转基因植物中T-DNA整合的分子特征及表达

植物中不同转基因方法转化外源基因的T-DNA整合特征既具有共性,又具有特性,使得转基因的遗传在各独立转化体间呈现多样性,另外多种遗传因子和限制因素使受体植物中外源基因的表达存在下降,甚至出现基因沉默等复杂现象。本文主要对农杆菌介导及裸露DNA直接转化转基因植物中T-DNA的分子特征和转基因表达的影响因子进行了介绍和概述。转化体中转基因的遗传稳定性和表达主要取决于转基因在植物基因组中的整合位置、拷贝数及组成结构。因而,通过对具有表达水平各异的转化体进行深入的遗传分析和分子生物学研究以及转化体之间进行的比较研究,将对转基因技术自身的完善、定点整合以及更有效的利用转基因技术都具有十分重要的意义。     

转基因植物中外源基因及其表达产物转移的途径

随着转基因植物商品化应用的增多,全面了解转基因植物潜在的生态风险性尤为重要。国内外对“转基因植物中外源基因向野生亲缘物种漂移的可能性”、“昆虫对抗虫转基因植物的耐受性”以及“转基因植物对生物多样性的潜在影响”等问题已进行了广泛研究。对转基因植物中外源基因及其表达产物的几种可能转移途径作了概述。着重介绍了“经花粉散布或与野生亲缘物种杂交等途径引起的外源基因转移”以及“转基因植物对土壤生态系统的影响”等方面的研究情况。此外,还对“鉴定外源基因及其表达产物存在的方法”进行了简要探讨。     

用转基因植物生产基因工程疫苗

用转基因植物生产外源蛋白质产品是一个有吸引力的廉价生产系统,它有可能替代外源蛋白质的发酵生产系统。通过外源基因的瞬时表达或稳定表达方式,多种疫苗已在植物中产生,在植物中表达的抗原保持了它自身的免疫原性,植物在这方面的应用具有独特的优点。     

转基因水稻的研究和应用

植物基因工程的兴起,使特定的外源基因引入植物细胞成为可能。水稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。近十几年来,水稻转基因研究已取得显著进展。综述了水稻基因转化的方法、转基因技术在水稻上的应用及外源基因在转基因后代中的遗传表达的研究进展。     

疫苗生产的新途径——转基因植物

与发酵生产方式相比,转基因植物疫苗生产技术具有高效、经济和简便等特点。植物表达系统生产外源蛋白一般采用两种方式：（１）编码外源抗原基因与植物基因组稳定整合;（２）利用植物病毒载体,使外源蛋白在植物细胞中瞬时表达。植物系统生产的抗原疫苗可保持自然免疫原性质,口服后能够诱发体液和粘膜免疫反应。     

植物转基因沉默及对策

转基因 (ｔｒａｎｓｇｅｎｅ)是指所有通过基因工程手段构建 ,导入受体生物细胞并稳定整合到该受体细胞基因组中的外源基因。人们对植物进行遗传转化的最终目的是让转基因在受体植物基因组中得到稳定整合并在当代及其子代中得到有效、稳定的表达 ,但是由于存在多种影响因子和限制因素 ,使得转基因在受体植物中的表达往往事与愿违。现实证明 ,转基因在受体植物中往往不能稳定表达 ,有时甚至完全不表达 ,出现了所谓的转基因沉默现象 (ｔｒａｎｓｇｅｎｅｓｉｌｅｎｃｉｎｇ)。转基因沉默并不等同于由于转基因在受体细胞中ＤＮＡ序列的歧变或因…     

用转基因植物生产基因工程疫苗

用转基因植物生产外源蛋白质产品是一个有吸引力的廉价生产系统,它有可能替代外源蛋白质的发酵生产系统。通过外源基因的瞬时表达或稳定表达方式,多种疫苗已在植物中产生,在植物中表达的抗原保持了它自身的免疫原性,植物在这方面的应用具有独特的优 点。     

植物转基因沉默及控制

植物基因工程的目的就是获取外源基因能够按照设计要求正常表达和稳定遗传的转基因植物。近几年来,广泛报道了转基因植物中存在转基因沉默现象。主要阐述了两种转基因沉默的机理即转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默,各种机理都涉及DNA DNA,DNA RNA,RNA RNA的相互作用。同时,还讨论一些控制转基因沉默现象的策略,特别是MAR在转基因植物中具有增强基因表达和减少株间差异的作用。     

影响苏云金芽孢杆菌基因在转基因植物中表达的因素

苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）杀虫晶体蛋白基因是植物抗虫基因工程中应用最广泛的基因资源。影响Bt基因在转基因植物中表达的因素繁多,阐明这些因素的效应对于获得Bt基因在受体植物中的稳定高效表达具有重要意义。现对Bt基因表达的主要影响因子,如Bt基因表达单元、植物发育、外部环境条件、受体植物遗传背景、整合位点及Bt基因沉默现象等进行了综述。     

外源基因在转基因油菜染色体上的定位及分析

原位杂交技术 ( in situ hybridization,ISH)是基因定位的主要技术之一。近来 ,随着植物细胞染色体制片技术的发展 ,以及酶联放大检测系统的采用 ,在植物中已有低拷贝和单拷贝甚至小于 1 kb的 DNA序列定位的成功报道 [1 ,2 ]。染色体原位杂交技术不仅可以用于基因的物理作图 ,而且可以用来对转基因植物中的外源基因进行染色体定位 [3 5] 。研究表明 ,外源目的基因在转基因植物中的表达与整合位点有关 [6] 。因而 ,进行外源基因在转基因植物染色体上的定位以及研究外源基因的整合位点与表达之间的关系 ,对于开发和利用转基因植物具有重要…     

生境因子及理化因素对外源基因在植物体内表达的调节

外源基因在植物体内的表达除受植物体本身代谢及分子调节外,还受生境因子及理化因素等外界环境因子的调节.生境因子及理化因素可诱导植物某些基因的表达,同时调控这些基因的启动元件;利用营养及逆境胁迫条件改变植物的生长代谢也可实现对外源基因表达的调节.本综述了生境因子及理化因素对外源基因在转基因植物体内表达的调控机制.     

Overexpression of the Bt cry2Aa2 operon in chloroplasts leads to formation of insecticidal crystals

In nuclear transgenic plants, expression of multiple genes requires introduction of individual genes and time-consuming subsequent backcrosses to reconstitute multi-subunit proteins or pathways, a problem that is compounded by variable expression levels. In order to accomplish expression of multiple genes in a single transformation event, we have introduced several genes into the chromoplast genome. We confirmed stable integration of the cry2Aa2 operon by PCR and Southern blot analyses in T(0) and T(1) transgenic plants. Foreign protein accumulated at 45.3% of the total soluble protein in mature leaves and remained stable even in old bleached leaves (46.1%), thereby increasing the efficacy and safety of transgenic plants throughout the growing season. This represents the highest level of foreign gene expression reported in transgenic plants to date. Insects that are normally difficult to control (10-day old cotton bollworm, beet armyworm) were killed 100% after consuming transgenic leaves. Electron micrographs showed the presence of the insecticidal protein folded into cuboidal crystals. Formation of crystals of foreign proteins (due to hyperexpression and folding by the putative chaperonin, ORF 2) provides a simple method of purification by centrifugation and enhances stability by protection from cellular proteases. Demonstration of expression of an operon in transgenic plants paves the way to engineering new pathways in plants in a single transformation event.     

利用植物表达外源蛋白需解决的几个关键问题

植物外源蛋白表达系统已取得较大进展。目前已经能够利用转基因植物表达和生产多种外源蛋白,但仍存在诸多难以克服并急需解决的技术问题。作者从植物组织再生率、转化频率、调控元件、转基因植物遗传稳定性及其潜在的安全性问题、外源蛋白在植物体内的表达、调控、稳定性及其下游加工问题等方面综述了植物外源蛋白表达系统存在的问题和应对策略,为进一步开发、利用转基因植物生产外源蛋白提供理论依据。     

植物基因工程表达载体的改进和优化策略

外源基因在转基因植物中表达效率低一直是令相关研究困扰的一个问题。转基因植物的生物安全性最近在全球范围内开始引起世人的担优。本简要介绍了近年来在植物表达载体构建方面所采用的一些新策略,这些策略有助于增强外源基因的表达水平,提高生物工程体的安全性。     

外源抗虫蛋白与内源抗虫因子的交互作用

以次生代谢物质萜烯类、黄酮类以及单宁等为基础的自身化学抗虫性一直是植物化学防御的核心.随着基因重组技术的发展,许多作物获得了一种新的化学防御形式,即以表达外源基因产物来进行防御.外源抗虫蛋白与内源抗虫物质的协调性问题,在利用外源基因工程改良植物抗虫性时是非常重要的,同时也是转基因作物安全性和生态学评价的重要方面.转基因植物中外源与内源抗虫系统间的协调性的研究取得了一些成果,但尚未引起人们足够的重视.综述了离体条件下和在转基因植物体内,外源抗虫蛋白Bt和GNA等与植物次生代谢物质以及各抗虫蛋白之间交互作用的研究进展,并探讨了研究各抗虫因子交互作用的意义.     

外源抗虫蛋白与内源抗虫因子的交互作用

以次生代谢物质萜烯类、黄酮类以及单宁等为基础的自身化学抗虫性一直是植物化学防御的核心。随着基因重组技术的发展,许多作物获得了一种新的化学防御形式,即以表达外源基因产物来进行防御。外源抗虫蛋白与内源抗虫物质的协调性问题,在利用外源基因工程改良植物抗虫性时是非常重要的,同时也是转基因作物安全性和生态学评价的重要方面。转基因植物中外源与内源抗虫系统间的协调性的研究取得了一些成果,但尚未引起人们足够的重视。综述了离体条件下和在转基因植物体内,外源抗虫蛋白Bt和GNA等与植物次生代谢物质以及各抗虫蛋白之间交互作用的研究进展,并探讨了研究各抗虫因子交互作用的意义。     

Rice transformation: bombardment

Bombardment-based methodology is responsible for the effective genetic manipulation of major cereals including rice. Many groups reported significant advances on various aspects of rice molecular biology and genetic engineering using procedures based on bombardment technology. Molecular and genetic characterization of large numbers of these plants (more than 500 independent transgenic plants) provided information on structure, expression and stability of integrated DNA through multiple generations. Such evaluations were carried out in the greenhouse and in the field. Stability of expression was found to be dependent on the nature of the promoter and the transgene, and in specific cases on gene copy number. Direct DNA transfer utilizing particle bombardment for the delivery of foreign DNA into rice tissue results in the recovery of large numbers of independently derived transgenic plants in a variety-independent fashion. Gene copy number, level and stability of expression of transgenes can be compared to other DNA delivery methods, direct or indirect, including Agrobacterium-mediated gene transfer. In this paper, the technology is summarized and discussed in terms of present and future applications, including field trials and potential commercialization of transgenic rice expressing a number of genes of agronomic interest such as pest and herbicide resistance.