转基因改良植物的营养价值

植物是人类所需大部分营养物质的主要来源,植物产品的营养品质直接影响着人类的健康。分子克隆和遗传转化技术的发展为改良植物的营养价值开辟了新途径。植物营养价值的转基因改良已在改进作物蛋白质含量及品质、淀粉和油脂成分及品质,提高抗氧化物水平（如类胡萝卜素、类黄酮等）,培育具有医疗效应的营养品质等方面取得了可喜的进展。迄今,已获得许多营养品质改良的转基因作物品系。这些转基因作物经过一系列的安全性及对人类营养有效性的验证后, 可直接食用,或应用于开发具有特殊营养品质和保健作用的“功能食品”。我们实验室开展了大豆油脂改良研究,构建了能特异抑制大豆FAD2-1基因表达的锌指转录因子,获得了油酸含量显著提高的转基因材料。初步结果表明锌指转录因子的分子设计是改良植物油脂代谢的一条可行途径,亦可用于调控植物其它内源靶基因的表达。     

小麦等谷类植物种子贮藏蛋白基因的表达与调控

高等植物在成熟期的主要生理过程是将蛋白质、淀粉和脂肪等贮藏在种子中。贮藏在种子中的蛋白质称为种子贮藏蛋白。小麦、水稻、玉米等粮食作物是人类和家畜摄取蛋白质的重要来源。研究贮藏蛋白基因在种子发育过程中的表达机制,是进一步应用生物技术改良作物的基础工作。1谷物     

浅谈农作物基因工程

农作物生物技术在世界范围内取得了飞速发展 ,成功地培育出了一批优质高产的新品种。农作物基因工程的研究及应用对解决人类目前所面临的粮食安全、环境恶化和资源匮乏等问题具有重大作用。1　农作物基因工程发展概况1.1　研究进展　到目前为止 ,农作物基因工程已经在很多方面有了深入的发展 ,包括抗虫、抗病毒、抗细菌、抗除草剂和抗逆 ,如 :抗寒冷、抗盐碱和品质改良 (包括碳水化合物的改良、油脂的改良、蛋白质的改良 )等。此外 ,在作物发育调控基因工程方面进展也很快 ,如 :开花的调控、成熟期的调控等。植物细胞工程与植物基因工程的结…     

莲种子蛋白质提取方法比较与双向电泳分析

莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)不仅是重要的水生蔬菜作物之一,而且是进行基础研究的好材料。本文采用4种蛋白质提取方法(新型TCA/丙酮法、传统TCA/丙酮法、改良的Tris-HCl法、Tris-饱和酚法)并结合双向电泳技术,对莲子蛋白质提取方法进行筛选与优化。双向电泳实验结果显示,所得蛋白质图谱与莲种子蛋白质组成分布特点一致。通过PDQuest软件分析表明,新型TCA/丙酮法适用于莲子叶和胚芽组织的双向电泳蛋白质提取,而传统TCA/丙酮法则适用于莲胚轴组织双向电泳的蛋白质提取。研究结果为进一步利用质谱进行莲子蛋白质组研究奠定了基础。     

通过体外诱导突变及筛选来改良果树作物特性的研究进展

突变会导致栽培作物一个或多个特殊性状的改变,以突变为基础的植物品质的改良,会使果树业的发展获得极大的促进。传统诱导突变的方法应用于果树作物,常受限于外植体来源,并且耗费大量的时间及场地。体细胞变异结合物理化学诱变法可被视作改良果树作物的一种手段,并且在一些果树作物中获得了成功。这使我们有理由认为体外诱导变异是改良果树作物的品质及其抗逆性的一种很有效的潜在途径。本文讨论了大量的与果树培育有关的突变诱导、变异体筛选、大田评估方法等综合使用的实例及研究进展。     

基因转移:从细菌到人类

会议于1988年12月12～13日在剑桥St圣约翰学院召开。基因转移技术,即用人造工程基因构建生物体,近年来迅速发展以至几乎各种生物均可作为转基因操作的潜在目标。这一进展在多方面开辟出崭新的应用前景:药物、蛋白质及高价药用品的生产、作物及家畜的改良、肿瘤的研究及治疗以及人类遗传缺陷的矫正。会议的目标是探讨基因转移工程各领域的     

分离植物基因

通过遗传转化,按人们的意愿、有目的改良作物的农艺性状,现已成为可能。目前,该技术在实际应用中因缺少控制重要农艺性状的克隆基因受到了限制。近期,图谱克隆、插入突变、大片段cDNA测序等植物基因鉴定和分离技术的发展,大大提高了分离基因的效率,这为遗传工程在作物改良中的利用提供了更多的机会。 自然界没有作物完全适合人类的需要。所以,在作物改良过程中,育种学家很自然将育种目标集中在培育抗病、抗逆、高产、优质及合理株型等更适合于人类需要的性状改良方面。另外,有些能生产对人类有用产品的植物却不大适合大面积种植。因此将生产这些有用产品的能力转移进适于现代农业耕种的植物     

作物根系形态与非生物胁迫耐性关系的研究进展

从水分、铝、磷等非生物胁迫方面综述了作物根系形态与非生物胁迫耐性之间的关系及主要研究进展,阐明了根系形态在作物逆境胁迫中的重要作用,对根系形态性状进行改良将是进一步提高作物产量潜力的重要方面之一。     

植物miRNA参与调控作物农艺性状的研究进展

植物microRNA (miRNA)是一类长度约为20～24 nt的内源非编码小RNA,它们通过在转录后水平调控靶基因的表达,在植物的生长发育、逆境响应和环境适应等过程中起着关键作用. miRNA对水稻、玉米、大豆等重要经济作物的农艺性状也起着重要的调控作用,在改良农作物性状上具有重大的应用潜能.本文重点介绍了参与作物农艺性状(如株型、花期、种子发育及抗逆等)调控的关键miRNA及其调控途径,同时总结了miRNA参与作物性状改良的主要研究方法和手段,并讨论了miRNA在作物性状改良应用中的前景.     

作物节木代料香菇与纯木屑代料香菇蛋白质营养比较研究

采用国际通用的蛋白质营养评价方法,对2种作物节木代料和纯木屑代料(CK)香菇子实体蛋白质的营养价值进行了比较研究。结果表明,2种作物节木代料香菇子实体蛋白质的NI指标低于纯木屑代料香菇,而CS、AAS、EAAI、BV、SRCAA等指标均高于纯木屑代料香菇。结论:作物节木代料香菇子实体和纯木屑代料香菇子实体蛋白质均具有较高营养价值,且二者之间无显著差异。     

分子酶工程的研究进展

随着基因工程和蛋白质工程的进展和应用,酶工程在分子水平上的研究与应用也得到了迅猛发展。本着重介绍了酶基因克隆与异源表达、酶分子的定向改造和进化、融合蛋白与融合酶、酶的人工模拟(抗体酶、分子印迹技术)和端粒酶,综述了分子酶工程的研究进展、趋势及其应用。     

绿色荧光蛋白基因原核表达载体的构建及其在昆虫肠道短短芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌中的表达

【目的】构建带有苏云金芽孢杆菌cry3a基因非芽孢依赖启动子和绿色荧光蛋白基因gfp(Green Fluorescent Protein)的原核表达载体,并转化从桑粒肩天牛幼虫肠道分离的两株常驻细菌短短芽孢杆菌CQUBb和苏云金芽孢杆菌CQUBt,以检测cry3a启动子在昆虫肠道常驻菌中的启动子活性,获得GFP标记菌株,为常驻菌在昆虫幼虫肠道中的定殖情况和杀虫工程菌的构建奠定基础。【方法】采用重叠延伸PCR将cry3a基因启动子和gfp基因进行融合,并与pHT304载体连接构建重组质粒pHT3AG,获得的重组质粒以电脉冲转化肠道常驻菌短短芽孢杆菌CQUBb和苏云金芽孢杆菌CQUBt,于可见光和荧光显微镜下观察荧光并通过SDS-PAGE分析重组菌株的蛋白表达情况,然后对重组菌株进行生长动力学分析和稳定性测试。【结果】重组菌在营养期大量组成型表达GFP,经电泳分离在凝胶上出现约29kDa的特异蛋白条带;重组菌生长曲线与出发菌没有显著差异,说明外源质粒未对宿主菌的生长带来明显不利影响;抗性条件下传代30次后两菌株外源质粒稳定性仍可达95%、67%;两个菌株比较,CQUBb比CQUBt质粒转化率高、重组菌GFP表达时间长、表达量大,并且重组菌株稳定性好。【结论】成功地将cry3a基因核心启动子和gfp基因转入桑粒肩天牛幼虫肠道常驻菌,实现了该启动子在Bt之外的菌株中发挥作用,构建了两个GFP标记菌株;重组基因工程菌株表达量大,稳定性好,可以用作昆虫肠道内微生态研究和芽孢杆菌表达系统以及杀虫菌株的构建。     

重要谷类种子贮藏蛋白的特性及改良研究

在成熟谷类种子中,总蛋白约为种子干重的7％～16％,其中大部分为贮藏蛋白。这些贮藏蛋白对于人类和牲畜所需要的营养质量以及在食品加工中都有重要的影响。本文对一些重要谷类种子贮藏蛋白的组成特性以及利用基因工程技术提高谷类种子蛋白质含量和质量进行了全面综述。此外,还简要介绍了在利用基因工程改良谷物种子品质中可能产生的食品安全性问题、如何增加外源基因的表达量和全面提高谷类种子蛋白质含量以及解决的办法。     

生物技术在食品领域的应用与发展趋势

生物技术是一门新兴的高新技术。简要综述了基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程、发酵工程等生物技术在食品领域的应用及其存在问题和发展趋势。     

Protein Thermostability: Mechanism and Control Through Protein Engineering

Chemical modification and protein engineering especially are now the useful tools for thermo-stabilizing proteins, and also for elucidating the mechanism of protein stability. The information on the mechanism so far accumulated indicate that a single or few amino acid replacement(s) in a protein is/are sufficient to enhance protein thermostability. Salt bridges inside protein molecule or decrease of internal or external hydrophobicity, respectively, may contribute to increased thermostability. However, generalized molecular reasons for protein thermostability and generalized methods for protein stabilization have not yet been proposed. Some of typical examples of the application of protein engineering to stabilize proteins are presented. They are based on information concerning the tertiary structure of the proteins or their related proteins. Even if such structural information is unavailable, one can replace amino acid(s) in a protein by mutagenesis of the gene coding for the protein via the application of chemicals to the gene (or the plasmid harbouring the gene) or organism. A promising strategy involving transfer of the identified gene into a thermophile and subsequent growth at higher temperatures (thermal adaptation) is described.     

高效表达幽门螺杆菌UreB重组蛋白工程菌的构建

克隆表达幽门螺杆菌(Hp)的尿素酶B亚单位(UreB)重组蛋白,可为Hp疫苗开发和快速诊断试剂盒的研究奠定基础。用PCR方法由幽门螺杆菌染色体DNA扩增UreB基因片段,将其融合插入原核表达载体pQE30中,并在M15大肠杆菌表达。经酶切、测序分析,包括部分融合载体基因在内的重组UreB基因片段由1773bp组成。为编码591个氨基酸残基的多肽。SDS-PAGE分析显示重组表达的目的蛋白相对分子量约为66kD,表达量点菌体总蛋白的23．5％,并经免疫印迹分析证实被幽门螺杆菌感染的阳性血清可与纯化UreB重组蛋白发生特异性的结合反应。UreB重组蛋白具有良好的抗原性,将有可能成为一种有效蛋白质疫苗以及快速诊断试剂盒用于Hp感染的防治和检测。     

Gene Composer: database software for protein construct design, codon engineering, and gene synthesis

Background  

To improve efficiency in high throughput protein structure determination, we have developed a database software package, Gene Composer, which facilitates the information-rich design of protein constructs and their codon engineered synthetic gene sequences. With its modular workflow design and numerous graphical user interfaces, Gene Composer enables researchers to perform all common bio-informatics steps used in modern structure guided protein engineering and synthetic gene engineering.     

从碱基到人造生命——基因组的从头合成

人工方法合成基因可通过DNA化学合成,这也是基因获取的手段之一,是密码子优化、蛋白质工程、代谢工程及基因组工程等方面不可缺少的技术。本文从寡核苷酸的合成开始,对短片段DNA的合成、基因长度的DNA合成、基因组长度的DNA合成、长片段及基因组水平的DNA组装、基因组DNA的移植等方面的技术和问题进行了阐述。