抗蚜基因及其转基因植物的研究进展

在我国目前的环境条件下,蚜虫作为农业害虫和植物病毒的传播者,已经成为严重威胁农业生产发展重要的害虫之一。抗蚜植物基因工程可以有效抑制蚜虫危害,并且随着对生命科学的深入理解和技术手段的日益成熟,得到广泛的关注和重视。抗蚜植物基因工程的核心是抗蚜基因的筛选、转抗蚜基因植物的培育以及生物安全性。本文讨论了多种抗蚜基因,并重点论述雪花莲凝集素和苋菜凝集素基因在目前科学研究和生产实践的应用。     

植物凝集素研究进展

植物凝集素广泛分布于植物界,它可以根据不同性质进行分类,按进化及结构相关性可以分为七个家族;豆科凝集素,单子叶植物甘露糖结构凝集素,含橡胶素结构域的几丁质结合凝集素,2型核糖体失活蛋白,葫芦科韧皮部凝集素,木菠萝素相关凝集素和苋科凝集素,在长期的进化过程中,它们形成几种不同的结合模体来识别一些外源多糖,在植物中未发现合适的内源性多糖受体。植物凝集素在生物学研究,农业和医学上有广泛的应用。     

抗蚜基因及其转基因作物研究进展

普遍且频繁发生的蚜虫危害给农业生产造成严重损失。就抗蚜虫基因工程研究取得的进展进行综述,分析目前克隆的抗蚜基因及其获得的转基因作物,并讨论转基因抗蚜中存在的问题,探讨通过新的毒杀基因克隆、基因定点突变、增加表达调控元件及利用凝集素蛋白作为运输载体等方法来提高抗蚜效果,为今后抗蚜转基因作物育种研究提供参考。     

棉花凝集素的分离纯化

IsolationandPurificationofCottonLectinLIUShi－Zhuang,SHICheng－Liang,WANGTong－Yu（DepartmentofBiology,ShanghaiTeacher'sUniversity,Shanghai200234）凝集素是一类广泛分布在动物、植物和微生物体内的蛋白质或糖蛋白。植物凝集素在防御植物病害方面的作用已引起人们重视。我们［‘增报道棉花种子中凝集素含量与棉花抗枯萎病能力呈正相关。本文又在以前工作的基础上,于1984～1994年继续对棉花凝集素进行分离纯化,并检测了棉花凝集素对棉花枯萎病菌的直接影响。材料与方法棉花（o删四响m———）抗枯萎病品种861,由…     

豆科凝集素研究进展

豆科凝集素是植物凝集素中最丰富,也是研究最多的一类凝集素。在生理条件下豆科凝集素大多是以二聚体或四聚体的形式存在,这种低聚物的形式给予豆科凝集素较强的糖专一性和大分子结构的稳定性。豆科凝集素除作为植物储存物质的作用外,还具有识别糖蛋白、糖肽及生物膜中碳水化合物和作为植物与微生物的共生介质等生理功能。现对豆科凝集素的结构、功能及其在生物学、农业和医学方面的应用进行了综述。     

植物凝集素在植物体内的生理作用

现有研究表明,植物种子中的凝集素是植物体内的储存蛋白;扁豆和稻胚凝集素对胚胎的分裂和分化有促进作用;在豆科植物和根瘤菌之间的共生作用中,凝集素起着高度专一的识别作用;麦胚凝集素在种胚萌发时,起着抗真菌的作用;体外实验也证明凝集素对危害玉米的主要害虫的发育有阻碍作用;还发现植物凝集素具有酶的活性和酶抑制剂的作用,从而调节植物体的生理活动。     

植物凝集素类受体蛋白激酶研究进展

自然界中植物的生长发育受到各种环境变化的影响。为了响应外界各种环境条件,植物演化出一系列识别和传递环境信号的蛋白分子,其中比较典型的是植物细胞质膜上的类受体蛋白激酶(RLKs)。凝集素类受体蛋白激酶(LecRLKs)是类受体蛋白激酶家族中的一个亚族,它主要包含3个结构域:细胞外凝集素结构域、跨膜结构域和细胞内激酶结构域。根据细胞外凝集素结构域的不同,LecRLKs可分为3种不同类型:L、G和C型。近年来,研究表明LecRLKs在植物生物/非生物胁迫和发育调控中发挥非常重要的作用。该文综述了植物凝集素类受体蛋白激酶的研究历史、结构特点、分类以及生物学功能,并重点阐述凝集素类受体蛋白激酶在植物生物/非生物胁迫响应和调控发育方面的功能。对不同类型和不同功能的植物凝集素类受体蛋白激酶进行阐述将有利于对该类蛋白开展功能研究,并为作物改良提供有益借鉴。     

转石蒜凝集素基因烟草的抗蚜虫性

利用农杆菌介导法将质粒pBILRA转化烟草(NicotianatabacumL.),该质粒含有由花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)引导的筛选基因新霉素磷酸转移酶基因(nptII)及石蒜凝集素基因(lra)。通过卡那霉素筛选获得了25株独立转基因烟草植株。Westernblot分析表明,石蒜凝集素蛋白在不同转基因植株中表达量不同。对转基因T1代植株的遗传分析表明,lra基因在大多数独立转基因植株后代中以孟德尔31的分离比方式遗传。抗虫试验表明,表达较高水平石蒜凝集素蛋白的转基因烟草对桃蚜种群的生长具有明显的抑制作用。首次报道了表达石蒜凝集素基因的烟草对蚜虫具有抗性。石蒜凝集素基因可用于植物抗虫基因工程研究及应用。     

转石蒜凝集素基因烟草的抗蚜虫性

利用农杆菌介导法将质粒pBILRA转化烟草(Nicotianatabacum L.),该质粒含有由花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)引导的筛选基因新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)及石蒜凝集素基因(lra).通过卡那霉素筛选获得了25株独立转基因烟草植株.Western blot分析表明,石蒜凝集素蛋白在不同转基因植株中表达量不同.对转基因T1代植株的遗传分析表明,lra基因在大多数独立转基因植株后代中以孟德尔3:1的分离比方式遗传.抗虫试验表明,表达较高水平石蒜凝集素蛋白的转基因烟草对桃蚜种群的生长具有明显的抑制作用.首次报道了表达石蒜凝集素基因的烟草对蚜虫具有抗性.石蒜凝集素基因可用于植物抗虫基因工程研究及应用.     

新疆黄精凝集素基因的克隆、序列分析和表达

用百合科黄精属植物凝集素基因的保守序列为引物,从新疆黄精的叶中克隆出黄精凝集素的全长cDNA。序列分析表明, 克隆获得的新疆黄精凝集素(Polygonatum roseum agglutinin, PRA)基因完整的ORF片段大小为550 bp, 编码1 条长159个氨基酸肽链, 没有内含子, 其中N 端的28个氨基酸是信号肽。对新疆黄精凝集素cDNA 序列同源性的分析比较发现, 黄精属植物凝集素基因之间有很高的同源性(92%)。氨基酸序列比对和SWISS-MODEL同源模建分析表明, PRA由12个b-折叠片组成的b-桶结构, 具有与单子叶植物甘露糖结合凝集素相似的空间结构。重组质粒pGEX-4T-1-PRA 和pMAL-p2x-PRA, 分别转化E. coli BL21进行原核表达, 新疆黄精凝集素能够以可溶性融合蛋白形式表达, 分子量约为14 kD。构建真核表达载体pcDNA3-PRA, 免疫小鼠后获得了抗血清。免疫印迹结果显示为单一的条带, 证明该抗血清具有针对PRA抗原的专一性。新疆黄精凝集素基因的克隆、原核和真核的表达以及抗血清的制备, 为进一步研究凝集素蛋白的性质和功能, 并为植物抗病虫基因工程研究提供有用的实验材料。