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。     

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。     

gfP基因甘蓝质体表达载体构建及原核表达分析

以甘蓝自交系‘03097’为试材,PCR扩增并克隆了甘蓝质体的trnI-trnA基因区段,利用该基因区段作为定点整合外源基因的同源重组片段,构建了甘蓝质体定点转化载体,并进行了原核表达分析。结果表明,所扩增的基因区段大小为2.7 kb。进行序列分析后,经酶切、连接和转化,构建成含Prrn-gfp-aadA-TpsbA表达盒的质体表达载体,酶切鉴定表明,所构建载体符合预期设计;gfp基因能够在质体特异性启动子Prrn及终止子TpsbA的调控下高水平表达,表达量约占总可溶性蛋白的41.0%,包涵体占菌体蛋白的38.0%。该载体的构建为后期甘蓝质体转化体系的建立和其它功能基因导入甘蓝质体进行性状改良奠定了基础。     

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。     

植物质体基因工程:新的优化策略及应用

植物质体转化技术通过同源重组实现定点整合,与细胞核基因工程相比,使外源基因表达更为精确、安全和高效。该技术在基础研究中为叶绿体功能基因组研究提供了有效手段,同时在应用方面为外源基因表达提供了理想的平台,已成为植物遗传育种的一种新策略。本文总结了近年来质体基因工程在转化体系的建立和优化上的新思路,着重阐述了利用质体转化技术在遗传育种中提高作物抗性、改良品质等应用领域的最新研究进展。克服质体转化技术在作物遗传育种中面临的难题,必将为作物育种的发展带来新的绿色革命。     

GFP基因在棉花转化中的应用

以绿色荧光蛋白GFP基因为报道基因,用花粉管通道和农杆菌介导的转化方法将外源基因导入棉花（Gossypium hirsutum L.)分别获得转化幼胚,幼苗和转化愈伤组织,用手持紫外灯结合显微镜检术能够快速地对转化子进行活体筛选鉴定,比用GUS检测广阔圾明显的优越性,本研究不但为花粉管道道转化法的可行性提供了新的证据。同时也建立了GFP用于棉花基因工程研究的检测技术体系。     

甜菜（Beta vulearis L．）叶绿体转化体系建立及抗虫和抗除草剂植株的获得

为建立外源基因甜菜叶绿体转化体系,利用分子生物学方法构建了包含有编码苏云金芽孢杆菌晶体蛋白基因Bt crylAc和编码膦丝菌素乙酰转移酶基因bar的甜菜叶绿体转化载体pSKARBt／bar,以甜菜叶绿体基因组中atpB／rbcL做同源片段,以甜菜叶绿体16S启动子和终止子为调控基因,以bar基因为筛选标记基因．基因枪法转化甜菜叶柄,经筛选获得抗性转基因植株．对转基因植株进行外源基因Bt crylAc和bar的PCR检测、DNA印迹分析,结果表明：外源基因Bt crylAc和bar确已导入到甜菜叶绿体基因组中．转基因植株除草剂抗性鉴定及其离体叶片虫试鉴定结果表明：转基因植株具有较强的杀虫活性和抗除草剂特性,表达了相应的蛋白质．研究结果还表明：bar基因在植物叶绿体转化中,既可以用作抗性基因,又可用作转化体筛选的标记基因．建立了甜菜叶绿体转化体系．     

花粉介导法获得玉米转基因植株(英文)

利用花粉作为外源基因的载体进行遗传转化在玉米 (ZeamaysL .)上获得了成功。以玉米自交系太 910 1、综 31等为受体 ,以pGLⅡ_RC_1质粒为供体 ,在玉米开花期 ,用花粉与质粒DNA混合并附加超声波处理 ,然后辅以人工授粉的方法将外源基因导入到受体中。DNA斑点杂交和PCR扩增以及PCR_Southernblot杂交检测结果证明 ,几丁质酶基因确已导入玉米自交系中。所得结果表明 :玉米花粉可以介导外源基因的转化。利用花粉作为载体介导外源基因转化 ,避免了传统的基因枪法和土壤杆菌法转化所要求的组织培养技术 ,转化方法简单 ,易操作 ,具有很强的实用性     

甜菜(Beta vulgaris L.)叶绿体转化体系建立及抗虫和抗除草剂植株的获得

为建立外源基因甜菜叶绿体转化体系,利用分子生物学方法构建了包含有编码苏云金芽孢杆菌晶体蛋白基因By crylAc 和编码膦丝菌素乙酰转移酶基因bar 的甜菜叶绿体转化载体pSKARBt/bar,以甜菜叶绿体基因组中atpB/rbcL做同源片段,以甜菜叶绿体16S启动子和终止子为调控基因,以bar矿基因为筛选标记基因.基因枪法转化甜菜叶柄,经筛选获得抗性转基因植株.对转基因植株进行外源基因 Bt crylAc和bar的PCR检测、DNA印迹分析,结果表明:外源基因Bt crylAc和bar确已导入到甜菜叶绿体基因组中.转基因植株除草剂抗性鉴定及其离体叶片虫试鉴定结果表明:转基因植株具有较强的杀虫活性和抗除草剂特性,表达了相应的蛋白质.研究结果还表明:bar基因在植物叶绿体转化中,既可以用作抗性基因,又可用作转化体筛选的标记基因.建立了甜菜叶绿体转化体系.     

通过细胞击孔向植物导入外源基因

禾谷类植物的基因转移工作由于缺乏适当的转化系统而进展缓慢,近年来发展起来的电激基因转移技术、基因枪喷射基因转移技术和激光微束基因转移技术为解决这一难题提供了可能,并已利用电激法成功地将外源基因转入水稻和玉米,得到了转化植株。本文扼要介绍了上述几种外源基因转移新技术的基本原理、操作要点及其在基因转移工作中所取得的成就,并对这几种新技术在基因转移特别是禾谷类植物基因转移中的应用前景进行了评价。     

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。     

高等植物叶绿体基因组的转化

介绍了高等植物叶绿体基因组转化技术的原理和优点,外源基因导入叶绿体基因组的方法,外源基因与叶绿体基因组的整合及其表达,常用的叶绿体基因组转化的筛选标记基因及其去除的研究进展.     

花粉介导法获得玉米转基因植物株

利用花粉作为外源基因的载体进行遗传转化在玉米（Zea mays L.）上获得了成功。以玉米自交系太9101、综31等为受体,以pGLⅡ-RC-1质粒为供体,在玉米开花期,用花偻与质粒DNA混合并附加超声波处理,然后辅以人工授粉的方法将个源基因导入到受体中。DNA斑点杂交和PCR扩增以及PCR－Southern blot杂交检测结果证明,几丁质酶基因确已导下玉米自交系中。所得结果表明：玉米花粉可以介导外源基因的转化。利用花粉作为载体介导外源基因转化,避免了传统的基因枪法和土壤杆菌法转化所要求的组织培养技术,转化方法简单,易操作,具有很强的实用性。     

大肠杆菌外源蛋白表达载体稳定性的研究进展

构建高产、稳定、可靠的质粒载体成为基因重组表达技术的研究重点之一。宿主细胞代谢反应和质粒不稳定性相关信息的缺乏,仍然阻碍着质粒载体的优化,成为限制外源蛋白在大肠杆菌中高效表达的瓶颈之一。主要论述了大肠杆菌外源蛋白表达载体的稳定性,分别从质粒和外源基因的本身特性、重组质粒转化对宿主细胞造成的影响及其他因素等方面阐述了对质粒载体稳定性的影响,同时介绍了相关的解决办法,从而为大肠杆菌表达系统高效表达外源蛋白提供参考。     

国外大刊重要论文简介

改变腺苷酸库的结果导致转基因植物 ①淀粉含量和产量增加RegiererB ,FernieAR ,SpringerF ,Perez_MelisA ,LeisseA ,KoehlK ,WillmitzerL ,GeigenbergerP ,KossmannJNatureBiotechnology ,2 0 0 2 ,2 0 :1 2 5 6～ 1 2 60淀粉及其精细加工产品作为人类日常饮食的重要来源。植物合成淀粉主要在质体中进行。研究发现 :增加质体腺苷酸的供应可以有效提高淀粉含量。腺苷酸激酶 (EC2 .7.4.3)主要催化ATP和AMP向ADP的转化 ,因此可以有效地调控质体腺苷酸的水平。采用反义RNA对该酶基因的下游调控对质体各种腺苷酸的量均有影响。借…     

花粉作为外源基因媒介的植物遗传转化

以花粉作为２外源ＤＮＡ的媒介,获得转基因植株是有潜力的遗传转化体系,它可避免离体培养过程中的遗传变异和转基因植株的嵌合现象。本文介绍以花粉为外源基因的载体,利用植物有性生殖过程和小孢子胚胎发生两条途径进行植物遗传转化的研究进展。     

转基因水稻的研究和应用

植物基因工程的兴起,使特定的外源基因引入植物细胞成为可能。水稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。近十几年来,水稻转基因研究已取得显著进展。综述了水稻基因转化的方法、转基因技术在水稻上的应用及外源基因在转基因后代中的遗传表达的研究进展。     

外源基因直接转移技术之评价

外源基因直接转移技术有ＰＥＧ法、电击法、基因枪法、微注射法、脂质体法、生殖细胞转化法等．本文对它们进行了比较分析,指出它们各自的优缺点,并提出生殖细胞转化法是一种值得探索和应用的转化方法     

外源基因转化棉花育种研究的进展与应用

棉花作为重要的经济作物,新品种的选育和应用对于促进棉花生产至关重要。通过转基因技术将外源基因转化棉花,是棉花育种的新手段。尤其是抗逆、抗除草剂、抗虫、抗病和提高棉花品质的转基因技术研究,有助于加速棉花新品种的培育。棉花的转基因技术主要包括农杆菌介导法、基因枪轰击法和花粉管通道法。利用不同的转基因技术在棉花外源基因遗传转化的育种研究中取得了明显成效,探讨外源基因转化棉花育种研究的进展与应用,为新疆陆地棉的转基因育种研究提供重要参考。