植物遗传转化中选择标记基因的研究进展

标记基因在为植物遗传转化提供方便的同时也存在一些问题,综述了植物遗传转化中常用的选择标记基因、标记基因存在的问题以及解决选择标记基因安全性的策略.     

无选择标记转基因植物的培育

植物转基因研究中通常都要使用选择标记基因来筛选转化细胞并获得转基因植株。但是当转基因植株育成后,选择标记基因就失去了存在的意义。为了消除由选择标记基因引起的安全性隐患,人们发展了一些培育无选择标记转基因植物的策略。这些策略主要包括共转化、位点特异性重组和转座子转座等。去除选择标记基因将促进公众对转基因作物的接受。评述了无选择标记转基因植物的研究进展。     

代谢关键酶基因作为转基因植物选择标记的研究进展

在植物基因工程中,需要用到选择标记基因以便筛选转化子。随着转基因植物的商品化,人们越来越关注其安全性问题,其中主要涉及选择标记的安全性。为了提高转基因植物的安全性,生物学家们开始寻找生物安全的选择标记。本文分别从糖代谢、氨基酸代谢、激素代谢、核苷酸代谢、蛋白质代谢等方面综述了当前以代谢关键酶基因作为转基因植物选择标记的研究进展,此类选择标记为解决转基因植物的安全性问题提供了一条有效途径。     

植物抗病育种中的标记辅助选择与甘蔗

抗病基因的分子标记具有稳定、准确、高效的特点,通过对基因型而不是表型的直接选择,抗病基因分子标记应用于辅助选择可大大加快常规育种进程,提高育种效率。本文评述了植物抗病育种中标记辅助选择的发展概况,介绍了各种DNA分子标记技术及植物抗病基因连锁标记的筛选方法,重点介绍了甘蔗抗病基因分子标记研究的现状,展望了分子标记辅助选择在甘蔗抗病育种中的前景。     

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。     

无标记(Marker-Free):转基因植物研究的新趋势

目前,几乎所有的植物遗传转化中都要使用选择性标记基因诸如抗生素或除草剂抗性基因等来筛选转化子.为了消除由此而引起的公众的安全性顾虑,一种全新的发展策略即获取无选择标记的转基因植物应运而生.无选择标记的转基因植物具有许多独特的优势,如消除大众对转基因植物中含有选择标记基因而引起的恐惧及可以反复地向已转化的植物中叠加外源基因等,因此,这种新策略(无标记)有着巨大的应用潜力.本文对获得无标记转基因植物的一些途径做一综述.     

无标记（Marker—Free）：转基因植物研究的新趋势

目前 ,几乎所有的植物遗传转化中都要使用选择性标记基因诸如抗生素或除草剂抗性基因等来筛选转化子。为了消除由此而引起的公众的安全性顾虑 ,一种全新的发展策略即获取无选择标记的转基因植物应运而生。无选择标记的转基因植物具有许多独特的优势 ,如消除大众对转基因植物中含有选择标记基因而引起的恐惧及可以反复地向已转化的植物中叠加外源基因等 ,因此 ,这种新策略 (无标记 )有着巨大的应用潜力。本文对获得无标记转基因植物的一些途径做一综述。     

标记辅助导入的原理与应用

标记辅助导入是分子遗传信息应用于动物育种的一个重要方面, 其目的是在标记信息的辅助下将一个品种(供体)中的一个或多个优良基因导入另一个品种(受体), 同时还要尽可能地保持受体群体原有的遗传背景。在标记辅助导入过程中, 标记信息既可用于辅助前景选择, 即对目标基因携带者的选择, 以保证目标基因的正确导入, 也可用于辅助背景选择, 即对受体基因组的选择, 以加快受体遗传背景的恢复。本文介绍了标记辅助导入的原理和基本方法, 综述了目前已提出的不同前景选择和背景选择方法以及消除遗传累赘(与目标基因连锁的不利基因)的方法, 同时列举了标记辅助导入在动物上的一些成功应用。     

运动发酵单胞菌ZM4、CP4菌株基因工程选择标记的研究

尽管质粒和选择标记的使用作为基因工程最基本的一环而为人们所熟知,但对一些特殊菌种（菌株）或研究很少的菌种（菌株）的基因工程操作来说,质粒和选择标记可能仍然是一个并未完全解决的问题,因而需要不断提高认识、不断改进。运动发酵单胞菌Zymomonasmobilis具有突出的产醇性能,但其多种内源质粒和多种抗性的特点,增加了其基因工程操作时质粒和选择标记选用的难度。本研究在测定四个抗生素即Ap、Cm、Te、Km对典型菌株ZM4、CP4的最低生长抑制浓度的基础上,初步确定了这两个菌株基因工程操作时的四个抗生素使用浓度依次分别为300、100、25、350μg／mL（ZM4）和500、100、25、250μg]mL（CP4）;并进一步通过穿梭载体pZB21、宽宿主载体pBBR1MCS-2和整合载体pBR328-ldhR—cml—ldhL的转化,初步分析和证明了这些选择标记和在相应抗生素浓度下的效果：首先,对每一个选择标记基因来说,前述抗生素浓度是适于携带此选择标记基因的质粒的转化筛选和相应转化子培养的;其次,在前述抗生素浓度下,综合筛选平板阳性率和转化效率、培养物菌体形态异常程度等指标,四个选择标记基因中,以Cm和Tc抗性标记基因效果最好,Km抗性标记基因居中,Ap抗性标记基因最差。这些结果为ZM4、CP4基因工程遗传改造用抗性标记基因、质粒、抗生素的选择及转化系统的完善奠定了基础。     

Studies on selectable marker for genetic engineering of Zymomonas mobilis ZM4 and CP4 strain

尽管质粒和选择标记的使用作为基因工程最基本的一环而为人们所熟知,但对一些特殊菌种(菌株)或研究很少的菌种(菌株)的基因工程操作来说,质粒和选择标记可能仍然是一个并未完全解决的问题,因而需要不断提高认识、不断改进.运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis具有突出的产醇性能,但其多种内源质粒和多种抗性的特点,增加了其基因工程操作时质粒和选择标记选用的难度.本研究在测定四个抗生素即Ap、Cm、Tc、Km对典型菌株ZM4、CP4的最低生长抑制浓度的基础上,初步确定了这两个菌株基因工程操作时的四个抗生素使用浓度依次分别为300、100、25、350μg/mL(ZM4)和500、100、25、250 μg/mL(CP4);并进一步通过穿梭载体pZB21、宽宿主载体pBBR1MCS-2和整合载体pBR328-ldh R-cml - ldhL的转化,初步分析和证明了这些选择标记和在相应抗生素浓度下的效果:首先,对每一个选择标记基因来说,前述抗生素浓度是适于携带此选择标记基因的质粒的转化筛选和相应转化子培养的;其次,在前述抗生素浓度下,综合筛选平板阳性率和转化效率、培养物菌体形态异常程度等指标,四个选择标记基因中,以Cm和Tc抗性标记基因效果最好,Km抗性标记基因居中,Ap抗性标记基因最差.这些结果为ZM4、CP4基因工程遗传改造用抗性标记基因、质粒、抗生素的选择及转化系统的完善奠定了基础.