来源于Pyrococcus furiosus的耐高温α-淀粉酶基因在衣藻叶绿体中的表达

来源于Pyrococcusfuriosus的耐高温α-淀粉酶是一种重要的酒精工业用酶,在植物中表达耐高温α-淀粉酶可以大大降低用植物秸秆生产酒精的成本。选择衣藻叶绿体基因组同源片段clpP-trnL-petB-chlL-rpl23-rpl2和壮观霉素抗性基因,构建了来源于Pyrococcusfuriosus的耐高温α-淀粉酶基因的衣藻叶绿体表达载体p64A。通过基因枪将其导入衣藻叶绿体中,经壮观霉素抗性(100mg/L)筛选,获得了9个抗性衣藻转化子。转化子经过抗性继代筛选后,经PCR、Southernblot检测分析及暗培养,证实耐高温α-淀粉酶基因已整合到衣藻叶绿体基因组中并得到表达。酶活性检测表明,转基因衣藻表达产物具有耐高温α-淀粉酶活性,每克鲜重衣藻最高达77.5u。实验结果证明在植物叶绿体中表达工业酶制剂是可行的。     

衣藻的细微结构

衣藻属于绿藻门、团藻目。它是绿藻中细胞结构特征的一个典型代表。大、中学植物教材中都以衣藻作为绿藻门的重要代表植物。本文根据目前电镜资料,描述如下。衣藻的细胞器衣藻虽然是较原始的单细胞真核藻类,但是它已具备了真核植物的各种细胞器。在光学显微镜下可以清楚地看到,在细胞壁内有包埋在细胞质中的大型杯状叶绿体和叶绿体腔内的细胞质及细胞核。在电镜下观察,细胞器与高等植物的相同。核膜具有双层膜结构、有核膜孔。细胞质中的内质网与核膜     

衣藻叶绿体遗传转化技术的研究

单细胞真核生物衣藻（Chlamydomonas）只有一个大型的杯状叶绿体,占细胞总体积的40％．叶绿体基因组全长196Kb,含有两个21Kb的重复序列．由于其结构简单,易于培养,遗传背景清楚,因而它一直是研究先合作用和叶绿体遗传学的模式植物。本文主要就在藻叶绿体遗传转化的方法和技术、筛选标记及应用等方面的研究进展作一综述,1衣菜叶绿体转化中的外源DNA导入技术1．1基因枪法1987年,Sanford等发明了高速徽次轰击法这一新的DNA导人技术。其方法是：火药或氦气驱动承载有微细金粉或鹤担的自料股,随后它担击在一张阻挡它的金属同一一,高…     

叶绿体分子生物学研究进展

叶绿体是绿色植物进行光合作用的重要细胞器。早在1909年,就有人根据高等植物叶片的花斑性状的非孟德尔遗传现象,推测叶绿体内存在着遗传物质。1954年以后,Sager等人以藻类为材料,初步揭示了叶绿体母系遗传的规律。然而,直到1962年,人们才利用电镜技术首次证实了叶绿体DNA(cp DNA)分子的存在。十年后,才分离到cp DNA分子。     

叶绿体的遗传进化

叶绿体是半自主性细胞器,其生长和增殖受核基因组和自身的基因组2套遗传系统的控制、关于叶绿体的起源有2种学说,近年来．大量叶绿体基因组全序列被测定,以及分子生物学的研究结果为内共生起源学说提供了更多证据。相对于线粒体,叶绿体DNA的结构更趋于保守一,叶绿体与核基因组所编码的蛋白质互相协调来维持叶绿体的正常功能。在进化过程中,基因可能从叶绿体大量转移到细胞核中。叶绿体基因组的信息常常表现出“母性遗传”特征．因而,使之更具生物反应器的优势。     

来源于Pyrococcus furiosus的耐高温α-淀粉酶基因在衣藻叶绿体中的表达

来源于Pyrococcus furiosus的耐高温α-淀粉酶是一种重要的酒精工业用酶,在植物中表达耐高温α-淀粉酶可以大大降低用植物秸秆生产酒精的成本。选择衣藻叶绿体基因组同源片段clpP-trnL-petB-chlL-rpl23-rpl2和壮观霉素抗性基因,构建了来源于Pyrococcus furiosus的耐高温α-淀粉酶基因的衣藻叶绿体表达载体P64a。通过基因枪将其导入衣藻叶绿体中,经壮观霉素抗性(100mg/L)筛选,获得了9 个抗性衣藻转化子。转化子经过抗性继代筛选后,经PCR、Southern blot 检测分析及暗培养,证实耐高温α-淀粉酶基因已整合到衣藻叶绿体基因组中并得到表达。酶活性检测表明,转基因衣藻表达产物具有耐高温α-淀粉酶活性,每克鲜重衣藻最高达77.5u。 实验结果证明在植物叶绿体中表达工业酶制剂是可行的。     

叶绿体基因工程研究进展

叶绿体是植物细胞和真核藻类执行光合作用的重要细胞器,在叶绿体中表达外源基因比在细胞核中表达具有一些独特优势。叶绿体基因工程涉及叶绿体的基因组特征、转化系统的优点、转化过程及方法等方面,叶绿体基因工程在提高植物光合效率、改良植物特性、生产生物药物及改善植物代谢途径等方面已得到应用。尽管叶绿体基因工程还存在同质化难度高、标记基因转化效率较低、宿主种类偏少等问题,但作为外源基因在高等植物中表达的良好平台其仍然具有广阔的发展和应用前景。     

植物体细胞杂种的遗传特征

综述了植物体细胞杂种的遗传研究。对于核基因的遗传，植物体细胞杂种有核对称杂种和核不对称杂种，双亲染色体数目、稳定性和性状在杂种中存在很大差异。在细胞质基因遗传中，双亲叶绿体基因组在杂种中发生随机分离和非随机分离，很少发生基因重组；双亲线粒体基因组在杂种中发生非随机分离或同时发生基因重组，重组线粒体基因组对杂种生长发育有很大影响。     

叶绿体遗传工程

叶绿体遗传工程,是利用DNA重组技术将 叶绿体DNA片段同载体质粒DNA体外连接, 再将重组质粒引人到受体细胞中,借以研究叶 绿体DNA的基因组成及其功能表达的重要手 段。叶绿体遗传体系,是构成植物细胞中三个 遗传体系之一。叶绿体DNA编码一系列重要 性状,例如,在光合作用中固定Co,的RuBPC 酶的大亚基,并且与某些高等植物的花粉育性 有关,是染色体外遗传研究的主要对象。尤其 值得注意的是,叶绿体DNA在一系列特性方 面均与原核生物相近似,通过叶绿体遗传工程, 实现真核与原核生物之间的遗传重组,目前虽 仍处于试验阶段,但它可能引起的后果,则是人 们难以预料的。此外,叶绿体DNA经过改造使 之带有适当的标记性状之后,也是一个良好的 载体。由于以上原因,叶绿体遗传工程研究日 益受到重视。本文将综述这方面研究进展,供 参考。     

绿色植物分子生物学研究进展

七十年代以来由于重组DNA技术的建立,使真核生物特定基因的分离有了可能。随着基因结构分析技术的飞速发展,分子生物学的研究出现了崭新的局面,同时绿色植物基因结构和基因工程的研究也有了很大的发展。近年来对植物核基因——贮藏蛋白基因、细胞器——叶绿体,线粒体基因,以及有希望成为植物系统载体的Ti质粒DNA和花椰菜花叶病毒DNA的研究,都取得了显著的进展。     

植物叶绿体DNA

叶绿体是专营光合作用的细胞器。本世纪初已经证明叶斑现象是细胞质遗传的,因此认为叶绿体中很可能存在遗传物质,以后随着核酸检测技术的发展,予测叶绿体中存在DNA。1963年Sager和石田首先成功地从衣藻叶绿体中提取了DNA,接着证明叶绿体中也存在自身的转录,翻译系统。用以往经典遗传学方法很难适用于叶绿体DNA的遗传分析,因此几似没有进行。最近由于引入以重组DNA为主的新技术,叶绿体DNA的遗传分析才真正开始进行。本文主要是从DNA碱基顺序的水平讨论叶绿体基因的情况。     

被子植物叶绿体基因组的结构变异研究进展

叶绿体是绿色植物特有的细胞器,其基因组信息被广泛应用于植物系统发育和比较基因组学研究。目前,越来越多的物种有了叶绿体全基因组序列,人们对叶绿体基因组的结构及其变异规律有了更深入的了解。该文对近年来国内外有关被子植物叶绿体基因组插入/缺失、短片段倒位与重复、基因组结构重排以及基因丢失等结构变异式样的研究进展进行综述,并分析了叶绿体基因组结构研究中仍存在的问题以及该领域未来的发展趋势。     

叶绿体基因组结构与表达调控

植物叶绿体ＤＮＡ是存在核基因外的细胞质基因组,它是一种双链ＤＮＡ分子、在细胞内,与核基因协调编码与光合作用有关的蛋白质,叶绿体基因组中基因的结构与表达调控与原核生物相似,但也有一些区别,深入开展叶绿体基因组的基因,对探讨光合作用机理与细胞器的起源等问题具有重要意义。     

高等植物的叶绿体转化系统及研究进展

在高等植物的细胞中 ,细胞核、叶绿体和线粒体都含有ＤＮＡ ,它们构成了既相对独立又相互联系的遗传系统。以细胞核为外源基因受体的植物基因工程已被广泛地应用于重要农作物的改良。但核基因转化仍存在一系列难以解决的问题 ,如细胞核基因组大、背景复杂 ;外源基因的表达效率低 ,后代不稳定 ;环境安全难以保证等。为克服核基因转化存在的不足 ,1 988年 ,Ｂｏｙｎｔｏｎ等[1] 以衣藻为材料用基因枪进行外源基因对叶绿体的转化 ,首次证实了叶绿体转化的可行性。这项工作使人们意识到植物的叶绿体不仅是光合作用的重要场所 ,也可以作为植物基…     

植物叶绿体与线粒体基因组DNA特异性比较研究

研究不同植物间叶绿体和线粒体基因组DNA的差异,探讨其在法庭科学中的应用价值.根据叶绿体和线粒体基因组DNA核苷酸序列的特点,分别设计了一系列相应的引物,经PCR扩增后,电泳鉴别不同的植物.结果表明在设计的一系列引物中,叶绿体基因组DNA的PCR产物差异不大,鉴别效果不明显;而线粒体基因DNA的PCR产物差异大,鉴别效果明显.因此以线粒体DNA为模板进行PCR扩增,在不同植物间存在良好的差异性,适合于不同植物间的鉴别,在法庭科学中具有实际应用价值.     

植物叶绿体DNA与线粒体DNA的遗传变异

植物叶绿体和线粒体含有DNA,它们表现出不同的遗传变异特性。叶绿体基因组的保守性强,含有特征性重复顺序,它的遗传形式多样而以母系遗传为主,在组织培养和体细胞杂交中具有稳定性强,单亲遗传的特点。线粒体基因组变异性很强,含有主基因组和随体DNA,它的遗传形式是母系遗传,但在体细胞杂交中有时表现为双亲本遗传,并有mtDNA重组,mtDNA在组织培养中发生极大的变异性。在细胞核和线粒体、叶绿体之间存在DNA互相运动的现象。     

叶绿体遗传转化的研究进展

核转化技术是基因工程的主要方法,但其多方面的不安全性使人们把焦点转向了植物基因工程另一目标：叶绿体遗传转化。本文介绍了叶绿体基因及基因组;叶绿体遗传转化的原理和方法：叶绿体转化的优点。重点介绍了关于叶绿体遗传转化国内外研究新进展。     

农业其它

923843RFLP在分析桃遗传连锁图谱中的应用〔英〕/Eld-redge,L.…f Hortseienee一1992,27(2)一160一163〔译自DBA,1992,11(9),92-05149〕 利用桃(P,“:。s尹ers云ca)作为模型植物,借助于RFLP研究了桃的基因组组成。从其各个品种叶组织分离出基因组DNA,用之构建基因库。再用携带着存在于基因组内特定位点的DNA序列的DNA探针筛选RFLP“。初步结果表明,60%的克隆DNA以低拷贝数存在于桃基因组内。对其序列进行筛选和鉴定后,发现存在多态现象,这足以制备RFLP图谱。在各个桃品种中约33%cDNA克隆和20%基因组克隆出现RFLP。两个家系…     

叶绿体转化及其用于疫苗表达研究的最新进展

随着植物转基因研究的不断深入,核基因组转化的转基因沉默现象严重影响了基因工程的应用效果。植物叶绿体遗传转化以叶绿体基因组为平台对植物进行遗传操作,外源基因定点整合及母性遗传特性能较好地解决"顺式失活"和"位置效应"等类的基因沉默问题和转基因逃逸等安全问题,成为植物基因工程发展的新方向,在工业、农业及医药生物领域发挥了重要作用,也为生产廉价、安全的植物疫苗提供了新思路。本文在简要介绍叶绿体转化的原理、转化方法与优势的基础上,重点综述了近年来通过该技术表达的一些重要的病毒抗原和细菌抗原。最后,对叶绿体转化技术在表达外源基因方面存在的问题进行分析。未来随着叶绿体基因表达、调控机制研究的逐渐深入及相关技术体系的日臻完善,叶绿体转化有望成为疫苗生产的生力军。