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。     

植物无选择标记转基因技术的研究进展

自上世纪80年代转基因植物诞生以来,世界各国专家在转基因作物对健康和环境的影响问题上就一直争论不休,并严重地影响了转基因作物的商业化。解决的方法就是在转基因植株筛选后将选择标记和其它一些辅助序列剔除。综述了近年来国内外在植物无选择标记转基因技术方面的发展和研究成果,详细地论述了这些转化系统的基本原理和操作方法,并进一步比较了它们彼此间的优缺点,结合实际预测了该技术在生物技术和商品化农业上的巨大潜力。     

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.     

去除转基因植物标记基因的研究进展

得到转基因植物以后 ,标记基因就失去了筛选的作用。但它的存在引起公众对转基因植物的安全性以及环境效应的担心 ,所以在目的基因转入后 ,要去除标记基因。该文主要就利用共转化、转座子、同源重组、位点特异重组酶等去除标记基因的方法进行了总结 ,并对各种方法的优缺点进行了比较 ,对该技术未来的发展趋势也进行了展望。     

培育具有安全选择标记或无选择标记的转基因植物

转基因植物中选择标记的安全性已成为植物基因工程研究的热点之一。从两个方面可以解决转基因植物中的选择标记问题。一是选用安全的正向选择标记,主要是与糖代谢和激素代谢相关的基因。二是构建能去除选择标记基因的转化系统,主要有共转化系统、双T-DNA边界载体系统、位点特异性重组系统和转座子系统等。这些植物基因工程的方法将有助于培育安全的转基因植物。 Abstract:The bio-safety of selective markers in transgenic plants has been a hot spot in the field of plant genetic engineering.To solve the problem of selective markers in the transgenic plants,two means of producing transgenic plants have been developed.One is the utilization of bio-safe positive selective markers which are genes mainly related to metabolism of auxins and carbohydrates.The other is the establishment of transformation systems allowing marker genes to be eliminated from the transgenic plants,which include co-ransformation,double T-DNA border vectors,site-specific recombination and transposition.All these approaches of plant genetic engineering will benefit breeding transgenic plants with bio-safety.     

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。     

无筛选标记转基因作物的研究进展

目前,大部分植物遗传转化都要使用选择标记基因,诸如抗生素、除草剂等来筛选转化子,由此而引起的转基因生物安全性问题受到了人们的关注。为了消除转基因作物中的筛选标记,一种全新的策略即无选择标记的转基因技术迅速发展起来。该技术既能够减轻大众对转基因植物中含有选择标记基因而引起的恐惧,又能将多个基因逐个整合到同一作物以实现基因聚合。因此这种新策略有着巨大的应用价值。对获得无筛选标记转基因作物的一些方法及其最新研究进展进行综述。     

无选择标记基因植物转化系统研究进展

在转基因植物中,将选择标记基因去掉,将提高转基因植物的食用安全性和对环境的安全性,更易为广大消费者所接受,也有利于对同一个植物品种进行多次转基因操作。科学工作者已经在建立无选择标记基因转化系统方面作了大量尝试,获得了无标记基因的转基因植物（MFTPs：Marker-Free Transgenic Plants)。本文将这方面的研究进展介绍给大家,以推动植物生物技术产业化进程。     

利用双T-DNA载体系统培育无选择标记转基因烟草

建立了一种利用双T-DNA载体培育无选择标记转基因植物的方法。通过体外重组构建了双T-DNA双元载体pDLBRBbarm。载体中,选择标记nptⅡ基因和另一代表外源基因的bar基因分别位于2个独立的T-DNA。利用农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tabacum L.),在获得的转化植株中,同时整合有nptⅡ基因和bar基因的频率为59．2％。对4个同时整合有nptⅡ和bar基因植株自交获得的T1代株系进行检测分析,发现在3个T1代株系2个T-DNA可以发生分离,其中约19．5％的转基因T1代植株中只存在bar基因而不带选择标记nptⅡ。这一结果说明双T-DNA载体系统能有效地用于培育无选择标记的转基因植物。研究还利用位于2个不同载体上的nptⅡ基因与bar基因通过农杆菌介导共转化烟草,获得共转化植株的频率为20．0％～47．4％,低于使用双T-DNA转化的共转化频率。     

高效删除标记基因的Bhlea2植物表达载体的构建

为培育去除选择标记基因的耐旱转基因植物,同时利用Cre/Lox和FLP/frt系统,构建一个能够高效删除标记基因的Bhlea2基因植物表达载体.拟南芥rd29A启动子是在低温、干旱、高盐胁迫下的快速应答启动子,玉米ubiquitin启动子可有效驱动外源基因的转录,拟南芥pAB5启动子是花粉及胚胎等发育早期特异表达的启动子,利用上述启动子构建了表达Bhlea2基因并能够删除标记基因的植物表达载体.该表达载体包括重组酶表达元件pAB5-FLP、Bhlea2抗旱基因表达元件rd29A-Bhlea2和bar标记基因表达元件ubiquitin-bar.     

Cre/lox位点特异重组系统在转基因植物中的应用

位点特异重组系统由重组酶和相应的重组酶识别位点组成,通过两者间的相互作用,实现外源基因精确整合与切除等一系列遗传操作.主要可分为Cre/lox系统、FLP/frt系统、R/RS系统和Gin/gix系统.目前,研究最充分应用最广泛的位点特异重组系统为Cre/lox系统.此系统为位点特异重组系统家族中的一员,由38.5kDCre重组酶和34bplox位点组成,最早被应用于动物转基因研究,包括基因敲除、基因激活、基因易位等.近年来,随着研究的深入,Cre/lox系统被逐步应用到植物研究中,并在诸多领域取得重大进展.本文总结归纳了Cre/lox系统在定点整合、定点切除以及叶绿体转化等方面的最新研究成果,旨在为利用Cre/lox系统构建环境安全和高效表达的植物遗传转化体系提供参考.     

Effective production of marker-free transgenic strawberry plants using inducible site-specific recombination and a bifunctional selectable marker gene

Public concerns about the issue of the environmental safety of genetically modified plants have led to a demand for technologies allowing the production of transgenic plants without selectable (antibiotic resistance) markers. We describe the development of an effective transformation system for generating such marker-free transgenic plants, without the need for repeated transformation or sexual crossing. This system combines an inducible site-specific recombinase for the precise elimination of undesired, introduced DNA sequences with a bifunctional selectable marker gene used for the initial positive selection of transgenic tissue and subsequent negative selection for fully marker-free plants. The described system can be generally applied to existing transformation protocols, and was tested in strawberry using a model vector in which site-specific recombination leads to a functional combination of a cauliflower mosaic virus 35S promoter and a GUS encoding sequence, thereby enabling the histochemical monitoring of recombination events. Fully marker-free transgenic strawberry plants were obtained following two different selection/regeneration strategies.     

无选择标记基因植物转化系统研究进展

在转基因植物中,将选择标记基因去掉,将提高转基因植物的食用安全性和对环境的安全性,更易为广大消费者所接受,也有利于对同一个植物品种进行多次转基因操作。科学工作者已经在建立无选择标记基因转化系统方面作了大量尝试,获得了无标记基因的转基因植物(MFTPs:MarkerFreeTransgenicPlants)。本文将这方面的研究进展介绍给大家,以推动植物生物技术产业化进程。     

利用双T-DNA载体系统培育无选择标记转基因烟草

建立了一种利用双T-DNA载体培育无选择标记转基因植物的方法.通过体外重组构建了双T-DNA双元载体pDLBRBbarm.载体中,选择标记nptⅡ基因和另一代表外源基因的bar基因分别位于2个独立的T-DNA.利用农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tabacum L.),在获得的转化植株中,同时整合有nptⅡ基因和bar基因的频率为59.2%.对4个同时整合有nptⅡ和bar基因植株自交获得的T1代株系进行检测分析,发现在3个T1代株系2个T-DNA可以发生分离,其中约19.5%的转基因T1代植株中只存在bar基因而不带选择标记nptⅡ.这一结果说明双T-DNA载体系统能有效地用于培育无选择标记的转基因植物.研究还利用位于2个不同载体上的nptⅡ基因与 bar基因通过农杆菌介导共转化烟草,获得共转化植株的频率为20.0%～47.4%,低于使用双T-DNA转化的共转化频率.     

去除选择标记基因的Cre/lox重组系统在植物中的应用

获得无选择标记基因的转基因植物越来越受到研究者的重视。目前,应用得较广泛的去除选择标记基因的方法有共转化法和位点特异性重组法,其中位点特异性重组系统中Cre/lox重组系统研究最多。以下介绍了Cre/lox位点特异性重组系统的原理、特点及其近几年在植物中的应用,针对本实验室在这一领域的研究情况,重点阐述了Cre/lox系统的应用前景。随着植物反应器研究领域的不断壮大,去除筛选标记基因是植物反应器研究的必然趋势。     

干扰素诱导Mx—Cre转基因小鼠表达的重组酶活性的体外检测

利用PCR、Western blot、免疫组化、免疫金标电镜、Southern blot从DNA水平,蛋白水平分析干扰素诱导后Mx-Cre转基因小鼠肝组织中Cre重组酶的表达及其表达产物的活性,在对Mx-Cre转基因小鼠基因组中整合有cre基因进行确定后,通过干扰素诱导Mx-Cre转基因小鼠表达Cre重组酶,结果表明转基因小鼠肝细胞核和细胞质中均有Cre重组酶的表达,并在超微水平进一步证实,将含表达的Cre重组酶的肝细胞核抽提液加入到带有loxP位点的DNA中进行重组,分析证明Mx-Cre转基因小鼠表达的Cre重组酶具有重组活性,从而建立了体外检测Mx-Cre转基因re重组酶活性的方法。     

转基因植物表达重组蛋白的研究进展

植物表达系统的一些潜在优点 ,如重组蛋白的高积累水平 ,糖基化 ,细胞内的定位和自然储藏的稳定性是目前植物生产重组蛋白系统研究成为热点的主要原因 .在研究和选择转基因植物表达系统的过程中 ,转化 ,转化后 ,翻译 ,翻译后等环节都会影响到最终产物的数量和质量 ,因此应该了解基因表达的规律 ,以制定植物生产重组蛋白合适的策略 ,重组蛋白积累水平是关键 ,但其它因素如植物的选择 ,转基因植物的处理 ,下游加工等同样重要 .某些情形下 ,仅下游加工的成本一项就影响到特定植物表达系统的实际应用价值 .     

转基因植物中RNA介导的病毒抗性机制

介绍了近年来转基因植物中RNA介导的抗性特征和解释这种抗性机制的两种模型,一种是阈值模型,一种是质量模型,并对这两种模型的优缺点进行了讨论.