植物铁蛋白与氧化胁迫应激

植物铁蛋白是植物体重要的铁调节蛋白。许多研究表明植物铁蛋白与氧化胁迫抗性之间具有较强关联。植物铁蛋白不仅能抵御高铁产生的氧化毒性,在很多氧化胁迫及环境胁迫抗性中也发挥作用。对植物铁蛋白在氧化及逆境胁迫中的应激加以综述,为铁蛋白在生物工程领域的应用提供理论依据。     

转铁蛋白基因烟草中内源铁蛋白基因的差异表达及含铁量的变化

铁蛋白是一种由24个亚基组成的高分子贮藏蛋白质,可以储存多达4500个铁原子,在动植物及微生物的新陈代谢中起着非常重要的作用。有研究表明,外源铁蛋白的大量表达可以提高植物储存铁离子的能力。为了明确外源铁蛋白基因转化植物中内源铁蛋白基因差异表达与植物含铁量的关系,本研究在成功获得2个烟草铁蛋白基因的全长cDNA克隆NtFerl（登录号：ay083924）和NtFer2（登录号：ay141105）的基础上,以烟草品种SR-1（Nicotiana tabacum cv．Petit Havana SR-1）为受体,培育了转铁蛋白基因烟草。将双元载体pBI121中的GUS基因用来自大豆的铁蛋白基因SoyFer1（登录号：m64337）置换,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,获得在CaMV35S启动子驱动表达的大豆铁蛋白基因转化烟草植株。Northern杂交和Western杂交分析表明外源铁蛋白基因在转基因烟草中得到了正确表达。比较转基因烟草和非转基因烟草的内源铁蛋白基因表达强度、叶片铁含量、根系铁还原酶活性、株高和鲜重表明,外源铁蛋白基因不但促进了NtFer1的表达,提高转基因植株的储存铁的能力和根系铁还原酶活性,而且促进植株的生长速度。以上结果说明,外源铁蛋白基因转化烟草中内源铁蛋白基因的表达、铁离子的还原吸收及光和作用都得到了进一步的提高。     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用。使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用,利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导人烟草基因组,采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明,整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因,也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明,外源基因已整合到烟草基因组中,并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明,转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系,而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性等生理性状也发生了明显变化,表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加,POD活性明显增强,MDA含量明显降低：而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力,而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用, 使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用, 利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导入烟草基因组, 采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明, 整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因, 也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明, 外源基因已整合到烟草基因组中, 并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明, 转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系, 而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性等生理性状也发生了明显变化, 表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加, POD活性明显增强, MDA含量明显降低; 而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力, 而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

植物铁代谢及植物铁蛋白结构与功能研究进展

铁在生命过程中起着很重要的作用,植物缺铁后叶绿素合成受阻而导致的黄化症状已成为世界性植物营养失调问题。与之相随,人类铁营养的缺乏也极为严重,因此研究植物铁代谢并且开发安全、天然、高效的补铁因子具有重要的意义。到目前为止,在已经发现的植物中,只有豆科类植物是将其种子中～90％的铁储藏在铁蛋白中,所以来源于豆科类植物的铁蛋白是一个理想的补铁资源。与动物铁蛋白相比,植物铁蛋白具有两个显著的特点：首先,植物铁蛋白在其N端具有一个独特的EP肽段;其次,植物铁蛋白只含有H型亚基,且有两种不同的H型亚基组成。主要阐述有关植物铁代谢及铁蛋白的结构、功能的最新研究进展。     

重金属污染的转基因植物修复——原理与应用

污染环境的植物修复技术具有成本低、不造成二次污染等优点。从自然界中寻找用于污染环境修复的超富积植物不仅难度大 ,而且受生物量、生长周期以及地理环境等因素的限制。近几年迅速发展起来的通过转基因植物进行污染环境的修复技术显示了广阔的应用前景。外源基因在植物的高效表达可以提高植物吸收、运输、降解污染物的能力以及修复的效率 ,并可以作为研究不同污染物修复机理的实验系统。以转基因植物修复几种主要的重金属污染为例 ,介绍了转基因植物修复的原理、现状及存在问题 ,并探讨了提高转基因植物修复效率的一些方法 。     

关于建立植物转基因飘流状况国家和省级地理信息系统的建议

转基因逃逸是转基因作物环境释放的主要潜在生态风险,一旦把转基因和它的地理信息结合起来,地理信息系统（GIS）就成为监控转基因逃逸的理想工具,首先,可以根据转基因作物商业化生产情况建立一定数量的观察站,并在特定的地点和时间内检测野生近缘植物和其它一些相关植物中是否存在转基因,这样就可以获得在特定的地区和时期内转基因逃逸的大致状况,然后在此基础上,可以建立地区（省）或国家级转基因逃逸地理信息系统,国家级系统可能在风险管理中更有实际意义。     

安全转基因植物培育技术研究进展

由于关系到转基因植物的产业化前景,安全型转基因植物培育越来越受到公众的关注。在植物遗传转化体系中,绝大多数选择标记基因来源于细菌,对人类健康和环境安全存在潜在风险,因此无选择标记转基因植物培育受到科研工作者的高度重视。本文综述了安全型转基因植物的培育途径,包括共转化系统、位点特异性重组系统、转座子系统、同源重组系统、不依赖于组织培养的简易转化技术及再生相关基因利用等技术,探讨了各种途径的优缺点,以期推动安全型转基因植物培育和转基因植物产业化进程。     

安全型转基因植物培育技术研究进展

由于关系到转基因植物的产业化前景,安全型转基因植物培育越来越受到公众的关注。在植物遗传转化体系中,绝大多数选择标记基因来源于细菌,对人类健康和环境安全存在潜在风险,因此无选择标记转基因植物培育受到科研工作者的高度重视。本文综述了安全型转基因植物的培育途径,包括共转化系统、位点特异性重组系统、转座子系统、同源重组系统、不依赖于组织培养的简易转化技术及再生相关基因利用等技术,探讨了各种途径的优缺点,以期推动安全型转基因植物培育和转基因植物产业化进程。     

转基因植物对有机污染物的吸收、转化和降解

有机污染物是土壤、水体和大气环境的重要污染物.利用和加强植物修复作用是控制环境污染的有效途径.近年来,一些具有修复功能的外源基因被陆续引入到植物中,使转基因植物的生物修复能力大大增强.文章介绍了植物对污染环境中有机污染物,尤其是持久性有机污染物(POPs)的吸收、转化和降解作用,阐述了转基因植物用于被污染环境修复方面的研究进展和应用前景.