病毒基因能够保护植物免遭病害

世界各地的一些植物遗传工程师都是采用Ti质粒将一些有用的基因插入到植物细胞中。但是华盛顿大学的Roger N.Beachy说,上个月他和他的同事采用Ti质粒将一些病毒基因插入到植物细胞中。病毒通常不需要帮助即可将其插入到细胞中去,它们会破坏细胞的蛋白质产生系统以产生更多的病毒粒子。但Beachy的想法只是将一种病毒基因材料的一部分插入到某种植物中去,以便保护植物进一步免遭病毒的侵袭。 Beachy对烟草花叶病毒(TMV)进行了深入细致的研究,他从TMV中选择出一些短核     

T-DNA插入突变在植物功能基因组学中的应用

T-DNA插入突变在植物功能基因组学研究中发挥着重要作用,广泛应用于大规模植物基因功能分析,是分离新基因、研究基因功能的有效工具。我们简单介绍了T-DNA插入突变的原理,详细论述了3种T-DNA插入突变载体的应用,并综述了利用T-DNA插入突变克隆新基因的方法,同时指出了T-DNA插入突变存在的问题及其发展方向。     

发光的海蜇基因能够协助基因向植物中转移

分离自海蜇的绿色荧光蛋白基因被插入到植物细胞中。该基因的作用为信号基因或报道基因,将所希望的遗传特性转移到植物细胞中。 美国农业部农业研究处的植物遗传学家Randall P.Niedz说:“基因的成功转移将加速基因鉴定的过程,这对种植者很有价值。”所转移的遗传性状能改善果实的质量,并且可以抵御疾病、虫害以及环境压力,如冷冻、干旱和盐碱度等。 Niedz说这是第一次将这种类型的信号基因转移到植物细胞中。他强调该研究是为了测定在实验室平皿中生长的植物组织中是否有报道基因起作用。目前的工作还不打算对食用水果进行基因转移,他强调道。     

植物抗病基因的进化

植物抗病基因在进化中形成了几种共有的进化形式。植物祖先抗病基因的复制创造了新基因座。基因间和基因内重组导致了变异,也导致了新特异性抗病基因的产生。另外,与特异性识别相关的富含亮氨酸重复区顺应于适应性选择。同样,类转座元件在抗病基因座中的插入加速了抗病基因的进化。随着抗病基因的进化,抗病反应也呈现出多样化,代表着植物与病原物动态进化的不同阶段。     

克隆基因转入植物细胞的一般方法

本文介绍一种能将任何克隆基因转入植物细胞的方法,而不论其基因末端或中间的限制酶切点如何。已经构建了一种寄主范围很广的中间载体pGV1117,在其兰曙红着色的pTiC58质粒右端T-区片段含有Hind Ⅲ-23。利用EcoRI甲基化酶和EcoRI接头的连接在胞内所起的保护作用、将带有兔子β-珠蛋白基因的一段染色体DNA插入pGV1117质粒。转移到根瘤病土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)中以后,通过体内重组把该基因插入pTiC58的T-区。受损伤的烟草幼苗被感染后,导致完整的珠蛋白基因作为T-DNA的一部分而转入植物基因组。虽然,在组织培养期间,这个基因能被稳定保留,但是在转化植株细胞中没有检测到β-珠蛋白特异的转录本。     

高光效基因植物表达载体的构建

通过一系列中间载体的构建 ,将来自C4作物 (甘蔗 )光合作用中的关键酶基因 (高光效基因 )RbcS和PEPCase基因插入到植物表达质粒中 ,获得了具有卡那霉素抗性的RbcS植物表达载体 pC2 0SNR和具有PPT除草剂抗性的PEPCase基因的正义 (pC30SNP)和反义 (pC30SNPr)植物表达载体。再将这 3个载体分别转入农杆菌LBA4 4 0 4和A2 81或EHA10 5中 ,获得了适于C3 植物转化的农杆菌重组工程菌株。为进一步利用C4植物高光效基因转化C3 植物 ,以期提高光合效率提供基础。     

含甘露糖异构酶基因植物表达载体的构建

目的:构建了以manA基因为选择标记的植物表达载体。方法:从大肠杆菌DH5α中克隆出manA基因,连接到质粒pCAMBIA1301的XhoⅠ位点,替换hpt基因,通过酶切和PCR检测了插入片段的正确性,使用XbaⅠ和HindⅢ酶切Gateway载体(pGWCBF)获得含有P35S-T35S-attR1-attR2-CmR-ccdB的结构域,将其插入到表达载体pCAMBIA1301的相应位点中,获得中间表达载体pCAMBIA1301-manA-GW,使用Gateway载体的BP反应与LR反应,将转录因子CBF基因片段整合到载体中。结果:酶切结果表明以甘露糖异构酶基因(manA)为选择标记的植物表达载体pCAMBIA1301-manA-CBF已经构建完成。结论:将构建好的载体用液氮冻融法转化到农杆菌中,可以用于葡萄的遗传转化研究,为将来获得安全的转基因抗寒植株奠定基础。     

选择标记可去除的植物高效表达载体的构建

在常用的植物组成型表达载体pBI121的选择标记基因NPTII两侧插入同向的lox位点并用多克隆位点(MCS)取代了GUS基因序列,构建了NPTII基因可被去除的和可插入目的基因的通用植物表达载体pBI121-lox-MCS。替换pBI121-lox-MCS中驱动目的基因表达的35S启动子,可构建成一系列具有其他表达特性的植物表达载体,如本文描述的韧皮部特异表达载体pBdENP-lox-MCS。为方便地筛选去除选择标记基因的转基因植物,还构建了绿色荧光蛋白(GFP)表达框与NPTII表达框连锁的pBI121-gfp-lox-MCS载体。上述植物表达载体可广泛应用于培育选择标记可去除的转基因植物。     

Prd29A及DREB1A的克隆和干旱诱导型植物表达载体的构建与鉴定

从拟南芥中克隆了RD29A基因的启动子(Prd29A)及DREB1M基因的DNA片段,构建Prd29A:DREB1A融合基因,采用合成的接头将该融合基因插入到植物表达载体pBI121中,经鉴定,确认正确.     

植物功能基因组研究中的基因敲除技术

综述了T-DNA插入突变和转座子插入突变等基因敲除技术的原理及其在植物功能基因组研究中的应用,并简要介绍了向国际有关机构索要或购买拟南芥插入突变体的方法.     

用于转化玉米的载体的构建及其鉴定

将在植物中能表达的GUS基因插入到质粒pBS中,得到两种重组质粒pBSG_1和pBSG_2,经限制性内切酶分析表明,它们分别是GUS基因以不同方向插入到pBS中的结果,Southern杂交也证明GUS基因巳插入到pBS中。用类似的方法构建了含植物中能表达的NpTII报告基因及S_1片段的质粒pBIS,。所构建的三个质粒均含有与玉米核DNA有同源性的S_1类质粒片段,可用于转化玉米原生质体。     

植物转基因沉默与消除

植物基因工程研究是希望获得高稳定表达的转基因植株,而转基因沉默现象却限制了转基因植物的应用前景。基因沉默的机制是多方面的,包括转基因多拷贝之间的异位配对,转基因序列的甲基化,插入位点在染色体结构上的改变及转录后的衰退调控等。研究外源基因的失活原因及寻找相应的策略控制失活,对于植物基因工程的发展有着重要的意义。     

RNAi 在植物功能基因组中的应用

植物生物学后基因组时代的主要目标就是确定植物基因组中所有基因所具有的功能。解决这个问题的一个最直接的方法就是还原或者敲除某个在正常条件下其功能能表达出一定的可观察到的表型的特殊基因。对于这方面的研究,插入突变技术就是一个可用的工具,但是基因的随机性,致死敲除,无标记的突变体都大大地限制了这种技术的利用。RNm技术可以克服以上那些难题。它已经被广泛地应用在线虫的功能基因组上,并且所获得的有效资源还被广泛地用于植物功能基因组的分析。     

风疹病毒抗原基因E1植物表达载体的构建

目的:为了提高目的基因在番茄果实中的表达量,为进一步研究口服植物疫苗打下基础。方法:PCR扩增1.1kb番茄果实特异性启动子E8基因、460bp风疹病毒抗原E1基因、256bp NOS基因,将这些片段插入到pCAMBIA1301多克隆位点,得到植物表达载体pCAM1301E8-E1,经测序鉴定正确,将其转化至根癌农杆菌EHA105,然后进行酶切鉴定。结果:重组质粒酶切鉴定均得到预期片段,测序结果正确。结论:该实验成功构建番茄果实特异性启动子驱动风疹病毒E1基因的植物表达载体。     

木糖异构酶基因xylA的克隆及其表达载体的构建

木糖异构酶基因xylA是一种正向选择标记基因,在植物基因工程中使用该标记可以获得安全的转基因植物.构建了以xylA基因为选择标记的植物表达载体.从大肠杆菌Top10中扩增出xylA基因,插入到质粒pCAMBIA2301的Xho Ⅰ位点,通过酶切和PCR检测插入片段的正确性,得到载体pCAMBIA2301-xylA,将pBI121载体上的‘35S-GUS-Nos'表达框插入到pCAMBIA2301-xylA的EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ位点.得到中间载体pCAMBIA2301-xylA-GUS,用Sac Ⅰ和Sma Ⅰ切下克隆载体上的CBF1基因替代pCAMBIA2301-xylA-GUS中的GUS片段,用电转化法将获得的表达载体转化到农杆菌中,为将来获得安全的转基因抗寒植株奠定基础.     

CRISPR⁃Cas9技术在植物次生代谢物生产中的研究进展

基因编辑（gene editing）技术可以对目的基因进行定点插入、敲除和置换。基于CRISPR-Cas9的基因编辑技术是继锌指核酸酶和转录激活样效应物核酸酶之后的第3代基因编辑技术。近年来,CRISPR-Cas9系统作为研究的热点被广泛应用于医学、药学、植物学、动物学和微生物学等领域,但其在植物次生代谢物领域的应用还处于探索时期。阐述了基于CRISPR-Cas9基因编辑技术的发展历程、工作原理和几种常用的基因编辑方法及其应用实例,总结了CRISPR-Cas9技术在对植物次生代谢产物研究方面的应用。利用CRISPR-Cas9系统可对植物基因组进行定点敲除、突变和插入,以达到提高植物次生代谢物含量、改良作物品质和提高植物抗性等目的。该技术已在植物次生代谢物生物合成关键酶基因的编辑等方面显示出越来越重要的作用。     

植物转基因沉默与消除

植物基因工程研究是希望获得高稳定表达的转基因植株,而转基因沉默现象却限制了转基因植物的应用前景,基因沉默的机制是多方面的,包括转基因多拷贝之间的异位配对,转基因序列的甲基化,插入位点在染色体结构上的改变及转录后的衰退调控等,研究外源基因的失活原因及寻找相应的策略控制失活,对于植物基因工程的发展有着重要的意义。     

植物同源异型枢基因的研究进展

植物同源异型枢基因是涉及到植物个体发育的一类重要转录因子编码基因.这类基因及其编码蛋白的结构具有明显的保守性,在植物中广泛存在,研究这类基因,对于揭示植物的发育机制具有重要意义.     

植物基因打靶技术

基因打靶是反向遗传学的基础工具,它通过同源重组置换染色体内的基因用于复杂基因组的基因功能分析。但是,在植物中,外源DNA的插入主要是非序列依赖的非同源末端连接方式,基因打靶频率很低,只有10-5～10-4的水平。综述了近年来为了提高植物基因打靶频率,研究人员的工作和最新进展 。     

植物源内含子对GUS基因表达模式的影响

采用报告基因的瞬间表达来优化转化体系是提高农杆菌介导法转化效率的重要手段,GUS以稳定、易于定性定量分析等独特优点成为瞬间表达体系的首选。pCaMV 35S启动下的GUS基因可在农杆菌中表达,另外还首次报道该嵌合基因同时也可在大肠杆菌中高效表达。为避免GUS基因在农杆菌中的表达对瞬间表达体系的影响,一拟南芥蛋白基因的内含子被插入到GUS基因的编码区,进而构建了含内含子的GUS植物表达载体pBI121-GUSint。组织化学染色结果表明,GUSint在农杆菌中没有表达,而在接种3d的油菜中可高效瞬间表达,其中在子叶柄（带子叶）中瞬间表达率高达100%,这一方面证实载体构建成功,另一方面也为进一步优化油菜及其它芸薹属植物转化体系及在油菜中快速研究目的基因的功能和表达调控模式奠定了基础。