纳米载体介导的植物遗传转化研究现状和前景

高效遗传转化技术是植物重要性状功能基因鉴定的前提和转基因育种的基础。随着纳米生物技术的发展,以纳米载体介导的植物转基因技术已显示出巨大的应用潜力。综述了国内外应用于植物纳米载体的类型、与外源基因的结合方式以及传输细胞的原理,重点阐述了影响纳米基因载体性能与转化效率的重要因素,以及纳米载体介导外源基因转化植物细胞的方法,分析了纳米载体介导法与其他转基因方法的特点和优势,并提出纳米载体介导的转化技术应加强稳定遗传转化、基因编辑与植物原位转化等方面探索研究,旨为植物遗传转化技术和方法提供新的思路。     

植物遗传转化表达载体研究进展

植物遗传转化表达载体是植物转基因研究中非常重要的一个环节,外源基因在转基因植物中的高效表达是转基因研究成功的关键。综述了植物遗传转化表达载体近年来的研究进展情况,着重介绍了在转基因植物中实现外源基因高效表达的多种途径和策略,旨在提高转基因植物中外源基因的表达水平和生物安全性,并展望了今后植物转基因研究及商业化发展方向。     

转基因植物中T-DNA整合的分子特征及表达

植物中不同转基因方法转化外源基因的T-DNA整合特征既具有共性,又具有特性,使得转基因的遗传在各独立转化体间呈现多样性,另外多种遗传因子和限制因素使受体植物中外源基因的表达存在下降,甚至出现基因沉默等复杂现象。本文主要对农杆菌介导及裸露DNA直接转化转基因植物中T-DNA的分子特征和转基因表达的影响因子进行了介绍和概述。转化体中转基因的遗传稳定性和表达主要取决于转基因在植物基因组中的整合位置、拷贝数及组成结构。因而,通过对具有表达水平各异的转化体进行深入的遗传分析和分子生物学研究以及转化体之间进行的比较研究,将对转基因技术自身的完善、定点整合以及更有效的利用转基因技术都具有十分重要的意义。     

转基因植物内源基因与外源基因共抑制问题研究进展

在植物基因工程研究中,有时外源转化基因和植物中同源的内源基因的表达均被抑制了,这种现象被称为共抑制。引起该现象的原因包括许多因素,有外源基因和与之同源的内源基因RNA的转录量,DNA的甲基化,T-DNA的结构形式,RNA依赖的RNA聚合酶,非正常RNA以及非等位配对等。其具体机制仍不清楚。最近的研究结果表明转基因植物对病毒的抗性在某些方面与共抑制有相似之处。两者都表现为外源转化基因转录水平很高而稳定RNA的水平很低。本文综述了这方面的最新研究进展。     

花粉作为外源基因媒介的植物遗传转化

以花粉作为外源DNA的媒介,获得转基因植株是有潜力的遗传转化体系。它可避免离体培养过程中的遗传变异和转基因植株的嵌合现象。本文介绍以花粉为外源基因的载体,利用植物有性生殖过程和小孢子胚胎发生两条途径进行植物遗传转化的研究进展。     

用Ti质粒DNA离体转化植物原生质体成功

基因工程包括把DNA引入寄主细胞,并和寄主基因组整合,以及外源基因在寄主中表达。这在植物细胞里尚未被证明。最近新西兰的几位科学家首次在植物细胞里证明了这一点。他们是用烟草原生质体为实验材料,用Ti质粒DNA进行转化取得成功的。可引起冠缨瘤病的根瘤农杆菌是一个把外源DNA引入植物中去的天然的实验体系。这种根瘤农杆菌能把     

花粉管通道法转基因技术的细胞胚胎学机理探讨

本文从细胞胚胎学出发,从理论上对花粉管通道、花粉管通道法的转化机理进行了研究。认为,外源DNA进入胚囊的途径,即外源DNA沿着连接柱头与胚囊的花粉管外界面渗入胚囊;外源DNA转化的受体应为合子;外源DNA转化的时期应限定在精卵融合至合子分裂前这一段时期,此时合子细胞壁尚未封闭;外源DNA转化受体的机制可能是外源DNA与处于原生质体状态的合子的随机融合。强调在应用此方法时,应对植物雌蕊结构以及受精经历的时间有全面了解,并列出了一些重要植物授粉后受精过程各阶段的时间,对外源DNA导入部位和方法提出了建议,并分析了花粉管通道法转基因技术转化率较低的原因。     

植物转基因沉默及控制

植物基因工程的目的就是获取外源基因能够按照设计要求正常表达和稳定遗传的转基因植物。近几年来,广泛报道了转基因植物中存在转基因沉默现象。主要阐述了两种转基因沉默的机理即转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默,各种机理都涉及DNA DNA,DNA RNA,RNA RNA的相互作用。同时,还讨论一些控制转基因沉默现象的策略,特别是MAR在转基因植物中具有增强基因表达和减少株间差异的作用。     

植物转基因方法及进展

本文从技术原理和方法进展着手,着重在土壤农杆菌系统、植物病毒系统和DNA直接导入法中阐述了植物转基因载体的选择和构建;以及各种方法的适用范围、应用上的例子和进展,并且比较了相互的优缺点。另外,本文还探讨了转导入植物细胞的外源基因的组织方式及其转录表达效率。     

利用植物表达外源蛋白需解决的几个关键问题

植物外源蛋白表达系统已取得较大进展。目前已经能够利用转基因植物表达和生产多种外源蛋白,但仍存在诸多难以克服并急需解决的技术问题。作者从植物组织再生率、转化频率、调控元件、转基因植物遗传稳定性及其潜在的安全性问题、外源蛋白在植物体内的表达、调控、稳定性及其下游加工问题等方面综述了植物外源蛋白表达系统存在的问题和应对策略,为进一步开发、利用转基因植物生产外源蛋白提供理论依据。     

用转基因植物生产基因工程疫苗

用转基因植物生产外源蛋白质产品是一个有吸引力的廉价生产系统,它有可能替代外源蛋白质的发酵生产系统。通过外源基因的瞬时表达或稳定表达方式,多种疫苗已在植物中产生,在植物中表达的抗原保持了它自身的免疫原性,植物在这方面的应用具有独特的优 点。     

植物转基因沉默及对策

转基因 (ｔｒａｎｓｇｅｎｅ)是指所有通过基因工程手段构建 ,导入受体生物细胞并稳定整合到该受体细胞基因组中的外源基因。人们对植物进行遗传转化的最终目的是让转基因在受体植物基因组中得到稳定整合并在当代及其子代中得到有效、稳定的表达 ,但是由于存在多种影响因子和限制因素 ,使得转基因在受体植物中的表达往往事与愿违。现实证明 ,转基因在受体植物中往往不能稳定表达 ,有时甚至完全不表达 ,出现了所谓的转基因沉默现象 (ｔｒａｎｓｇｅｎｅｓｉｌｅｎｃｉｎｇ)。转基因沉默并不等同于由于转基因在受体细胞中ＤＮＡ序列的歧变或因…     

植物遗传工程研究进展

最近几年,DNA重组及其遗传操作技术的迅速发展,以及植物组织培养技术的日臻完善,为植物遗传工程的发展奠定了坚实的基础。将特定的外源基因引入到受体植物细胞,并使其定向而稳定的遗传,这是常规遗传育种方法所不能比拟的。植物遗传工程在发展农业、医学、环境等方面有着巨大的实际应用潜力,日益受到人们的重视。本文介绍一些转化体系,常用基因的特性及外源基因有效地表达及其调控的问题。     

用转基因植物生产基因工程疫苗

用转基因植物生产外源蛋白质产品是一个有吸引力的廉价生产系统,它有可能替代外源蛋白质的发酵生产系统。通过外源基因的瞬时表达或稳定表达方式,多种疫苗已在植物中产生,在植物中表达的抗原保持了它自身的免疫原性,植物在这方面的应用具有独特的优点。     

转基因植物中外源基因及其表达产物转移的途径

随着转基因植物商品化应用的增多,全面了解转基因植物潜在的生态风险性尤为重要。国内外对“转基因植物中外源基因向野生亲缘物种漂移的可能性”、“昆虫对抗虫转基因植物的耐受性”以及“转基因植物对生物多样性的潜在影响”等问题已进行了广泛研究。对转基因植物中外源基因及其表达产物的几种可能转移途径作了概述。着重介绍了“经花粉散布或与野生亲缘物种杂交等途径引起的外源基因转移”以及“转基因植物对土壤生态系统的影响”等方面的研究情况。此外,还对“鉴定外源基因及其表达产物存在的方法”进行了简要探讨。     

植物中转基因的整合机制

转基因在植物基因组中的整合分两步:在整合前阶段,转化的完整质粒及转基因片段经重组连接形成转基因串联子(transgenearray),其中不含任何植物基因组序列,连接反应由植物细胞本身的酶催化,仅依赖于游离的DNA末端,CaMV35S启动子和TDNA边界序列中的特定序列可能充当重组热点;在整合阶段,转基因DNA通过微同源介导的异常重组整合到植物基因组中,最初的整合位点作为整合热点,引导随后的转基因分子在该位点附近整合,不同转基因位点可被1～10kb植物DNA隔开,形成转基因簇(transgenecluster)。     

酶标探针在转基因植物检测中的应用

采用碱性磷酸酶标记DNA制备分子探针, 并首次在植物中应用。酶在苯醌作用下与单链DNA联结, 形成DNA和酶的共价复合物即酶标探针。此探针通过分子杂交与待测DNA结合, 再与酶的底物作用显色, 3～6h 内可观察结果。用此探针检测转基因植物中的UidA基因, 点杂交和Southern杂交结果表明, 所合成的酶标探针具有快速、准确、安全而经济的优点。点杂交证明外源UidA基因被成功转化到受体植物中, Southern 杂交对转基因的材料检测的结果证明, 该材料包含多个外源UidA基因拷贝, 初步确定其外源UidA基因拷贝数在5个以上。     

转基因植物及其安全性

所谓转基因植物,是指运用DNA重组技术将外源基因整合到受体植物基因组中,从而改变其基因组成,这种基因组结构发生改变的植物及其后代就是转基因植物。1983年,世界上第一株转基因植物,是由美国科学家研发出来的转基因烟草。1986年首批转基因作物被批准进行小规模田间试     

转基因作物实验操作步骤

分离克隆基因,搞清楚基因的功能。构建表达载体,也就是运载工具,运载工具通常叫做"质粒"或载体。遗传转化,也就是通常说的"转基因"。利用各种方法,把备转移的质粒 DNA 转移到植物细胞的细胞核中,让外源 DNA 在细胞中复制。转基因有很多技术,包括物理学方法、化学方法和生物学方法等等。物理学方法是基因枪法。把准备转移的质粒 DNA 包裹在金颗粒或钨颗粒上,用高压脉冲轰入植物细胞。这些带有 DNA的颗粒就会进入植物细胞的细胞核,然后在细胞中复制。     

利用有性途径的植物转化

近年来 ,植物基因工程技术取得了重要进展 ,在农作物品种改良和育种方面发挥越来越重要的作用。然而 ,目前植物遗传转化所采用的受体系统 ,大都依赖于细胞组织培养技术才能获得转基因植株。其中 ,基因型限制和遗传变异是限制该技术发展和应用的两大障碍。因此 ,一些研究者试图避开组织培养和植株再生过程 ,利用植物有性生殖途径进行转化 ,并取得了一系列成果。这些方法包括以下方面 :(1 )利用花粉粒或花粉管作为转化DNA的载体 ;(2 )将外源DNA导入子房或胚珠中 ;(3 )以精、卵细胞、合子作为转化受体。这些方法利用了高等植物的有性生殖机制和胚胎发育过程 ,避免了无性繁殖过程中的遗传变异、植株再生困难及转基因植株嵌合等问题。该文归纳综合了该研究领域所取得的成果和最新进展 ,并对这些方法进行了评价及其发展趋势进行了分析。