叶绿体的遗传进化

叶绿体是半自主性细胞器,其生长和增殖受核基因组和自身的基因组2套遗传系统的控制、关于叶绿体的起源有2种学说,近年来．大量叶绿体基因组全序列被测定,以及分子生物学的研究结果为内共生起源学说提供了更多证据。相对于线粒体,叶绿体DNA的结构更趋于保守一,叶绿体与核基因组所编码的蛋白质互相协调来维持叶绿体的正常功能。在进化过程中,基因可能从叶绿体大量转移到细胞核中。叶绿体基因组的信息常常表现出“母性遗传”特征．因而,使之更具生物反应器的优势。     

高等植物叶绿体基因工程

叶绿体基因工程作为一项新技术具有一系列传统核基因工程所不具备的优点,在基础性及应用性研究中极具吸引力,已经成功应用于了解质体基因组,调控植物代谢系统,农作物抗旱、抗虫、抗病、抗除草剂及以植物为生物反应器生产抗体、疫苗等方面的研究。本文主要介绍叶绿体基因工程的原理、操作体系及其在高等植物中的应用。     

高等植物叶绿体基因工程

叶绿体基因工程作为一项新技术具有一系列传统核基因工程所不具备的优点,在基础性及应用性研究中极具吸引力,已经成功应用于了解质体基因组,调控植物代谢系统,农作物抗旱、抗虫、抗病、抗除草剂及以植物为生物反应器生产抗体、疫苗等方面的研究.本文主要介绍叶绿体基因工程的原理、操作体系及其在高等植物中的应用.     

叶绿体遗传转化的研究进展

核转化技术是基因工程的主要方法,但其多方面的不安全性使人们把焦点转向了植物基因工程另一目标：叶绿体遗传转化。本文介绍了叶绿体基因及基因组;叶绿体遗传转化的原理和方法：叶绿体转化的优点。重点介绍了关于叶绿体遗传转化国内外研究新进展。     

叶绿体基因组结构与表达调控

植物叶绿体ＤＮＡ是存在核基因外的细胞质基因组,它是一种双链ＤＮＡ分子、在细胞内,与核基因协调编码与光合作用有关的蛋白质,叶绿体基因组中基因的结构与表达调控与原核生物相似,但也有一些区别,深入开展叶绿体基因组的基因,对探讨光合作用机理与细胞器的起源等问题具有重要意义。     

叶绿体基因组研究进展

作为植物细胞器的重要组成部分和光合作用的器官,叶绿体在生物进化的漫长历史中发挥了重要作用.伴随着生物技术的深入发展,人们发现叶绿体基因组结构和序列的信息在揭示物种起源、进化演变及其不同物种之间的亲缘关系等方面具有重要价值.与此同时,比核转化具有明显优势的叶绿体转化技术在遗传改良、生物制剂的生产等方面显示出巨大潜力,而叶绿体基因组结构和序列分析则是叶绿体转化的基石.基于叶绿体的这些重要作用,收集整理了有关的资料,从几个方面归纳了本领域最近的研究进展,希望能使读者对迅速发展的叶绿体基因组研究有更全面的了解,以及对叶绿体基因组在物种的进化、遗传、系统发育关系等方面的作用有更深刻的认识,同时也希望对叶绿体转化技术的研究和广泛应用产生积极作用.     

编码叶绿体蛋白质的某些核基因

高等植物叶绿体的一些重要蛋白质基因位于细胞核的基因组内。这些基因的细微结构已研究得较为清楚,并对不同植物的编码叶绿体蛋白质的核基因进行了比较研究。     

衣藻叶绿体表达系统的研究

真核藻类作为一种新型的蛋白表达系统,因其培养方法简单,成本低廉并且能大规模繁殖,最近几年成为人们关注的焦点.作为一种模式生物,单细胞的真核生物莱茵衣藻已经成为人们研究的重点.外源蛋白不仅能在衣藻核中进行表达而且也能在叶绿体中表达,但衣藻叶绿体的表达系统较之核表达有巨大的优越性.在到目前为止,已经有许多的药用蛋白在莱茵衣藻的叶绿体中成功表达的报道,证明了莱茵衣藻叶绿体作为生物反应器的能力.将对衣藻叶绿体的表达做详细的描述.     

高等植物的叶绿体转化系统及研究进展

在高等植物的细胞中 ,细胞核、叶绿体和线粒体都含有ＤＮＡ ,它们构成了既相对独立又相互联系的遗传系统。以细胞核为外源基因受体的植物基因工程已被广泛地应用于重要农作物的改良。但核基因转化仍存在一系列难以解决的问题 ,如细胞核基因组大、背景复杂 ;外源基因的表达效率低 ,后代不稳定 ;环境安全难以保证等。为克服核基因转化存在的不足 ,1 988年 ,Ｂｏｙｎｔｏｎ等[1] 以衣藻为材料用基因枪进行外源基因对叶绿体的转化 ,首次证实了叶绿体转化的可行性。这项工作使人们意识到植物的叶绿体不仅是光合作用的重要场所 ,也可以作为植物基…     

高温对小麦叶绿体核糖体和叶绿体蛋白质生物合成的影响

本实验用蔗糖密度梯度离心分离小麦叶片的核糖体,用 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离叶绿体蛋白质。对在高温和常温条件下生长的小麦分析比较表明:在34℃高温下,小麦叶片能正常地形成细胞质的80S 核糖体,而影响了叶绿体的70S 核糖体的形成,从而使由叶绿体基因组控制的蛋白质的生物合成受阻。由 SDS-凝胶电泳分析表明:高温处理的小麦,其叶绿体蛋白质的电泳条带少于常温下生长的小麦。在这些消失的多肽中,主要是叶绿体基因组的翻译产物,如二磷酸核酮糖羧化酶大亚基。由于叶绿体内这些具有光合生理功能的蛋白质的合成受阻,从而导致小麦叶片光合强度的降低。     

高粱离体叶绿体蛋白质合成的研究

高粱叶绿体蛋白质在SDS凝胶电泳上至少可分离出染色程度不同的30多个条带,而具有放射性的条带只有13条。它们大部分属于叶绿体膜结构蛋白。可溶性蛋白质中只有两个具有放射性的条带。其中一个57000道尔顿的多肽是二磷酸核酮塘羧化酶大亚基。该酶的小亚基只在染色图谱中显示而无放射性。说明小亚基是由核基因编码合成的。该酶是受叶绿体和核基因联合控制的产物。在膜蛋白中32000道尔顿的多肽只在成熟叶绿体中出现,在黄化苗的质体中未发现这个多肽。它可能是叶绿体DNA上“光基因32”的产物。     

在玉米线粒体基因组内的叶绿体DNA序列

目前,研究家们发现除了在核基因中具有叶绿体DNA片段外,在许多种高等植物的线粒体基因组中也具有叶绿体DNA序列。采用限制性内切酶进行研究发现,在玉米线粒体基因组内至少存在三个重要的叶绿体DNA序列:(i)1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的大亚     

叶绿体基因表达调控的研究进展

在植物生长和发育过程中,叶绿体基因表达包括两个方面：一方面在光照条件下质体转化成为叶绿体,一系列质体基因激活,表达叶绿体所必需的基因产物;另一方面叶绿体中由于环境条件变化引起基因表达的改变。叶绿体基因表达调控的机制主要包括转录水平、转录后的mRNA加工、mRNA稳定性和翻译水平的调节,并且在各个步骤中多种核编码蛋白因子的参与也起着重要的作用。     

水稻叶绿体DNA的提取和纯化

以籼稻品种珍讪97B为材料,采用溶液捣碎和不连续蔗糖梯度离心的方法提取了籼稻的叶绿体DNA,DNA经限制性内切酶酶解和琼脂糖胶电泳可以得到清晰的条带,来自蚕豆的核酮糖—1,5—二磷酸羧化氧合酶大亚基基因探针和23SrRNA基因探针可以与酶切条带杂交,由此确定了含这二种基因的BamHI酶切片段。     

绿眼虫的叶绿体

绿眼虫 (Euglena viridis Ehrenberg1830 )为 1种习见鞭毛虫 ,植物学中裸藻门裸藻属的叶绿体特征为“细胞内有许多颗粒状叶绿体 ,分布于原生质近表面 ,称边缘位叶绿体 ,少数种类为中轴位的星状叶绿体 ,数目很少 ,只有 1～ 2个”。国内许多版本 (195 0～ 1992 )《动物学》、《普通动物学》、《无脊椎动物学》、《大学动物学》等对绿眼虫的叶绿本形态描述多为 :“大量圆形叶绿体”、“多个叶绿体”、“有甚多含叶绿素的色素体”,“很多色素体 ,含多量叶绿素”等。陈义《动物学》(195 0 )中明确提出“绿眼虫的色素体 1个 ,在体之中央 ,胞核之…     

叶绿体中低分子量核糖体RNA的制备

高等植物叶绿体中的70S核糖体,是由50 S大亚基和30S小亚基所组成的。前者含有23S RNA,后者含有16S RNA,两者均属高分子量 r RNA['1。此外,50S大亚基中还含有两个低分 子量的RNA,即5S与4.5S RNA"','], 5S RNA 大约含有120个核昔酸[37,分子量约为4 X 10' 道尔顿,为真核与原核生物所共有,也为高等植 物叶绿体核糖体和细胞质核糖体所同时共有。 4.5S RNA 大约含有73-103个核昔酸, 分子 量约为3.5 X 10'道尔顿,为叶绿体核糖体所独 有［[61。因此,分离并制备低分子量RNA,是研 究叶绿体核糖体本身及其功能表达的第一步。     

核编码叶绿体蛋白中的转运肽

大部分叶绿体蛋白是核编码并在细胞质中合成的,这些蛋白前体中都含有进入叶绿体时所必需的氨基酸序列,名为转运肽。转运肽不仅携带叶绿体蛋白,而且可携带外源蛋白。本文着重讨论转运肽的性质、结构和功能,以及外来叶绿体蛋白的转运和加工。     

叶绿体小热激蛋白的研究进展

热激下植物体内合成多种ｓｍＨＳＰ,其中包括由核基因编码的叶绿体ｓｍＨＳＰ（ＨＳＰ２１）。ＨＳＰ２１是热激诱导表达蛋白,Ｍｅｔ－毛刷是其独特的结构域。ＨＳＰ２１在植体内通常体内通常以高度有序的高分子量寡聚体形式存在,热激下有依赖于温度的动态重分布。本文综述了叶绿体ｓｍＨＳＰ的结构,功能及功能调节等方面的研究进展。     

菠菜叶绿体DNA的分离与鉴定

高等植物中,经常遇到的母本遗传现象,有一部分是与叶绿体相联系的,这种联系表现在两个方面:或则为叶绿体DNA所编码,或则为核DNA编码,但是通过核质之间的代谢,从而影响到叶绿体DNA的变化。因此,分离与制备叶绿体DNA,是研究叶绿体遗传的第一步。     

基于叶绿体DNA的黄土高原特有植物蕤核的谱系地理学

该文利用母系遗传的叶绿体DNA片段(psb A-trn H,psb I-psb K和psb J-pet A)对黄土高原地区的特有植物蕤核(Prinsepia uniflora)进行谱系地理学研究,以揭示其现有的遗传结构和群体历史动态。结果表明:(1)蕤核自然种群总的遗传多样性较高(H_T=0.796),而种群内的遗传多样性较低(H_S=0.276)。(2)分子变异分析(AMOVA)表明,分布区域内蕤核具有较高的遗传分化(F_(ST)=0.674),且遗传变异主要存在于种群间(67.4%)。(3) Mismatch分析和基于Max Ent的不同历史时期生态位模拟结果表明,尽管蕤核的核心适生范围没有经历太大的变化,但其种群在最后一次大冰期结束后仍存在一定程度上的扩张。综上结果认为,与大多数分布在我国北方地区的许多植物类群一样,蕤核很可能是采取冰期在邻近或者就地避难,冰期过后局部回迁的方式应对第四纪的气候波动。