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。     

叶绿体基因工程研究进展

叶绿体是植物细胞和真核藻类执行光合作用的重要细胞器,在叶绿体中表达外源基因比在细胞核中表达具有一些独特优势。叶绿体基因工程涉及叶绿体的基因组特征、转化系统的优点、转化过程及方法等方面,叶绿体基因工程在提高植物光合效率、改良植物特性、生产生物药物及改善植物代谢途径等方面已得到应用。尽管叶绿体基因工程还存在同质化难度高、标记基因转化效率较低、宿主种类偏少等问题,但作为外源基因在高等植物中表达的良好平台其仍然具有广阔的发展和应用前景。     

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。     

叶绿体基因工程研究的理想材料——衣藻

狭义的叶绿体基因工程主要是将目的基因经克隆、修饰后,与合适的表达元件（启动子、终止子、筛选标记基因等）及转化载体进行体外重组,并进而导入植物叶绿体中,通过同源重组,使之定点整合、稳定表达、稳定遗传并表现出目的性状的过程。广义的叶绿体基因工程则还包括叶...     

叶绿体基因组在系统发育学及基因工程领域的应用

介绍了叶绿体基因组在系统发育学和基因工程这两个领域的应用研究进展：1)叶绿体基因组的DNA序列比较为植物系统发育学研究提供了可靠数据基础;2)叶绿体基因工程是高水平表达外源基因的重要途径之一,在生产医用蛋白、改良作物农艺性状和环境保护等方面有着广阔的应用前景。     

叶绿体基因工程简介

叶绿体是植物细胞中一种特殊的细胞器。自1988年开始,人们认识到叶绿体在植物基因工程中的特殊地位。叶绿体基因工程的特点,特别是其高效表达和安全性,使其受到越来越多的重视,本文对叶绿体转化作了较为全面的介绍,包括其优势、方法、用途及不足等内容。 Abstract:Chloroplast is a kind of special cell organin plant cells.Since 1988,Scientists have realized its advantages in plant gene enginearing.It′s high efficient expression and safety made it been attached more and more importance to.This paper introduces the chloroplast transfer mation,including its advantages,methods,uses and defects.     

叶绿体转化及其用于疫苗表达研究的最新进展

随着植物转基因研究的不断深入,核基因组转化的转基因沉默现象严重影响了基因工程的应用效果。植物叶绿体遗传转化以叶绿体基因组为平台对植物进行遗传操作,外源基因定点整合及母性遗传特性能较好地解决"顺式失活"和"位置效应"等类的基因沉默问题和转基因逃逸等安全问题,成为植物基因工程发展的新方向,在工业、农业及医药生物领域发挥了重要作用,也为生产廉价、安全的植物疫苗提供了新思路。本文在简要介绍叶绿体转化的原理、转化方法与优势的基础上,重点综述了近年来通过该技术表达的一些重要的病毒抗原和细菌抗原。最后,对叶绿体转化技术在表达外源基因方面存在的问题进行分析。未来随着叶绿体基因表达、调控机制研究的逐渐深入及相关技术体系的日臻完善,叶绿体转化有望成为疫苗生产的生力军。     

叶绿体转基因植物——一种新型生物反应器

叶绿体转基因植物作为生物反应器, 具有外源蛋白表达量高和环境安全性好等优点, 近年来呈现出诱人的发展前景。本文综述了叶绿体基因工程的优越性, 并重点介绍了叶绿体转基因植物作为生物反应器在生产疫苗、药用蛋白及生物可降解塑料等物质方面的最新研究进展。     

叶绿体转基因植物--一种新型生物反应器

叶绿体转基因植物作为生物反应器,具有外源蛋白表达量高和环境安全性好等优点,近年来呈现出诱人的发展前景。本文综述了叶绿体基因工程的优越性,并重点介绍了叶绿体转基因植物作为生物反应器在生产疫苗、药用蛋白及生物可降解塑料等物质方面的最新研究进展。     

叶绿体基因工程：一种植物生物技术的新方法

以叶绿体转化为主的叶绿体基因工程,与传统的基因工程技术细胞核转化相比,在外源基因表达水平和转基因植物安全性等方面有明显的优势, 尤其是在控制转基因沉默和遗传稳定性方面,可以互补核转化带来的局限性。因此,叶绿体基因工程是一种很具有发展前景的植物转基因技术,并在未来工农业生物技术领域发挥重要作用。本文着重在叶绿体转化技术主要特点,应用领域及其未来的发展前景等方面进行了简单评述。     

质体基因工程中选择标记基因研究进展

与细胞核基因工程相比,质体基因工程能更安全、精确和高效地对外源基因进行表达,作为下一代转基因技术已广泛用于基础研究和生物技术应用领域。与细胞核基因工程一样,质体基因工程中也需要合适的选择标记基因用于转化子的筛选和同质化,但基于质体基因组的多拷贝性和母系遗传特点,转化子的同质化需要一个长期的筛选过程,这就决定了质体基因工程中选择标记基因的选择标准将不同于细胞核基因工程中广泛使用的现行标准。目前,质体基因工程的遗传转化操作中使用较多的是抗生素选择标记基因,出于安全性考虑,需要找到可替换、安全的选择标记基因或有效的标记基因删除方法。本文在对质体基因工程研究的相关文献分析基础之上,对主要使用的选择标记基因及其删除体系进行了综述,并对比了其优缺点,同时探讨了质体基因工程中所使用的报告基因,以期为现有选择标记基因及其删除体系的改进和开发提供一定参考,进一步推动质体基因工程,尤其是单子叶植物质体基因工程的发展。     

Recent advances in genetic engineering for improvement of fruit crops

Fruits are one of the major sources of vitamins, essential nutrients, antioxidants and fibers in human diet. During the last two–three decades, genetic engineering methods based on the use of transgenes have been successfully adopted to improve fruit plants and focused mainly on enhanced tolerance to biotic and abiotic stresses, increased fruit yield, improved post harvest shelf life of fruit, reduced generation time and production of fruit with higher nutritional value. However, the development of transgenic fruit plants and their commercialization are hindered by many regulatory and social hurdles. Nowadays, new genetic engineering approaches i.e. cisgenesis or intragenesis receive increasing interest for genetic modification of plants. The absence of selectable marker gene in the final product and the introduced gene(s) derived from the same plant or plants sexually compatible with the target crop should increase consumer’s acceptance. In this article, we attempt to summarize the recent progress achieved on the genetic engineering in fruit plants and their applications in crop improvement. Challenges and opportunities for the deployment of genetic engineering in crop improvement programs of fruit plants are also discussed.     

Transgenic potato overproducing L-ascorbic acid resisted an increase in methylglyoxal under salinity stress via maintaining higher reduced glutathione level and glyoxalase enzyme activity

Salt-tolerance was studied in transgenic potato. It was conferred by overexpression of ascorbate pathway enzyme (d-galacturonic acid reductase, GalUR). As genetic engineering of the GalUR gene in potato enhances its ascorbic acid content (l-AsA), and subsequently plants suffered minimal oxidative stress-induced damage, we now report on the comprehensive aptness of this engineering approach for enhanced salt tolerance in transgenic potato (Solanum tuberosum L. cv. Taedong Valley). Potatoes overexpressing GalUR grew and tuberized in continuous presence of 200 mM of NaCl. The transgenic plants maintained a higher reduced to oxidized glutathione (GSH:GSSG) ratio together with enhanced activity of glutathione dependent antioxidative and glyoxalase enzymes under salinity stress. The transgenics resisted an increase in methylglyoxal that increased radically in untransformed control plants under salinity stress. This is the first report of genetic engineering of ascorbate pathway gene in maintaining higher level of GSH homeostasis along with higher glyoxalase activity inhibiting the accumulation in methylglyoxal (a potent cytotoxic compound) under salt stress. These results suggested the engineering of ascorbate pathway enzymes as a major step towards developing salinity tolerant crop plants.     

高等植物叶绿体基因组转化的应用

叶绿体基因组转化技术由于其独特的优越性,现已成为植物基因工程的研究热点。本文简单介绍了叶绿体基因组转化技术的原理和方法;并重点综述了该技术在基础研究和实践中的应用。这些应用主要包括利用叶绿体基因组转化技术进行Rubisco的组装,叶绿体基因结构、转录、翻译和RNA编辑等研究;利用叶绿体作为生物反应器生产人生长激素、霍乱毒素抗体、聚羟基丁酸脂和生物弹性蛋白等;获得抗虫、抗病、抗除草剂和耐旱的转基因植物;以及降低转基因植物的外源基因扩散等。     

Enslaved bacteria as new hope for plant biotechnologists

The most distinguishing feature of the plant cell is a DNA-containing organelle that sets plants apart from all other organisms: the chloroplast. Compelling evidence supports an endosymbiotic origin for chloroplasts. According to this theory, chloroplasts are descendants of formerly free-living cyanobacterial ancestors which entered an endosymbiotic relationship with a pre-eukaryotic cell and were ultimately integrated into the metabolism of the host cell. Chloroplasts retain many prokaryotic features and their gene expression system still closely resembles that of their eubacterial ancestors. During the past decade, our knowledge about chloroplast biology has benefited immensely from a most remarkable methodological breakthrough: the development of transformation technologies for chloroplast genomes. Moreover, recent advances in the manipulation of higher plant chloroplast genomes have created unprecedented opportunities for the genetic engineering of plants and promise to overcome many of the problems associated with conventional transgenic technologies. This review describes the state of the art in genetic engineering of higher plant chloroplast genomes and highlights the tremendous potential of these technologies for the biotechnology of the future. Received: 27 January 2000 / Received revision: 15 March 2000 / Accepted: 24 March 2000     

植物抗虫基因工程研究进展

植物抗虫基因工程为防治农业害虫提供了一条崭新途径。本文对植物抗虫基因工程近年来所取得的某些研究进展,包括目前已发现和利用的抗虫基因、提高抗虫基因在植物体内表达的方法以及防止或延缓害虫产生抗性的策略等方面进行了综合评述,并对植物抗虫基因工程中有待解决的问题和发展前提提出了自己的看法。     

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.     

植物抗虫基因工程研究进展

植物抗虫基因工程为防治农业害虫提供了一条崭新途径。本文对植物抗虫基因工程近年来所取得的某些研究进展,包括目前已发现和利用的抗虫基因、提高抗虫基因在植物体内表达的方法以及防止或延缓害虫产生抗性的策略等方面进行了综合评述,并对植物抗虫基因工程中有待解决的问题和发展前景提出了自己的看法。     

Site-specific recombination for genetic engineering in plants

Site-specific recombination has been developed into a genetic engineering tool for higher eukaryotes. The manipulation of newly introduced DNA is now possible in the course of genetic transformation procedures, thus making the process more predictable and reliable. Also, a wide variety of chromosomal rearrangements using site-specific recombination have been documented both in metazoan and plant species. Applying such methods to plants opens new avenues for large-scale chromosome engineering in the future.