发根农杆菌的Ri-质粒转化和赛莨菪的发根培养

将赛莨菪（Scopolia Iurida)的无菌苗被含有Ri-质粒的发根农村菌（Agrobacterium rhizogenes)感染后,诱导出发根（hariy root)将发根分离,除菌后,在不含激素的琼脂或液体MS培养基上培养,发根能产生正常植物体中含有的莨菪碱和东莨菪碱等生物碱,在发根培养物中检测到agropine和mannopine,说明发根农杆菌Ri-质粒的T－DNA部分已转化到赛菪莨细胞的DNA中。     

不同培养条件对大苞栝楼发根诱导的研究

本文采用发根农杆菌R1000和R1601对大苞栝楼无菌苗子叶和茎进行了发根诱导,通过对影响大苞栝楼发根诱导不同培养条件的研究,建立发根培养体系.实验结果表明当温度控制为25℃、无光条件、活化菌的光密度值OD₆₀₀为0.7、溶液的pH维持在6.0及无2.4-D激素的条件下能够有效地诱导大苞栝楼发根,由发根中农杆碱的检测证明,发根农杆菌中的Ri质粒中T-DNA的在无菌苗中获得了转导,为大苞栝楼发根培养体系的建立奠定基础.     

发根农杆菌及其应用

农杆菌是一类侵染性非常广泛的Ｇ-土壤杆菌,农杆菌质粒介导的基因转移系统是植物基因工程中比较完善与有效的基因转移方法。在众多的转基因植物中有80%是由农杆菌介导转化的,但其中大部分是有根癌农杆菌Ｔｉ质粒介导法获得的。根癌农杆菌含有的Ｔｉ质粒,能诱导被侵染的植物细胞形成肿瘤,即诱发冠瘿瘤。发根农杆菌含有Ｒｉ质粒,侵染植物后能诱发植物细胞产生毛发状根,即发根瘤。近年来的研究发现发根农杆菌Ｒｉ质粒介导法比Ｔｉ质粒法具有一定优越性而被广泛重视,而且由其转化获得转基因植物和生物有效成分的报道愈来愈多,本文主要讨论发根农…     

发根农杆菌Ri质粒在药用植物生物工程中的应用

发根农杆菌(Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ)与根癌农杆菌(Ａ.ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ)属于根瘤菌科,均为革兰氏阴性菌[1]。它们在侵染植物后引起的症状不同,含有Ｔｉ质粒的根癌农杆菌在侵染植物后形成冠瘿瘤(ｃｒｏｗｎｇａｌｌ),而含有Ｒｉ质粒的发根农杆菌表现与其不同,它在感染植物后在植物的伤口部位诱发产生毛状根(ｈａｉｒｙｒｏｏｔ)。由发根农杆菌侵染植物诱导产生的毛状根具有生长快、分枝多、根毛多等特点。发根农杆菌Ｒｉ质粒与根癌农杆菌Ｔｉ质粒结构相似,都具有高效率转移的Ｔ-ＤＮＡ区和致病的Ｖｉｒ区…     

Ri质粒转化的青蒿发根培养及青蒿素的生物合成

用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)转化药用植物青蒿(Artemisia annua L．)并建立了发根体外培养系统。Southern杂交、NPT Ⅱ酶的检测证明Ri质粒的T—DNA转移并整合到植物的核基因组上。在发根培养系统中,检测了青蒿的重要次生代谢物一青蒿素的含量,检测了不同理化因子对发根生长及青蒿素含量的影响。结果表明：光照(日光灯,12h光周期,20001x)有利于次生产物青蒿素的积累。培养基的pH值为5．4。蔗糖浓度为3％不仅促进发根的生长,而且促进青蒿素的积累。低浓度萘乙酸(NAA)对发根生长具有促进作用,但抑制青蒿素的合成。赤霉素GA,对发根的生长及次生产物的合成都具有促进作用,其最适浓度为4．8mg／L。     

野生型发根农杆菌K599的解毒

本研究利用DNA重组技术构建了来源于质粒pJBJ106,pBluesc3riptSK( )和pUCD800的新质粒pXT3sacB,利用该质粒通过同源重组切除了野生型发根农杆菌K599中Ri质粒的T－DNA。解后的K599获得了氨苄／羧苄青霉素抗性和10％蔗糖抑制生长的选择标记。解毒后的K599菌株可能对农杆菌转基因技术是有益的。     

发根农杆菌诱导桑树毛状根体系的建立

应用发根农杆菌ACCC10060,以直接接种和共培养2种方法侵染桑树10 d龄子叶,并将2种处理的外植体分别接种于MS+AS(乙酰丁香酮,100 μmol/L)的平板,暗培养2 d后转接至MS+CS(头孢霉素,200 mg/L)平板培养3周,每3 d转接1次以除去其中所含的发根农杆菌菌体,结果2种侵染方法均成功诱导桑树产生毛状根,诱导效率分别为14%和17%.在无激素MS培养基上离体培养除菌后的毛状根,呈现旺盛的生长态势和典型的发状根结构特点.CTAB法提取毛状根基因组并进行PCR检测,结果扩增出了423 bp的rolB基因片段,表明Ri质粒的T-DNA已经成功整合到桑树的基因组中.     

诱导人参发根的rolC基因植物表达载体构建及其在人参中的表达

根据Slightom等RiA₄TL-DNA序列分析结果 ,设计了一对引物 ,以R_i 质粒DNA为模板 ,利用PCR方法对rolC基因进行了扩增。利用pGEM-T载体对rolC基因进行了克隆和测序。结果 ,克隆的DNA片段序列与报道的ORF12阅读框内的rolC序列一致。将pGEM-T-rolC用限制性内切酶SacI酶切 ,与经SmaI酶切CIAP去磷酸化的pUC19质粒重组 ,经蓝白斑筛选得到正向重组的pUC19-rolC。再用Xbal-SacI双酶切pUC19-rolC与pBI121 ,将rolC基因定向克隆到具有CaMV35S启动子的pBI121表达质粒上 ,构建成植物表达载体pBI-rolC。用pBI-rolC转化农杆菌LBA4404构建成的LBA4404 (pBI-rolC)工程菌转化人参子叶 ,获得发根的表达。经PCR扩增分子检测 ,证明rolC基因确已整合到人参发根基因组中。经对转化的人参发根中单体皂苷含量测定 ,发现发根中含有所检测的 7种人参单体皂苷 ,总皂苷含量达 18.55mg/g。     

土人参发根的诱导与培养

试验以盆栽的土人参(Talinum triangulare)为材料,切取其茎尖,经常规消毒后,移植到不附加激素的MS培养基上,置于2000lx光照(每日14小时)和25℃条件下培养,茎尖继续生长伸长,长成无菌苗。然后切除其茎尖、茎基部和叶片,取其节间部分并在节间的顶部切口处涂上带有Ri-质粒的发根家杆菌(Agrob-aoterium rhizogenes,15834菌株,采用YEB培养基于暗培养所得),移植到不含激素的MS培养基上,于     

用发根生产人工种子

植物工程学家在研究双子叶植物的发报病时,发现发报能在人工培养下无限地增殖,并积累次生代谢产物。所以,用发根无性系进行发酵罐商业性生产,已成为托品烷生物碱。倍半储内胎。聚乙炔化合物等的重要来源。最近,国外有科学家发现,发根具有分化成植物体的功能。他们用长春花属植物的发根作试验,经过完备的组织培养,得到厂生长十分完好的植株。这些发根再生植株有如F的优点：一是地表部分矮化（这是植物育种家求之不得的优良性状）。二是根系比母种发达,这预示着此类植株有很好的抗倒状性和耐旱能力。三是可以在发报中随质粒导人目的…     

The Transference of Ri-Plasmid from Agrobacterium rhizogenes to Scopolia lurida Revealed by the Hairy Root Cultivation and the Alkaloids Production

The steriled plants of Scopolia lurida after being infected by A. rhizogenes were induced to produce hairy roots. They grew well in medium either of hormone free MS agar or of roots suspension culture. As the result, the cultivated hairy root was shown to yield alkaloids such as hyosciamine and scopolamine. Since agropine and mannopine were also detected in the hairy root cultures, the transference of the T-DNA of A. rhizogenes Ri-plasmid into the cell genomic DNA of S. lurida is clearly demonstrated.     

青蒿转杜松烯合成酶基因发根系的培养

将已克隆的棉花杜松烯合成酶的ｃＤＮＡ（ｃａｄＣ１４）插入到植物表达载体ｐＢＩ１２１中,构建含ＣａＭＶ３５Ｓ启动子驱动下的杜松烯合成酶基因的植物表达载体ｐＢＩＣ１４。用含ｐＢＩＣ１４质粒的发根农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ）１５８３４感染青蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａａｎｎｕａＬ．）叶片并诱导发根,共建立１２１个生长迅速的发根系。经浓度为２０ｍｇ／Ｌ的Ｋａｎ筛选,获得１２个抗Ｋａｎ阳性根系。ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔｉｎｇ分析表明,外源杜松烯合成酶基因已整合到青蒿基因组中,其转基因频率为３％。ＲＴＰＣＲ分析表明,外源杜松烯合成酶基因在Ｃ３７根系中,在转录水平上已有表达。     

Ri质粒介导的毛状根体系建立及其在植物次生代谢产物合成中的研究进展

发根农杆菌Ri质粒可诱导植物产生毛状根体系,该体系具有遗传性状稳定且增殖速度快的特点,可用于药用植物次生代谢产物的生产研究,为利用生物反应器技术进行药用植物有效成分工业化水平的发酵培养开辟了新途径。本文主要综述了发根农杆菌Ri质粒介导的植物毛状根体系遗传转化机理,并对毛状根体系在药用植物次生代谢产物生产中的研究现状进行了深入分析,为从基因水平上调控植物次生代谢产物的合成提供新思路。     

Gene silencing by expression of hairpin RNA in Lotus japonicus roots and root nodules

We investigated the efficacy of self-complementary hairpin RNA (hpRNA) expression to induce RNA silencing in the roots and nodules of model legume Lotus japonicus, using hairy root transformation mediated by Agrobacterium rhizogenes. Transgenic lines that express beta-glucuronidase (GUS) by constitutive or nodule-specific promoters were supertransformed by infection of A. rhizogenes harboring constructs for the expression of hpRNAs with sequences complementary to the GUS coding region. GUS activity in more than 60% of the hairy roots was decreased or silenced almost completely. Silencing of the GUS gene was also observed in symbiotic nodules formed on hairy roots in both early and late stages of nodule organogenesis. These results indicate that transient RNA silencing by hairy root transformation provides a powerful tool for loss-of-function analyses of genes that function in roots and root nodules.     

3种农杆菌对茶树发状根诱导的影响

以茶树‘福云6号’和‘铁观音’成熟种子下胚轴、未成熟种子下胚轴和愈伤组织为材料,以发状根诱导率为指标,探究菌液浓度、农杆菌菌株、外植体类型和预培养时间对发状根诱导的影响。结果表明:(1)菌液浓度OD600在0.4~1.2范围内,‘福云6号’成熟种子下胚轴发状根诱导率先升高后降低,ATCC15834在OD600为0.6时发状根诱导率最高为23.96%,A4和K599在OD600为0.8时,发状根诱导率最高,分别为10.51%和13.11%。(2)3种发根农杆菌致根能力不同,ATCC15834侵染力最强,致根能力大小依次为ATCC15834>K599>A4。(3)发状根诱导率与外植体有关,茶树成熟种子下胚轴可被诱导产生发状根,诱导率‘福云6号’大于‘铁观音’,未成熟种子下胚轴和愈伤组织难以产生发状根。(4)不经预培养和预培养时间为1~2 d的愈伤组织易褐变,无法产生发状根;预培养3 d的愈伤组织经侵染可产生发状根,诱导率为1.85%(‘福云6号’)和0.59%(‘铁观音’)。(5)PCR琼脂糖凝胶电泳检测和GUS组织化学染色证实GUS基因已被整合进‘福云6号’和‘铁观音’愈伤组织和成熟种子下胚轴发状根基因组中并表达。研究发现,发根农杆菌ATCC15834在OD600为0.6时,对茶树‘福云6号’成熟种子下胚轴发状根诱导率最高。该研究结果对改进发根农杆菌介导的茶树遗传转化系统提供理论依据,对茶树高效遗传转化体系的优化和新型受体的开发具有重要意义。     

基于发根培养体系的甘薯品种抗线虫特性鉴定研究

利用发根农杆菌诱导的甘薯发根体系,鉴定甘薯品种抗线虫的特性。试验在甘薯品种徐薯18、栗子香和鲁78066诱导的发根体系上,接种马铃薯腐烂线虫,六周后调查发根繁殖线虫情况及线虫侵染发根情况,然后评价它们的抗线虫特性。结果表明:培养六周后,线虫在徐薯18、栗子香和鲁78066发根上繁殖倍数分别为8.82,0.76和0.70;在徐薯18发根上观察到多处线虫侵入位点,在栗子香和鲁78066发根上只观察到一处线虫侵入位点;基于以上结果,鉴定徐薯18为易感线虫病品种,栗子香和鲁78066为抗线虫病品种,徐薯18和鲁78066的鉴定结果和发病地自然诱发鉴定结果相一致,栗子香不同于发病地自然诱发鉴定结果。鉴定结果表明:用不同品种的甘薯发根作鉴定其抗线虫特性,具有体系简单、直观方便、重复性好以及不受自然环境影响等优点,进一步完善可以作为植物对线虫病抗性鉴定新的体系。     

Amyloplast distribution in hairy roots induced by infection with Agrobacterium rhizogenes.

To elucidate the rapid and plagiotropic growth of hairy root induced by A. rhizogenes, a root apex was investigated with respect to it's amyloplast deposition, activity of alpha-amylase and glucose content. The amyloplasts distributed in the hairy roots were fewer than those of the adventitious root. Since auxin availability is enhanced in hairy roots, it could affect the statolith degradation by elevating alpha-amylase activity so that the energy requirement for rapid growth could be fulfilled as represented of glucose content. Consequently, it is suggested the overall decrease of starch grains could result in the lack of gravi-response in hairy roots.     

Ri T-DNA对盾叶薯蓣的遗传转化及薯蓣皂甙元产生的影响

利用农杆菌介导法成功地将Pd T-DNA转入药用植物盾叶薯蓣,产生了毛状根,经分子信标探针检测农杆菌Pd质粒上的T-DNA已整合进植物基因组中。研究建立了毛状根大量快速繁殖技术,基本技术要求为：1／2 MS液体培养基,28℃培养温度,350lux弱光条件下有利于毛状根的增殖培养,提高生物量。HPLC测定结果显示,转基因获得的毛状根其薯蓣皂甙元的含量分别是微块茎、愈伤组织和植物体合成量的5．68倍、6．12倍和2．68倍。     

Gene for a protein capable of enhancing lateral root formation.

Analysis of genes preferentially expressed in hairy roots caused by infection with Agrobacterium rhizogenes has provided insights into the regulation of lateral root formation. A hairy root preferential cDNA, HR7, has been cloned from hairy roots of Hyoscyamus niger. HR7 encodes a novel protein partially homologous to a metallocarboxypeptidase inhibitor and is expressed exclusively in the primordium and base of lateral roots in hairy roots. Overexpression of HR7 in transgenic roots of H. niger dramatically enhances the frequency of lateral root formation. The results of this study indicate that expression of HR7 plays a critical role in initiating lateral root formation.