外源基因引入高等植物

通过利用携带大肠杆菌-Ti杂种质体的根癌病农杆菌可以把在大肠杆菌K-12中无性繁殖基因引入Arabidopsis植物中,这个杂种质体由如下四个因素组成:(1)大肠杆菌     

体外建成带有λ噬菌体DNA片段的重组质体

将大肠杆菌抗四环素及抗氨苄青霉素的质体pBR322的DNA、大肠杆菌λ噬菌体DNA在体外经限制性核酸内切酶Hin d Ⅲ切割,并用T4DNA连接酶连接后,以大肠杆菌K 12 HB 101(recA~- r_k~- m_k~-)为受体进行转化,采用插入钝化(insertional inactivation)方法选择重组质体。利用环丝氨酸浓缩Ap~rT_c~3转化体。在648株Ap~r转化体中选出120个无性繁殖系为Ap~rT_c~3。随机挑出3株含有重组质体的无性繁殖系进行大肠杆菌素     

分子遗传学术语解释(续)

降解质体(degradative plasmid) 指某些细菌质体控制一套异化酶系,把复杂的有机化合物转变为简单的代谢物,具有这种功能的质体称之为降解质体。在假单胞菌属(Pseudomonas)中已发现五种质体:1)、降樟脑质体(CAM plasmid);2)、解辛烷质体(OCT plasmid);3)、解水杨酸酯质体(SAL plasmid)。     

用遗传工程技术改变根瘤菌寄主专一性

豌豆根瘤菌质体pJB5J1转移到Rh.trifolii菌株中建成了杂种菌株,它可使豌豆形成根瘤,从大型带色素的根瘤中分离到根瘤菌,不仅在豌豆上,而且在三叶草上形成具有固氮能力的根瘤,说明这种杂种菌带有nod~+和fix~+基因,然而固氮表型的丧失也是可逆的。     

烟草质体分裂蛋白NtFtsZs在大肠杆菌中的定位分析

分别构建了两个烟草 (NicotianatabacumL .)质体分裂基因NtFtsZ1和NtFtsZ2与编码绿色荧光蛋白的gfpS65A、V68L、S72A基因相融合的原核表达载体 ,并导入大肠杆菌 (Escherichiacoli)JM10 9菌株中进行表达。全长NtFtsZs∶GFP融合蛋白在菌体中有规律地定位 ,暗示NtFtsZs能识别大肠杆菌潜在的分裂位点 ,并能与大肠杆菌的内源FtsZ发生聚合作用 ;融合蛋白的诱导表达抑制了宿主菌的分裂 ,形成了明显的丝状菌体 ,证明真核生物的ftsZ基因与大肠杆菌的ftsZ基因有相似的作用。同时构建了NtFtsZs不同缺失的原核表达载体 ,对这两个基因所编码蛋白不同结构域的功能做了初步分析。实验结果表明 ,烟草FtsZ蛋白的C端结构域与其在大肠杆菌细胞中的正确定位有关 ;而N端结构域与NtFtsZs∶GFP融合蛋白的聚合有关。     

被子植物质体遗传的细胞学研究

植物细胞质遗传涉及细胞质中含DNA的两种细胞器——质体和线粒体从亲代至子代的传递。相对来说线粒体遗传的研究远不及质体的多,这可能是线粒体这种细胞器缺乏合适的表型突变体之故。高等植物质体遗传的研究历史可追溯到本世纪初在杂交试验中对叶色遗传的非孟德尔定律的发现,Baur在马蹄纹天竺葵(Pelargonium zonale)中从叶色突变体(白化体)的杂交遗传分析,发现了双亲质体遗传;而Correns在紫茉莉(Mirabilis jalapa)中则发现了单亲母本质体遗传(见Kuroiwa)。此后,对质体基因组突变性状遗传分析的研究,大量的资料说明了在被子植物中存在双亲质体遗传和单亲母系质体遗传两种类型,而后一种占大多数,仅少数是比较有规律的为双亲质体遗传或偶尔是双亲质体遗传。几十年来应用遗传分析的方法对被子植物质体遗传的研究,着重于揭示不同植物种质体的遗传是单亲母系或是双亲质体传递,以及探索杂种核基因对质体传递方式的影响。     

孔石莼(Ulva pertusa)质体蓝素基因的克隆及基因特征分析(英文)

采用cDNA末端快速扩增的办法,从孔石莼(Ulva pertusa)中克隆获得质体蓝素基因。该基因完整的cDNA为787bp,包括40 bp 5’端非编码区和327 bp的3’端非编码区,以及一个420 bp的开放阅读框架,编码139个氨基酸的蛋白质。该基因编码质体蓝素的前体肽,其N端41个氨基酸残基为信号肽,后面为98个氨基酸残基的成熟肽。从Genbank中选择了13个质体蓝素的前体肽基因进行序列比对分析和构建进化树。孔石莼质体蓝素基因与其它质体蓝素基因的同源性为48.2%至78.8%。该进化树将来源于6种藻类植物的7个质体蓝素基因聚类在一起,显示出它们较近的进化关系。同样,也表现出11种生物的分子进化关系。序列比对结果显示,在质体蓝素的基因序列中存在两个高度保守的基序,它编码质体蓝素蛋白的铜结合活性位点。     

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。     

烟草质体分裂蛋白NtFtsZs在大肠杆菌中的定位分析

分别构建了两个烟草(Nicotiana tabacum L.)质体分裂基因NtFtsZ1和NtFtsZ2与编码绿色荧光蛋白的gfpS65A、V68L、S72A基因相融合的原核表达载体,并导入大肠杆菌( Escherichia coli ) JM109菌株中进行表达.全长NtFtsZs∶GFP融合蛋白在菌体中有规律地定位,暗示NtFtsZs能识别大肠杆菌潜在的分裂位点,并能与大肠杆菌的内源FtsZ发生聚合作用;融合蛋白的诱导表达抑制了宿主菌的分裂,形成了明显的丝状菌体,证明真核生物的 ftsZ 基因与大肠杆菌的 ftsZ 基因有相似的作用.同时构建了NtFtsZs不同缺失的原核表达载体,对这两个基因所编码蛋白不同结构域的功能做了初步分析.实验结果表明,烟草FtsZ蛋白的C端结构域与其在大肠杆菌细胞中的正确定位有关;而N端结构域与NtFtsZs∶GFP融合蛋白的聚合有关.     

高等植物的质体基因转化

质体基因转化技术由于其独特的优越性,已开始成为植物基因工程中新的研究热点。本文对质体基因转化技术所面临的几个关键性问题,包括外源基因导入方法、外源基因的整合及表达、质体转化体的有效筛选标记等进行了讨论,同时对质体基因转化的优越性及其应用与发展前景进行了综合评述。     

美日生物工程研究的几项成果

一、美国有两个公司的遗传工程组构建一种超分泌酵母突变株,该株是用去掉原凝乳酶(系非活性的)基因的质体(指杂种质体)引入酵母基因组内的,其凝乳酶的分泌效率提高10倍,最高达80倍(ASM News,51(11):560—56,1985)。     

王百合及兰州百合细胞质遗传的细胞学研究

描述了王百合（ＬｉｌｉｕｍｒｅｇａｌｅＷｉｌｓ．）及兰州百合（Ｌ．ｄａｖｉｄｉＤｕｃｈ．）质体和线粒体在生殖细胞及精细胞中的分布和细胞质中ＤＮＡ的状况。在刚形成的王百合的生殖细胞中含有少量的质体和大量的线粒体。当生殖细胞游离在营养细胞质中时,质体在生殖细胞中完全退化消失。ＤＡＰＩ荧光技术进一步证明,在成熟花粉、花粉管中的生殖细胞及其分裂形成的两个精细胞中无任何细胞器ＤＮＡ。兰州百合在小孢子分裂时质体严格地极性分布,造成了刚形成的生殖细胞中即无质体。兰州百合、麝香百合（Ｌ．ｌｏｎｇｉｆｌｏｒｕｍＴｈｕｎｂ．）及其杂种的ＲＦＬＰ分析,也证明兰州百合质体是单亲母系传递的。虽然在不同发育时期的生殖细胞及精细胞中可以观察到线粒体,但在雄配子体时期它们的ＤＮＡ已降解,因此雄性线粒体不能被传递至后代。研究结果提供了百合属的这两个种质体和线粒体具母系遗传方式的细胞学证据,并阐明父系细胞质不能作为遗传传递的机理。     

木薯ftsZ基因分离及在原核生物中功能初步鉴定

ftsZ基因是控制细胞分裂的关键基因,其蛋白能够在分裂位点形成一个环状结构而影响细胞分裂.为了研究木薯质体分裂与木薯淀粉品质形成的关系,根据木薯基因组数据库上的预测序列,设计引物,从木薯基因组中分离了与质体分裂相关的ftsZ家族3个新基因(ftsZ1,ftsZ2,ftsZ3).分别将它们与荧光蛋白基因(GFP)融合,构建了3个原核表达载体pET-fisZ1-GFP、pET-fisZ2-GFP、pET-fisZ3-GFP,并转化大肠杆菌BL21(DE3).通过荧光显微镜观察菌体的表型和分裂,初步鉴定了木薯质体分裂相关基因ftsZ家族对细胞分裂的作用.结果显示:尽管木薯与大肠杆菌的亲缘关系较远,ftsZ基因的同源性较低,但是两者表现出相似的功能,木薯ftsZ基因的表达能严重影响大肠杆菌细胞分裂.这一结果为进一步研究木薯ftsZ家族基因的功能奠定了基础.     

四吡咯代谢中间产物在植物质体向细胞核信号转导中的作用

在植物细胞内,除了顺向的信号转导通路,即核基因控制着质体基因的转录和翻译之外,还存在着逆向的信号转导通路,即质体的代谢状况作为一种信号去调控核基因的表达。过去对这条逆向的信号转导通路,亦称质体因子,研究得非常少。近几年来,随着对基因组解偶联突变体的深入研究,人们对这条通路的认识大大加深了。现着重介绍质体中的四吡咯代谢中间产物参与信号的产生,以及质体向细胞质搬运这些中间产物启动了对编码质体蛋白的核基因的表达调控。     

满江红细胞质遗传和变异的初步研究

通过细绿萍（Ａｚｏｌｌａ ｆｉｌｉｃｕｌｏｉｄｅｓ）×小叶萍（Ａ．ｍ ｉｃｒｏｐｈｙｌｌａ）、细绿萍×墨西哥萍（Ａ．ｍ ｅｘｉｃａｎａ）种间,以及细绿萍×印度萍（Ａ．ｉｍ ｂｒｉｃａｔａ）亚属间正反交杂种Ｆ１ 代叶色变化,揭示杂种一代白化性状是母本细绿萍细胞质遗传的变异。电镜观察发现,白化苗质体结构异常,且淡绿苗组织细胞中含有正常叶绿体和异常质体。推测二者均可能和质体基因变异有关。不同杂交类型苗的白化程度和白化机率存在明显差异,且随着核基因变化呈现规律的变化。据此推测,白化性状也与核基因型密切相关     

水稻台中65与其花粉不育近等基因系的杂种F1的裂药性研究

以台中65及其7个F1花粉不育近等基因系为材料,对水稻亚种间杂种F1裂药性及其与小穗育性的关系进行了研究。结果表明,杂种F1的裂药性受花粉不育基因互作控制。不同杂合座位内等位花粉不育基因互作导致杂种F1花药不开裂的程度不同,S-b座位导致杂种F1部分花药不开裂;不同杂合座位问非等位花粉不育基因互作明显降低杂种F1的裂药程度;杂种F1中含杂合花粉不育基因座位数越多,其裂药指数越小,裂药程度越低,含三个杂合花粉不育基因座位的杂种F1裂药指数为2．27,35．3％的花药不开裂。杂种F1花药不开裂的原因随其所含的杂合花粉不育基因座位种类和数目不同而异。杂种F1裂药程度的下降显著减少落在其柱头上的花粉总数和萌发的花粉数。杂种F1裂药指数和结实率呈极显著的正相关关系。     

植物质体转化途径及其影响因素

植物质体转化开辟了除核基因组之外的另一条遗传转化途径,10几年来取得了很大的进展。但在更多的植物上实现质体转化仍然存在各种困难。本总结了近年来质体转化在各种植物上的研究进展,并针对影响质体转化成功的因素,从组织培养、转化载体和标记基因等几个角度进行了分析。     

问题解答

问为什么花斑枝条的紫茉莉会产生绿色、白色花斑三种植株? 答紫茉莉的花斑枝条是因含叶绿素的正常质体(叶绿体)和不含叶绿素的败育质体在枝条的细胞间分布不匀造成的.叶绿体位于细胞质中,它的遗传属于细胞质遗传.花斑枝条的绿色部分的细胞中含有正常的叶绿体,因而表现绿色;白色部分的细胞中含有败育的叶绿体,因而表现白色;白绿组织交界区域的某些细胞中,则同时含有正常叶绿体的败育叶绿体. 花斑枝条上的杂种能出现绿色、白色和花斑三种植株,是由于接受花粉的花在花斑枝条上着生的位置不同造成的.位于绿色部分的花,卵细胞质里含有正常的叶绿体,其杂种必然是绿色的植株;位于白色部分的花,卵细胞质里只含败育叶绿体,其杂种一定是白色的植株;位于白绿交界位置的花,它的卵细胞质中既有正常叶绿体又有败育叶绿体,所以受精卵细胞质里同     

不同培养条件对胡萝卜根原生质体生长的影响

胡萝卜根原生质体内有橙黄色或橙红色的质体,可以作为亲本的光学标记,有利于进行细胞融合的研究。虽然胡萝卜是植物细胞培养的经典材料之一,但文献中从原生质体得到再生植株的例证(Grambow等1972;吴石君等,1977。)以及胡萝卜属细胞杂种(Dudits等1977)都用悬浮细胞系或愈伤组