生物弹技术在禾谷类植物基因转移中的应用

近年来植物基因转移,遗传转化技术取得了很大的进展,但将外源基因导入禾谷类植物细胞,获得转基因单株的成功事例很少,这主要是因禾谷类植物细胞的特殊性和现有基因转移技术固有的缺陷所致。由Sanford等发明的生物弹基因转移技术可克服上述不足,成功地将外源基因导入细胞。本文综述了该技术的发明、作用、特点及在禾谷类植物基因转移中的应用,并分析了该技术的优缺点,认为生物弹基因转移技术可望成为实验室常规的基因转移技术。     

植物中的水平基因转移

水平基因转移是不通过生殖而进行的遗传物质交流, 在原核生物和单细胞真核生物的进化中起着重要作用。然而, 水平基因转移在多细胞真核生物之间的发生频率以及对多细胞真核生物进化的影响尚不明确。近期的一些研究显示, 水平基因转移在高等植物之间以及高等植物和其它生物之间普遍存在。该文将对高等植物中已发现的一些水平基因转移现象进行综述, 并尝试解析植物之间水平基因转移可能的机制及其重要意义。     

基因疗法缓解阿尔茨海默病

一项新研究提出,将细胞生长因子基因的额外拷贝导入阿尔茨海默病病人脑中,可减缓脑退行性变.阿尔茨海默病杀死神经元,而神经元协调全身神经系统信息信号发出.该项研究中所加入的基因,编码神经生长因子(NGF),它为一种蛋白质,作用是维持神经元的生存,并促进神经元之间的信号传递.该基因的载体是病人自身的皮肤细胞.研究者从8位诊断为早期阿尔茨海默病的病人身上,每人取下一小块皮肤,并用无复制能力的病毒将携带人的NGF的基因转移到皮肤细胞中去.然后,科学家将经基因修饰的皮肤细胞注射到每个病人脑中.其中有2个病人因手术后发生脑出血,而被…     

一种极简单的基因转移方法

加拿大圭尔夫大学的科学家赛纳内特那正在研究以水液为介导的极为简单的基因转移方法。他已成功地把报道基因(GUS)转移到苜蓿的体细胞胚(人工种     

农杆菌-植物间基因转移的分子基础

植物病原细菌多以Ⅲ型分泌系统运送毒性因子或无毒基因产物到植物细胞,但根癌农杆菌利用Ⅳ型分泌系统转移致瘤基因片断T-DNA到植物细胞核,并整合到植物基因组,使植物产生肿瘤,作者将介绍vir基因的诱导、T-DNA的加工、T-DNA的转移,以及T-复合体运输的装备等方面的最新研究进展,以探讨农杆菌-植物间基因转移的分子基础,研究该系统转移基因的分子基础将有利于开发和改良植物遗传工程的载体工具;另外,农杆菌-植物作为一种模式植物病害系统,其研究也为植物-病原菌的基础理论研究提供参考。由于有些人体病原细菌也采用Ⅳ型分泌系统运送毒性因子到人体细胞,研究农杆菌-植物间的基因转移系统也有利于医学研究。     

改善草莓风味的基因

人们为了培育出更优良的草莓品种,使其味道更加甜美、丰产以及刺激食欲,英国科学家们曾试图通过传统的植物育种方法,用分子标记找出草莓中这个关键的风味基因,或者将这个控制风味和香气的基因转移到微生物中,以便作为调味香料添加到食品中去。近年来,通过他们的不断努力,终于从草莓中分离出控制甜度、酸度和香气的基因。首先,他们发现了一个能把糖份从草莓果皮转移到果肉细胞中的蛋白,称为糖转移蛋白体。当把蔗糖堆积在细胞的液泡中,这个蛋白将起收敛细胞的作用,从而在果实成熟时,让更多糖积累在细胞中。如果这种基因使蛋白过分…     

激光微束诱导pSV－β质粒导入Hela细胞的研究

本文报道了用一套Ｎｄ：ＹＡＧ紫外激光微束系统研究基因转移。我们以ｐＳＶ－β质粒（β─半乳糖苷酶基因）作为报道基因,利用紫外激光微束将其导入Ｈｅｌａ细胞中,通过组织化学染色检测到质粒在Ｈｅｌａ细胞中获得表达,在最佳的激光辎照条件下,Ｈｅｌａ细胞的导入表达成功率在８０％以上。本工作是国内首次报道激光微束诱导外源基因进入动物细胞中并获得表达,为激光微束技术在动、植物细胞高效率导入外源ＤＮＡ的研究中摸索到一套经验,也将有力地促进这一技术在细胞工程方面的应用。     

用于活体植物细胞转化的荧光标记基因

由于缺乏转化标记限制了植物遗传工程的进展。这种转化标记是指编码可选择特征如卡那霉素抗性、可检测产物如β-葡糖苷酸酶或可见标记如荧光素酶的基因。因为生化标记或当前采用的可见标记需要加入底物或辅助因子,所以限制了它们在活体植物组织中的应用。 美国农业部的R.P.Nieds已将绿色荧光蛋白(GFP)基因导入柑桔细胞。在无外加底物或辅助因子条件下用蓝光或近紫外光照射,转基因细胞呈现鲜绿色。该基因以前是由哥伦比亚大学、Rutgers大学及Woods Hole海洋研究所的M.Chalfie及同事从荧光水母分离出来的,后经威斯康星州立大学的Niedz     

GUS基因表达的简易快速鉴定法

GUS基因是目前遗传操作中常用的报道基因。该基因的DNA片断已克隆到许多农杆菌遗传工程菌种中,用于多种植物的外源基因导入研究。由于几乎在所有的高等植物中并没有该基因所编码的葡糖苷酸酶的活性或几乎测不出来,因此,葡糖苷酸酶在高等植物的外源基因导入研究中可以作为一种极其     

植物基因工程中使用的报道基因

本世纪自70年代基因工程诞生以来,各种分子生物学技术相继出现。如限制性内切酶的使用,DNA重组技术的完善,DNA序列快速测定等,现在已经能通过多种转基因技术很容易将外源目的基因导入生物体中,怎样才能知道外源目的基因已经转入植物体中,这就需报道基因来探路。什么是报道基因？有些文献中提到的筛选基因、标志基因、指示基因基本上和报道基因类似。所谓报道基因是一个表达产物非常容易被检定的基因．把它的编码序列与调节基因表达的DNA序列相融合,形成一嵌合基因或与其他目的基因相融合,在调控序列控制下进行表达,从而用报道…     

植物中参与活性氧调控的基因网络

植物体内活性氧（reactive oxygen species,ROS）是氧化还原反应的必然副产物,具极高的活性和毒性,从而对细胞产生毒害。同时,活性氧作为信号分子对很多生理过程诸如植物生长发育、细胞程序化死亡及生物和非生物胁迫应答起调控作用。植物中ROS双重作用的协调机制目前尚不明确,确定的是细胞中ROS维持于稳定水平需要精细的调节。拟南芥中至少包括152个基因组成的网络参与ROS的调控,该网络具高度的灵活性和互补性。本文综述了ROS网络中鉴定的一些关键基因及细胞学定位和协同作用,ROS信号转导,尤其是叶绿体中ROS信号的调控。     

植物抗病基因及其作用机理

综合近年国内外对植物抗病基因的研究和我们对水稻抗病基因的研究成果,对植物抗病基因进行归纳分类,并就其结构、功能、作用机理和信号传导进行分析和讨论。根据植物抗病基因编码蛋白的保守结构,将植物抗病基因分成NBS-LRR、eLRR-TM、eLRR-TM-pkinase、STK和其他五大类。不同类型的基因在细胞水平上的分布不一样,NBS、激酶和LRR在不同类型的基因之间结构差异也较大,但是它们通过各不相同的作用机理参与细胞对病原体的防御。     

T-DNA转移研究进展

植物遗传转化技术近年在农作物性状改良、植物生物反应器利用以及基因功能鉴定等方面得到了广泛的应用.T-DNA转移是植物细胞农杆菌介导遗传转化整合和表达外源基因的基础.农杆菌Ti质粒vir基因编码蛋白、农杆菌一些染色体基因编码蛋白及植物细胞一些基因编码蛋白或因子均参与T-DNA转移.转移过程包括农杆菌对植物细胞的识别、附着,细菌对植物信号物质的感受,细菌vir基因的诱导表达,T复合体的形成,跨膜运输,进核运输和整合等一序列过程.植物细胞因子与农杆菌T-DNA转移相关蛋白的相互作用最近被认为在T-DNA转移过程中起重要作用.     

植物抗病基因及其作用机理

综合近年国内外对植物抗病基因的研究和我们对水稻抗病基因的研究成果,对植物抗病基因进行归纳分类,并就其结构、功能、作用机理和信号传导进行分析和讨论.根据植物抗病基因编码蛋白的保守结构,将植物抗病基因分成NBS-LRR、eLRR-TM、eLRR-TM-pkinase、STK和其他五大类.不同类型的基因在细胞水平上的分布不一样,NBS、激酶和LRR在不同类型的基因之间结构差异也较大,但是它们通过各不相同的作用机理参与细胞对病原体的防御.     

植物GPATs基因研究进展

甘油-3-磷酸酰基转移酶(Glycerol-3-phosphate acyltransferase, GPAT)是三酰甘油(Triacylglycerol, TAG)生物合成的限速酶, 催化TAG生物合成的起始步骤。GPATs主要负责将脂肪酰基从酰基-酰基载体蛋白(acyl-ACP)或酰基辅酶A(acyl-CoA)上转移到甘油-3-磷酸的(Glycerol-3-phosphate, G3P) sn-1位置上。有些成员还具有sn-2酰基转移活性。目前已经在多种植物中克隆得到了GPAT基因。这些GPAT基因编码的酶主要分为三类, 它们在细胞中分别定位于质体、线粒体和内质网上。这些酶参与三酰甘油、几丁质和软木脂等多种脂质的生物合成, 在植物的生长发育中发挥着非常重要的作用。文章介绍了植物GPAT基因的染色体定位和基因结构以及GPAT酶的亚细胞定位、sn-2酰基转移特异性、GPAT酶的底物选择性及其生理功能的最新研究进展。     

植物基因工程的克隆载体(续)

4.Ti质粒的改建 我们在前面的有关部分中已经谈过,Ti质粒能够感染大量的双子叶被子植物,具有相当广泛的寄主范围。同时在它的感染过程中,可以将T-DNA区段转移给寄主植物细胞并整合到核染色体的基因组上,最后实现基因的功能表达。所以说Ti质粒是植物基因工程的一种天然的载体。     

烟草tga1a基因的表达对外源基因在植物中表达的影响

烟草DNA结合蛋白TGA1a可特异地作用于CaMV35S增强子的激活序列as-1(-83~-63), 并表现为转录激活功能. 为了研究tga1a基因的表达对外源基因在植物中表达的影响, 将它置于维管束特异性启动子rolC下游, 并与CaMV35S启动子控制的报道基因串联成一种反式调控系统, 构建了植物表达载体, 同时, 以CaMV35S和rolC分别控制的报道基因构建植物表达载体为阳性对照. 通过农杆菌介导方法转化烟草和分子鉴定, 证明报道基因存在于转化烟草基因组中, 分别测定了不同转基因单株的GUS活性, 结果表明: rolC控制下的tga1a的表达显著增强了CaMV35S控制下的报道基因表达, 其GUS活性明显高于CaMV35S或rolC单独调控报道基因的转化植株, 单株的最高GUS活性达到两个阳性对照的10倍以上. 组织化学定位证实该串联系统使GUS蛋白主要集中在维管束组织. 这一研究结果为提高外源基因在转基因植株中的表达水平和外源基因的组织特异性表达创立了一个新模式.     

激光微束诱导pSV—β质粒导入Hela细胞的研究

本文报道了用一套Ｎｄ：ＹＡＧ紫外激光微束系统研究基因转移。我们以ｐＳＶ－β质粒（β－半乳糖甙酶基因）作为报道基因,利用外激光微束将其导入Ｈｅｌａ细胞中,通过组织化学染色检测到质粒在Ｈｅｌａ细胞中获得表达,在最佳的激光辐照条件下,Ｈｅｌａ细胞的导入表达成功率在８０％以上。本工作是国内首次报道激光微束诱导外源基因进入动物细胞中获得表达,为激光微束技术在动、植物细胞高效率导入外源ＤＮＡ的研究中摸索到一套     

GUS基因—植物基因工程中重要的报道基因

研究高等植物基因表达,特别是调控机理,常常需将基因或调控片段从原来的背景下分离出来,采用与报道基因融合的方法,通过基因的体外转移进行精确的分析。至今为止,在高等植物基因表达的研究中,至少用过6种报道基因:A、β一半乳糖苷酶(β-galatosidase)基因;B、氯霉素乙酰转移酶(Chloramphenicolacetyl-transferase,CAT)基因;C、新霉素磷酸转移酶(neomycin phosphotransferase,NPTⅡ)基因;D、胭脂碱合成酶(nopaline synthase)基因;E、章鱼碱合成酶(octopine synthase)基因;F、荧光素酶     

根癌农杆菌致病基因及其生物学功能分析

用转座子标签技术克隆了位于农杆菌（A-208株）染色体上的致病基因acvB、abvA、chvA简单介绍克隆技术的研究思路和策略。染色体基因是农杆菌吸附到植物细胞表面所必需的基因,当某一基因发生突变时,就不能完成贴壁反应而失去毒性。由于转座子Tn5的插入,导致染色体毒性基因失活,最终使农杆菌感染后的受体细胞不能致瘤。用实验证据阐述各基因在T-DNA形成、转移、整合、表达等过程中担负的重要作用。对延宕至今的T-DNA穿壁问题作了推测：植物细胞壁表面可能存有T-DNA的天然穿壁孔道。