魔芋属植物组织培养与遗传转化研究进展

本文对近20年来魔芋生物技术研究取得的进展进行了系统的回顾分析。组织培养是当前魔芋生物技术研究的主要内容, 魔芋离体植株再生以器官发生途径为主, 包括不定芽和拟球茎两种途径, 后者是当前研究的热点。利用组织培养进行有用突变体的筛选和种质资源的保存也取得了一些有价值的结果。以抗病和品质改良为目的的转基因技术取得了较快发展, 如抗病基因和抗除草剂基因等已实现成功转化。此外, 本文还分析了魔芋生物技术研究中存在的主要问题并提出了相应的对策。     

植物的遗传转化取得长足进展

直到1985年,科学家对农业生物工程仍持审慎而乐观的态度。但是,到1986年,纽约时报已正式把植物遗传学和植物遗传工程当作一种新技术进行报导,并认为这种技术将刺激绿色革命的发展,产生更多的生长速度快、种植成本低、抗逆性能好、抗病虫害和抗恶劣气候均优良的作物新品种。     

影响农杆菌介导遗传转化的植物因子研究进展

农杆菌介导法是植物遗传转化中最常用的一种方法.越来越多的研究表明,植物遗传因子是决定农杆菌遗传转化效率的重要因素,它们至少影响了转化过程的如下5个方面:1)受伤植物释放的酚类物质和糖分子等介导农杆菌的趋化运动和毒性基因vir的诱导表达;2)农杆菌吸附到植物表面;3)T-DNA和毒性蛋白通过由VirB和virD4蛋白组成的Ⅳ型分泌系统从细菌转移到植物细胞质;4)T-复合体利用细胞质ACTIN骨架和输入蛋白进行核定位和核输入;5)T-DNA利用植物的修复装置整合进宿主基因组.就以上5个方面涉及的植物因子研究进展予以综述.     

根癌农杆菌介导法在禾本科植物遗传转化中的应用

在植物基因工程中,农杆菌质粒介导的遗传转化是比较完善与有效的基因转移方法,但在单子叶植物中应用较少。文章介绍了农杆菌介导遗传转化技术在禾本科植物改良中的研究进展,并对此法的应用前景作了分析。     

植物组织培养方法生产药用次生代谢产物研究进展

许多药物来源于植物次生代谢途径,目前植物组织培养方法已成为生产药用成分的重要手段.在植物组织培养中,选择高产的外植体,寻找合适的培养条件,运用两相培养法和毛状根培养技术以及控制组织培养过程中的污染、褐化及玻璃化等问题,则是提高植物细胞生长速度和次生代谢产物产量并实现工业化生产的先决条件.本文主要从以上几个方面介绍其近来的研究进展,并提出了存在的问题及解决对策.     

小麦组织培养再生系统及农杆菌介导的转基因技术研究

通过对晋麦47、鲁麦14、晋阳345、晋麦31等4个小麦品种的组织培养再生系统研究,结果表明,在MS基本培养基中加入Kao′s有机化合物和T维生素后,小麦幼胚胚性愈伤组织诱导率提高31.4%～42.4%,植株再生能力提高50%～80%.对幼胚愈伤组织进行低温预处理和在农杆菌转化时添加AS处理后,经PPT筛选获得大量正常再生植物,PCR及Southern杂交检测证明其中28株再生植株呈阳性,这些植株明显提高了对basta的抗性.     

甲型肝炎病毒衣壳蛋白融合基因植物表达载体的构建 与遗传转化柑桔的研究

基因工程领域的研究进展使得植物体成为具有重要经济价值的药用蛋白的生产体系。以含甲型肝炎病毒结构基因cDNA的克隆载体pCDNAⅡA16为模板,用甲型肝炎病毒衣壳蛋白融合基因特异引物进行PCR扩增,得到全长2.2kb衣壳蛋白融合基因序列。经测序鉴定后正向克隆于植物表达载体pBI121中,衣壳蛋白融合基因位于pBI121质粒T-DNA左右边界区间内,处于CaMV35S启动子控制之下。经限制性内切酶分析和PCR鉴定后利用冻融法将重组质粒pBI121-A导入根癌农杆菌LBA4404。以锦橙 (Citrus. Sinensis Osbeck) 上胚轴为转化材料,通过根癌农杆菌介导法将衣壳蛋白融合基因转 化到植物基因组中。120株转化外植体经卡那霉素50 mg/L筛选,其中13株生长状况良好未出现白化现象的拟转化芽微嫁接到实生砧木继续培养。PCR分析证明,13株拟转化植株中有5株植物基因组中已导入甲型肝炎病毒衣壳蛋白融合基因,转化率为4.1%。此研究是对遗传转化柑桔表达外源蛋白的初步探讨,为进一步研究食用疫苗开辟了新途径。Abstract: The use of edible plants for the production and delivery of vaccine proteins could provide an economical alternative to fermentation systems. The construction of the plant expression vector pBI121-A was reported, which contained a fusion gene encoding hepatitis A capsid proteins. The gene was located between the left and right Ti border sequences under the control of CaMV35S promoter. The vector was identified via PCR and restriction enzyme analysis and was introduced into Agrobacterium tumerifacience LBA4404. The transgenic Citrus plants were produced by Agrobacterium-mediated transformation of epicotyl segments. 13 putatively transformed plants through the kanamycin selection were micrografted onto the seedlings. The presence and integration of the transgene had been verified by PCR analysis. The result showed that five transformants were integrated and the transformation efficiency was 4.1%.     

魔芋组织培养与细胞工程

近几年来,魔芋组织培养研究进展较快,其细胞工程领域也取得了一定的研究成果。现对魔芋组织培养过程中外植体取材、愈伤组织诱导与分化的激素应用进行了概述,重点介绍了魔芋离体形态建成的几种模式及其调控机制的研究新进展。有关魔芋种质资源离体保存和突变体的筛选的研究工作已经展开,其遗传转化体系也逐渐完善,外源基因如抗病基因、抗除草剂基因等现已转化成功。最后还对魔芋今后的研究方向进行了讨论,指出了目前存在的主要问题并提出了相应的对策。     

月季组织培养和遗传转化体系的研究进展

月季通过器官和体细胞胚发生途径都可以获得再生植株,在遗传转化中主要是利用体细胞胚作为转化受体。目前,利用农杆菌介导法和基因枪法已成功将外源基因如报告基因、抗病基因和改变花色的基因等导入月季基因组中。本文对近年来月季组织培养和转基因研究进展进行了综述,为建立月季高效遗传转化体系奠定了理论基础。     

百合组织培养和遗传转化的研究进展

百合是单子叶球茎类观赏花卉,具有食用和药用的作用。本文综述了国内外百合组织培养和遗传转化研究进展。包括营养器官、生殖器官和原生质体再生系统的建立。详细介绍了基因转化的方法,例如农杆菌、基因枪、电激穿孔等。浅析百合外源基因的表达,例如GUS、半夏凝集素基因、几丁质酶基因等。同时,讨论了百合遗传转化中存在的问题,以期为百合基因工程方面的研究提供依据。     

猕猴桃的组织培养和遗传转化研究进展

综述了国内外猕猴桃组织培养和遗传转化研究进展,内容包括花药培养、胚培养、胚乳培养、子叶、叶、茎段等器官培养、原生质体培养以及遗传转化等,并对生物技术在猕猴桃研究中存在的问题以及今后在猕猴桃中的应用前景进行了讨论。     

麦类作物小孢子培养与遗传转化研究进展

小孢子作为单个单倍体细胞,通过诱导培养能再生成纯合的二倍体植株,不仅为分子生物学、遗传学、形态发生学研究提供稳定的材料,也对小麦等作物的转基因研究提供新方向和新思路。本文主要介绍麦类作物小孢子培养的基本步骤及关键因素,简要介绍了以小孢子为材料进行小麦基因遗传转化的方法。     

魔芋组培良种繁育技术体系新进展

介绍了近年来魔芋组培良种繁育技术体系建设研究中的多项成果,主要魔芋组培原原种工厂化生产技术、种芋包衣技术、质量监控技术和大田栽培配套技术等一系列关键技术研究方面的进展,为魔芋产业发展中成果的转化应用起到了支撑作用.     

观赏兰科植物组培快繁及遗传转化的研究进展

兰花作为一种高档花卉,近年来其组培快繁和基因工程研究取得了比较大的进展。综述的观赏兰科植物组织培养内容包括外植体、培养基及培养方式等,遗传转化内容包括靶材料、选择标记基因、报告基因、启动子和转化方法等并总结了兰科植物基因工程研究的成果、最新进展及存在的问题 。     

正交试验优化花魔芋组织培养条件

通过正交试验优化了魔芋愈伤组织生长及出芽的条件:以花魔芋切块为外植体,在MS(或1/2MS)+6-BA1.5+NAA0.5+IBA1.0+糖30%(pH6.2)的培养基上,暗培养15～20d后,光照12h/d,不仅愈伤组织生长旺盛,而且可以一步成苗,形成完整的植株,能够按要求分批生产试管苗。     

Consistent and Heritable Alterations of DNA Methylation Are Induced by Tissue Culture in Maize

Plants regenerated from tissue culture and their progenies are expected to be identical clones, but often display heritable molecular and phenotypic variation. We characterized DNA methylation patterns in callus, primary regenerants, and regenerant-derived progenies of maize using immunoprecipitation of methylated DNA (meDIP) to assess the genome-wide frequency, pattern, and heritability of DNA methylation changes. Although genome-wide DNA methylation levels remained similar following tissue culture, numerous regions exhibited altered DNA methylation levels. Hypomethylation events were observed more frequently than hypermethylation following tissue culture. Many of the hypomethylation events occur at the same genomic sites across independent regenerants and cell lines. The DNA methylation changes were often heritable in progenies produced from self-pollination of primary regenerants. Methylation changes were enriched in regions upstream of genes and loss of DNA methylation at promoters was associated with altered expression at a subset of loci. Differentially methylated regions (DMRs) found in tissue culture regenerants overlap with the position of naturally occurring DMRs more often than expected by chance with 8% of tissue culture hypomethylated DMRs overlapping with DMRs identified by profiling natural variation, consistent with the hypotheses that genomic stresses similar to those causing somaclonal variation may also occur in nature, and that certain loci are particularly susceptible to epigenetic change in response to these stresses. The consistency of methylation changes across regenerants from independent cultures suggests a mechanistic response to the culture environment as opposed to an overall loss of fidelity in the maintenance of epigenetic states.