散到其他植物中。这种特性增强了生物环境的安全性，降低了基因逃逸的风险。因此，叶绿体表达系统具有工业化生产的潜力。
2、在叶绿体中精准高效地表达目的蛋白，可以用于优化植物的光合作用，提高光能利用率和作物产量。此外，叶绿体也可以作为生物反应器，用于生产具有药用价值的蛋白等，具有广泛的应用前景和市场潜力，推动生物技术产业的发展。但是，由于转化方法的技术限制，严重阻碍了叶绿体表达系统的改良和发展。
3、目前，单壁碳纳米管(swcnt)已被开发用于多种植物的外源目的基因的递送，但是递送后在细胞中的分布由基因本身的信号肽决定。因此，亟需开发一种可以精准递送目的基因进入叶绿体的系统。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的不足，本发明旨在提供一种靶向植物叶绿体的目的基因递送系统。
2、本发明的具体技术方案如下：
3、本发明提供一种靶向植物叶绿体的目的基因递送系统，所述目的基因递送系统为壳聚糖-ssdna-swcnts，通过如下方法制备得到：对羧基化单壁碳纳米管进行ssdna功能化处理，得到ssdna-swcnts；对ssdna-swcnts进行活化羧基处理，得到活化羧基后的ssdna-swcnts；将壳聚糖嫁接到活化羧基后的ssdna-swcnts上，获得壳聚糖-ssdna-swcnts递送系统；所述ssdna的序列为：gtgtgtgtgtgt。
4、进一步地，所述羧基化单壁碳纳米管的直径为1-2nm，长度为1-3μm。
5、进一步地，所述壳聚糖的分子量为50,000-190,000da。
6、进一步地，所述羧基化单壁碳纳米管、ssdna和壳聚糖的质量比为(3-6)：1：(15-20)。
7、进一步地，所述ssdna-swcnts的制备方法包括：
8、(1)将羧基化单壁碳纳米管分散于1-2％(w/v)的脱氧胆酸钠水溶液中，超声处理后，室温静置，离心取上清溶液；
9、(2)向所得上清溶液中逐滴加入20-30％(w/v)的聚丙烯酰胺和ssdna，期间不断搅拌，直至滴加完毕，得到混合体系；
10、(3)向所得混合体系中逐滴加入甲醇，期间旋涡混匀，混匀后，加入异丙醇，之后离心，弃上清，得到沉淀；
11、(4)用无水乙醇洗涤所得沉淀，待乙醇挥发后，加入超纯水溶解沉淀，得到ssdna-swcnts溶液；
12、优选地，步骤(1)中所述羧基化单壁碳纳米管和1-2％(w/v)的脱氧胆酸钠水溶液的质量体积之比(mg:ml)为1:1；
13、优选地，步骤(2)中所述上清溶液和20-30％(w/v)的聚丙烯酰胺的体积之比为20:1；
14、优选地，步骤(3)中所述甲醇和步骤(2)中所述上清溶液的体积之比为2:1；
15、优选地，步骤(3)中所述异丙醇和步骤(2)中所述上清溶液的体积之比为4:1。
16、进一步地，对ssdna-swcnts进行活化羧基处理包括：
17、(1)向ssdna-swcnts溶液中加入吗啉乙磺酸，nhs-edc溶液，混匀，室温水浴超声，之后放入摇床进行反应；
18、(2)反应结束后，加入异丙醇，之后离心，弃上清，用无水乙醇洗涤所得沉淀，待乙醇挥发后，加入pbs溶解沉淀，得到活化羧基后的ssdna-swcnts溶液；
19、优选地，步骤(1)中放入摇床180rpm反应45min；
20、优选地，步骤(2)中所述pbs的ph为7.4。
21、进一步地，将壳聚糖嫁接到活化羧基后的ssdna-swcnts上包括：
22、(1)向活化羧基后的ssdna-swcnts溶液中加入壳聚糖的0.3％(w/v)乙酸水溶液，水浴超声后，放入摇床进行反应；
23、(2)反应结束后，加入异丙醇，之后离心，弃上清，用无水乙醇洗涤所得沉淀，待乙醇挥发后，加入超纯水溶解沉淀，得到壳聚糖-ssdna-swcnts；
24、优选地，步骤(1)中放入摇床180rpm，30℃反应45min。
25、本发明还提供一种向植物叶绿体递送目的基因的方法，包括步骤：将所述壳聚糖-ssdna-swcnts的水溶液与待递送目的基因室温孵育，孵育结束后，采用抽真空浸润或叶片表面涂抹的方法把壳聚糖-ssdna-swcnts递送到单子叶植物组织，采用注射器浸润或叶片表面涂抹的方法把壳聚糖-ssdna-swcnts递送到双子叶植物组织。
26、进一步地，所述壳聚糖-ssdna-swcnts与待递送目的基因的质量比为1:50-1:60；
27、所述室温孵育的条件为室温500rpm孵育30-60min；
28、所述的双子叶植物选自拟南芥、烟草、番茄、大豆；
29、所述单子叶植物选自水稻、竹子、玉米、高粱、大麦、小麦。
30、本发明还提供一种叶绿体表达系统，其通过所述向植物叶绿体递送目的基因的方法获得的携带壳聚糖-ssdna-swcnts的叶绿体。
31、本发明的有益效果为：
32、本发明利用swcnt为介体，通过壳聚糖修饰，开发的壳聚糖-ssdna-swcnts以一种非整合到植物基因组的方式，克服了细胞的细胞壁、细胞膜结构以及叶绿体的双层膜结构的传递限制，可以高效实现外源目的基因到植物叶绿体的精准递送，实现目的基因在叶绿体进行蛋白的高效表达。本发明可实现向多种双子叶和单子叶植物的叶绿体精准递送目的基因。
1.一种靶向植物叶绿体的目的基因递送系统，其特征在于，所述目的基因递送系统为壳聚糖-ssdna-swcnts，通过如下方法制备得到：对羧基化单壁碳纳米管进行ssdna功能化处理，得到ssdna-swcnts；对ssdna-swcnts进行活化羧基处理，得到活化羧基后的ssdna-swcnts；将壳聚糖嫁接到活化羧基后的ssdna-swcnts上，获得壳聚糖-ssdna-swcnts递送系统；所述ssdna的序列为：gtgtgtgtgtgt。
2.根据权利要求1所述的目的基因递送系统，其特征在于，所述羧基化单壁碳纳米管的直径为1-2nm，长度为1-3μm。
3.根据权利要求1所述的目的基因递送系统，其特征在于，所述壳聚糖的分子量为50,000-190,000da。
4.根据权利要求1所述的目的基因递送系统，其特征在于，所述羧基化单壁碳纳米管、ssdna和壳聚糖的质量比为(3-6)：1：(15-20)。
5.根据权利要求1所述的目的基因递送系统，其特征在于，所述ssdna-swcnts的制备方法包括：
6.根据权利要求1所述的目的基因递送系统，其特征在于，对ssdna-swcnts进行活化羧基处理包括：
7.根据权利要求1所述的目的基因递送系统，其特征在于，将壳聚糖嫁接到活化羧基后的ssdna-swcnts上包括：
8.一种向植物叶绿体递送目的基因的方法，其特征在于，包括步骤：将权利要求1所述壳聚糖-ssdna-swcnts的水溶液与待递送目的基因室温孵育，孵育结束后，采用抽真空浸润或叶片表面涂抹的方法把壳聚糖-ssdna-swcnts递送到单子叶植物组织，采用注射器浸润或叶片表面涂抹的方法把壳聚糖-ssdna-swcnts递送到双子叶植物组织。
9.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述壳聚糖-ssdna-swcnts与待递送目的基因的质量比为1:50-1:60；
10.一种叶绿体表达系统，其特征在于，其通过权利要求8所述方法获得的携带壳聚糖-ssdna-swcnts的叶绿体。
