利用基因导入技术(Accell)转化玉米

92年4月28日发表了美国 W.R.Grace 公司100%子公司美国 Agracetus 公司使用基因导入法“Accell”转化主要的纯系品种玉米获得成功。Agracetus 公司研究用“Accell”法向玉米中间母本导入耐虫性基因和农药耐性基因,打算将来用于 F_1杂种的商品作物的育种。“Accell”法是使用 Agracetus 公司开发的基因枪直接向细胞内导入基因的技术。Agracetus 公司没有公开“Accell”法的详细情况。但是已申请专利。因玉米从原生质体再生植物体的效率低,也是用向     

SARS亚基疫苗-突刺蛋白受体结合区RBD在烟草叶绿体中的高效表达

叶绿体表达系统为植物源重组药用蛋白和亚基疫苗的生产提供了一个有效的途径。为验证SARS亚基疫苗在叶绿体中表达的可行性,以及为植物源SARS亚基疫苗的生产提供一套高效、低成本的技术平台,本研究将人工优化合成的SARS-CoV突刺蛋白(S蛋白)受体结合区序列RBD与载体分子CTB融合基因导入烟草叶绿体基因组中。PCR和Southern杂交分析表明,外源融合基因已整合到烟草叶绿体基因组中,并获得同质化。Western杂交分析表明,重组融合蛋白CTB-RBD在叶绿体转基因烟草中获得表达,且主要以可溶性单体形式存在。ELISA分析表明,在不同生长阶段、不同生长部位和不同时间点烟草叶片中,重组融合蛋白CTB-RBD的表达水平呈现明显的变化。重组蛋白在成熟叶片中的表达水平最高可以达到10.2%TSP。本研究通过SARS亚基疫苗RBD在烟草叶绿体中的高效表达,有望为植物源SARS亚基疫苗的生产以及SARS血清抗体的检测提供一个有效的技术平台。     

用基因枪将抗性基因导入落花生

7月中,美国W.R.Grace 公司的子公司、美国Agracetus 公司宣布使用该公司开发的基因枪“Accell”向落花生导入基因获得成功。因此,该公司用落花生、玉米、大豆、棉花、小麦、扁豆6种农作物确立了向生殖细胞导入基因培养新品种的技术。该公司产品开发部长James Timmins 说:“Agracetus 公司寻求开发落花生制品的合作伙伴,正在     

苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因克隆及油菜叶绿体遗传转化研究

向细胞核导入外源基因的核转化技术是植物基因工程的主要方法。然而,外源基因表达效率低,表达不稳定,基因易失活和因随机插入而造成的位置效应等是该方法不足之处。而且,由于外源基因可随花粉扩散,细胞核转化体的生物安全性问题已在全球范围内引起世人的关注和担忧。将外源基因导入叶绿体基因组有望克服细胞核转化中存在的某些弊端。油菜作为世界上重要的油料作物,其叶绿体遗传转化研究还未见报道。本研究从苏云金芽孢杆菌克隆得到野生型杀虫晶体蛋白基因,构建了用于油菜叶绿体定点转化的植物表达载体,并用基因枪法将杀虫蛋白基因导入油菜,…     

菜豆的性状转化获得成功

据报道,美国Agracetue公司的研究员David Russel使菜豆的性状转化获得成功.现在正进行导入抗病基因的实验. Russel使用基因枪导入了有关基因.该公司研究开发副经理Kenneth Barton指出这项成功表明,在抗病毒菜豆品种的开发上可以应用基因重组技术. 据Barton说该公司正在着手导入菜豆的重要病害——烟草花叶病毒的外壳蛋白基因,研究培育抗病菜豆. Agracetus公司是美国Cetus公司和化学公司的W.R.Grace公司合并而成的风险企业.之后,W.R.Grace公司收买了Cetus公司的股份,使其成为W.R.Grace公司的独家子公司.以新品种的开发为中心,继续农业领域的研究开发.该公司以1986年在美国首先获准进行基因重组植物的野外试验而闻名.     

日本成功利用转基因技术促进植物生长

日本《朝日新闻》2 0 0 4年4月5日报道:日本奈良尖端科学技术学院的研究小组成功利用转基因技术提高植物光合作用能力,使其生长周期大幅缩短。研究人员把高活性蓝藻的光合作用相关基因导入烟草中,它会进入叶绿体内的DNA ,而不会进入细胞核内的DNA ,可避免转基因通过花粉而扩散。植物细胞内的叶绿体DNA与细胞核的DNA不同,它与光合作有关。研究人员发现了两种对光合作用很重要的酶基因,于是试验将烟草的这类基因换成了蓝藻的基因。其结果是烟草的光合作用速度比原来增长70 % ,15周后比普通植物高4 0 % ,其从光合作用中得到的淀粉也比原来…     

烟草质体分裂相关基因NtFtsZ1和NtFtsZ2对叶绿体分裂和形态的影响

质体作为植物细胞中一类重要的细胞器,控制其分裂的分子机制一直都不清楚。最近的研究表明,植物细胞中与原核细胞分裂基因fisZ类似的同源基因控制着质体的分裂过程。通过正反义转化分析了两个烟草的ftsZ基因（NtFtsZ1和NtFtsZ2)在转基因烟草中的功能。二的反义表达并未对转化烟草细胞中叶绿体的分裂和形态产生明显影响,但二过表达转化植株中叶绿体的数目和形态都发生了明显的变化,在某些转化植株的叶肉细胞中甚至只有1－2个巨大的叶绿体存在。对不同转化植株的电镜观察和叶绿素含量分析认为,NtFtsZs基因可能对叶绿体的正常发育和功能没有影响,叶绿体形态的变化是对其数目减少的一种补偿。正反义转化植株中叶绿体的不同表型暗示高等植物中同一家族的ftsZ基因可能在控制质体分裂方面具有相同的功能。同时,过表达植株中叶绿体形态的变化被认为是高等植物的FtsZ质体骨架功能的体现。     

烟草质体分裂相关基因NtFtsZ1和NtFtsZ2对叶绿体分裂和形态的影响

质体作为植物细胞中一类重要的细胞器,控制其分裂的分子机制一直都不清楚.最近的研究表明,植物细胞中与原核细胞分裂基因ftsZ类似的同源基因控制着质体的分裂过程.通过正反义转化分析了两个烟草的ftsZ基因(NtFtsZ1和NtFtsZ2)在转基因烟草中的功能.二者的反义表达并未对转化烟草细胞中叶绿体的分裂和形态产生明显影响,但二者过表达转化植株中叶绿体的数目和形态都发生了明显的变化,在某些转化植株的叶肉细胞中甚至只有1～2个巨大的叶绿体存在.对不同转化植株的电镜观察和叶绿素含量分析认为,NtFtsZs基因可能对叶绿体的正常发育和功能没有影响,叶绿体形态的变化是对其数目减少的一种补偿.正反义转化植株中叶绿体的不同表型暗示高等植物中同一家族的ftsZ基因可能在控制质体分裂方面具有相同的功能.同时,过表达植株中叶绿体形态的变化被认为是高等植物FtsZ质体骨架功能的体现.     

叶绿体性状转化系可促进叶绿体的形成

<日经生物技术>1999年8月2日号第13页报道:奈良尖端科学技术大学研究生学院生命科学研究科性状表达植物学助手鹿内利治等证明,剔除烟草叶绿体C1p蛋白酶基因,会引起叶绿体形成异常.     

使用花粉开发植物基因重组技术

以色列Hebrew大学的J.Shilo和G.Simchen使用花粉开发了在植物中导入外来基因的方法.目前在用这种方法培育的重组型烟草的叶中表达卡那霉素耐性基因已获得成功.这种方法是把含外来基因的质粒与花粉混合使基因整合.研究者认为这种技术能应用于一般植物.与传统的植物基因重组方法不同,使用花粉避免了使导入基因的细胞再生成株的过程.这种过程需要一定技术,而且会引起植物染色体异常.使用花粉导入基因时外来基因能编入     

高等植物叶绿体表达重组蛋白研究进展

近年来,基因工程技术发展迅速,许多重组蛋白得以表达。其中利用植物生物反应器表达特异药物蛋白为人类一些重要疾病的预防和治疗提供了新途径。植物叶绿体遗传转化和表达系统成为目前植物生物反应器的研究热点。因结构和遗传上的特殊性,高等植物叶绿体在重组蛋白表达方面具有独特优势,外源基因表达量高、定点整合,而且叶绿体母系遗传特性保证了生物安全性。很多重要药用蛋白质在植物叶绿体中表达成功。烟草作为高等植物叶绿体转化模式植物,在疫苗抗原、抗体等药物蛋白和其他重要重组蛋白表达方面取得显著进展。高等植物叶绿体遗传转化也为叶绿体基因的表达和调控机制的研究提供新的技术和方法。文中从叶绿体遗传转化原理、载体构建、重组蛋白和重要药物蛋白在叶绿体中的表达以及重组蛋白表达对植物代谢和性状影响等多个角度,对高等植物叶绿体遗传转化体系研究的新进展进行了综述,以期为叶绿体表达平台的开发和重要药用蛋白质的表达提供新思路。     

小立碗藓叶绿体分裂相关基因PpMinE的克隆及其功能与进化分析

用RT-PCR技术从小立碗藓中(Physcomitrella patens)克隆了核编码的MinE基因,命名为PpMinE,并克隆了该基因的基因组DNA。序列比对显示该基因编码的蛋白质与真细菌和绿藻叶绿体编码的MinE蛋白具有较高的相似性。pMinE-EGFP融合蛋白在烟草中的瞬时表达证明该蛋白定位于叶绿体内。在大肠杆菌中过量表达PpMinE导致细胞不正常分裂,产生无染色体的小细胞,这表明MinE的功能在进化上是保守的。在系统发育树中,PpMinE和高等陆生植物有较近的亲缘关系。在已知的陆生植物的叶绿体基因组中没有找到MinE的同源蛋白,这暗示在进化过程中MinE从叶绿体到细胞核的水平转移可能发生在陆生植物发生以前。     

拟南芥atslA基因启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆出atslA基因启动子(包括叶绿体转运肽),将此启动子与GUS基因相连构建植物瞬时表达载体,用基因枪法将之导入烟草进行瞬时表达。GUS基因检测分析表明,atslA基因启动子能特异的启动GUS基因在烟草叶片中高效表达。     

猪圆环病毒2型Cap蛋白在烟草叶绿体中的表达（英文）

猪圆环病毒2型(porcine circovirus type 2,PCV2)可读框2(open reading frame 2,ORF2)基因编码具有多个抗原表位的病毒衣壳(Cap)蛋白,能在机体内有效引发免疫反应并产生中和抗体,是预防和治疗猪圆环病毒病(porcine circovirus-associated disease, PCVAD)的主要抗原。但Cap蛋白高昂的生产成本限制了它的广泛应用。为了探索Cap蛋白新的生产途径,本研究选择烟草叶绿体为表达平台,构建了ORF2抗原基因烟草叶绿体表达载体pNK-a03,并通过基因枪法(gene biolistics)将表达载体导入烟草叶绿体中。转化植株经PCR和RT-PCR检测,证实ORF2抗原基因已整合进烟草叶绿体基因组中且正常转录。蛋白质印迹检测和ELISA分析表明,Cap蛋白在烟草叶绿体内获得有效表达,具有免疫活性。此外,种子萌发研究结果显示,转基因烟草植株F1代具有aadA抗性,目的基因可正常进行遗传。这些研究结果为探索Cap蛋白的新型表达途径提供了理论基础。     

猪圆环病毒2型Cap蛋白在烟草叶绿体中的表达

猪圆环病毒2型(porcine circovirus type 2,PCV2)可读框2(open reading frame 2,ORF2)基因编码具有多个抗原表位的病毒衣壳(Cap)蛋白,能在机体内有效引发免疫反应并产生中和抗体,是预防和治疗猪圆环病毒病(porcine circovirus-associated disease,PCVAD)的主要抗原。但Cap蛋白高昂的生产成本限制了它的广泛应用。为了探索Cap蛋白新的生产途径,本研究选择烟草叶绿体为表达平台,构建了ORF2抗原基因烟草叶绿体表达载体pNK-a03,并通过基因枪法(gene biolistics)将表达载体导入烟草叶绿体中。转化植株经PCR和RT-PCR检测,证实ORF2抗原基因已整合进烟草叶绿体基因组中且正常转录。蛋白质印迹检测和ELISA分析表明,Cap蛋白在烟草叶绿体内获得有效表达,具有免疫活性。此外,种子萌发研究结果显示,转基因烟草植株F1代具有aadA抗性,目的基因可正常进行遗传。这些研究结果为探索Cap蛋白的新型表达途径提供了理论基础。     

拟南芥ats1A基因启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆出ats1A基因启动子(包括叶绿体转运肽),将此启动子与GUS基因相连构建植物瞬时表达载体,用基因枪法将之导入烟草进行瞬时表达。GUS基因检测分析表明,ats1A基因启动子能特异的启动GUS基因在烟草叶片中高效表达。     

叶绿体基因表达调控的研究进展

在植物生长和发育过程中,叶绿体基因表达包括两个方面：一方面在光照条件下质体转化成为叶绿体,一系列质体基因激活,表达叶绿体所必需的基因产物;另一方面叶绿体中由于环境条件变化引起基因表达的改变。叶绿体基因表达调控的机制主要包括转录水平、转录后的mRNA加工、mRNA稳定性和翻译水平的调节,并且在各个步骤中多种核编码蛋白因子的参与也起着重要的作用。     

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。     

利用病毒载体在烟草中瞬时表达融合HBsAg基因

利用马铃薯PVX病毒载体构建了外源人工融合乙肝表面抗原HBsAg基因的表达载体,在烟草中利用农杆菌介导进行瞬时表达,以快速鉴定外源基因瞬时表达的状况以及重组蛋白的免疫活性。利用PCR技术从含有人工融合HBsAg基因的表达载体中分别扩增出LP PreS1 PreS2 S、PreS1 PreS2 S、PreS2 S序列,将其分别与PVX病毒载体pgR106连接,构建成PVX-LP、PVX-S1和PVX-S2等3个转化载体,并将此载体导入农杆菌菌株GV3101中用于侵染烟草植株叶片。感染植株经RT-PCR、RNA Dot blotting和HBsAg蛋白的ELISA检测显示,3个人工融合的HBsAg基因均可在植物体内得到转录,翻译成具有活性的蛋白。结果表明,外源融合HB-sAg基因经过植物病毒载体瞬时表达系统可以在植物系统中正常转录和翻译。     

枸杞脂肪酰基还原酶基因的克隆及表达分析

脂肪酰基还原酶基因广泛参与植物的脂类代谢过程,影响植物雄配子体花药发育以及表皮蜡酯合成等。本研究利用RACE方法从宁夏枸杞(宁杞1号)花药中克隆脂肪酰基还原酶LbMS2-2基因,开放阅读框全长1800bp,编码599个氨基酸,等电点为9.00。生物信息学分析表明,LbMS2-2蛋白定位于叶绿体中,该蛋白序列与茄科植物甜辣椒、烟草和马铃薯中的脂肪酰基还原酶表现出较高的序列相似性;实时荧光定量PCR显示,LbMS2-2基因在枸杞花器官中表达,且在枸杞花药发育的四分体时期、单核花粉时期和双核花粉时期表达量较高。原位杂交结果证实该基因只在花药绒毡层和小孢子中表达。亚细胞定位结果进一步验证LbMS2-2基因的叶绿体定位。以上结果表明,枸杞脂肪酰基还原酶基因是枸杞花器官发育过程中的重要基因。