新技术开辟由rDNA产生优良作物的新途径

由于得克萨斯州农业实验站科学家们的努力,现在人们可将外源基因嵌入生长着的植物顶芽。根据这些科学家们目前的研究情况,这项技术适用于矮牵牛,并且在棉花,大豆及向日葵中似乎也适用。这项技术使得人们能够将具有抗旱,抗虫害及耐除草剂等特性以及可改良营养品质的基因嵌入组织培养的茎尖中。用携带着目的基因的根癌土壤杆菌接种植物茎的切段。由经过遗传改变的切段形成的成熟株与其亲本植株在形体上是一致的,但是在其遗传组成中结合了插     

Georgia大学分离植物抗高温蛋白基因成功

前不久,在佐治亚州Savannah召开的第一届植物分子生物学会议上报导了、Georgia大学的Joe Key和Ronald Nagao成功地分离出大豆HS(Heat shock)蛋白基因,并将这个基因导入向日葵。 HS蛋白是生物体内温度升高时、诱导产生的一种蛋白。很可能是一种热保护机制,对于阐明酷暑天气时植物的保卫机制是非常重要的物质。     

从生物中提炼能量得不偿失

美国康奈尔大学和加州大学的研究表明,人类试图从玉米、大豆和向日葵这样的生物中提炼能量将得不偿失。加州大学环境工程学研究人员对多种植物进行了实验,其中包括玉米、杂草、木材以及大豆与向日葵。在实验过程中他们详细计算了用这些植物制     

空心莲子草、大豆和向日葵叶组织K~+(~(86)Rb~+)的吸收和通量分析

空心莲子草叶片K~+吸收的K_m比大豆和向日葵的要高,但I_m都相近。空心莲子草根系的溢泌速率及溢泌液中K~+浓度都比大豆和向日葵的高。后两者的溢泌速率相近,但向日葵根系溢泌液中K~+浓度却高于大豆。 这三种植物叶组织K~+含量因液泡的含K~+量不同而有明显差别。而液泡含K~+量和K_cv/K_cv的比值相一致。     

空心莲子草、大豆和向日葵根部K~+(~(86)Rb~+)的吸收和通量分析

与大豆、向日葵相比,空心莲子草根系具有一个较高效率的K~+吸收机制。它的K_m值很小,I_m值又较高。空心莲子草根系将K~+向地上部运输的能力也比大豆和向日葵高得多。 上述三种植物根组织K~+含量的差异主要是因为液泡中含K~+量的不同,而细胞质的含K~+量影响不大。其中,参数K_cv/K_vc的比值可以表示液泡积累K~+的特征,并且也决定着不同植物根组织积累K~+的能力。     

生长素研究现状及其在大豆育种中的应用

生长素几乎参与植物生长发育的每一个过程,是最重要的植物激素之一.基于模式植物的研究证实,生长素通过合成、代谢、极性运输和信号途径协同建立生长素的浓度梯度和局部浓度差异,决定了植物器官的发生、极性建立和对环境的适应.伴随基因编辑技术在农业领域的广泛应用,如何将生长素途径的理论成果应用于作物改良,通过优势基因的选择和聚合协调作物的理想株型/根型,是该领域聚焦的关键问题.本文总结了近五年模式植物中解析的生长素领域的最新研究进展,并以我国重要的经济作物大豆的株型和根型改良为目标,全面阐述和预测了生长素在大豆育种中的潜在应用价值.     

逆境相关植物锌指蛋白的研究进展

锌是植物必需的营养元素,锌指蛋白因其具有指状结构特征且能结合Zn2 而得名,植物锌指蛋白包含特有的QALGGH保守结构,可能涉及调控植物特有的生物学功能。人们已经从拟南芥(Arabidopsis thaliana)、矮牵牛(Petunia hybrida Vilm)、水稻(Oryza sativa)、大豆(Glycine max)、棉花(Gossypium hirsutum)等植物中克隆了许多编码锌指蛋白的基因,并对其结构及功能进行了研究。利用转基因技术,将一些与逆境胁迫相关的锌指蛋白基因在目标植物中过量表达后,能对植物起到增强抗逆性的作用,说明锌指蛋白在增强植物逆境抗性方面有着广阔的应用前景。     

向日葵分子生物学研究进展

向日葵是一种营养价值极高的资源植物,向日葵的研究和生产在当前我国中西部大开发的战略中具有重要的意义。本文对近年来国内外向日葵分子生物学研究的最新进展,在蛋白质、酶、基因及基因工程、分子标记等方面进行了综述。特别对生化标记、分子标记技术在向日葵研究上的应用及所取得的成果作了重点介绍,并对今后向日葵研究工作进行了展望。     

向日葵分子生物学研究进展

向日葵是一种营养价值极高的资源植物,向日葵的研究和生产在当前我国中西部大开发的战略中具有重要的意义。本文对近年来国内外向日葵分子生物学研究的最新进展,在蛋白质、酶、基因及基因工程、分子标记等方面进行了综述。特别对生化标记、分子标记技术在向日葵研究上的应用及所取得的成果作了重点介绍,并对今后向日葵研究工作进行了展望。     

将外源基因引入禾谷类植物的研究进展

第一个植物基因工程载体——根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)Ti质粒载体的构建,开创了植物基因工程的新篇章。迄今为止,利用Ti质粒载体已获得数十种植物的转基因植物,如:番茄、烟草、大豆、马铃薯、黄瓜、苜蓿及向日葵等。现在利用植物基因工程的手段来改造植物已成为现实可行的了,给农作物育种带来了广阔的应用前景。但是,根癌农杆菌只侵染单子叶植物和裸子植物,引起肿瘤,一般不侵染单子叶植物,而世界上最重要的粮食作物如水稻、小麦、大麦、玉米及高梁等禾谷类作物属单子     

玻璃珠促进土壤杆菌介导转化植物

Bidney等人曾报道,在土壤杆菌介导转化前先对组织进行微弹轰击可促进土壤杆菌介导的植物组织的转化。最近,美农部科学家W.S.Grayburn及B.A.Vick提出了一种通过创伤方法来促进土壤杆菌介导转化向日葵的技术。该方法勿需采用微弹轰击所需的专门的设备。 方法是:先除去向日葵的子叶,露出苗尖,将之与玻璃珠一起摇动,使向日葵胚性籽苗受伤,然后将籽苗与一种携带含gus基因质粒的根癌土壤杆菌毒性株共培养。转化后,籽苗生长发育为成熟的可育植     

大豆耐盐相关QTLs鉴定和功能基因研究进展

大豆(Glycine max (L.) Merill)是重要的粮食作物和经济作物,盐胁迫能造成大豆产量的大幅度降低。本文综述了通过正向遗传学手段获得的大豆耐盐数量性状位点(Quantitative trait locus, QTL)以及通过反向遗传学方法获得的大豆耐盐功能基因方面的研究进展。目前,正向遗传学发掘基因主要有图位克隆(Map-based cloning)和全基因组关联分析(Genome-wide association study, GWAS)两种方案,其中通过图位克隆在大豆中已经获得了6个耐盐QTL位点并且定位了1个重要的耐盐基因;利用GWAS在大豆中获得了1个耐盐功能基因。利用反向遗传学在大豆中获得了大量的耐盐相关功能基因并在模式植物中验证了其功能,主要包括离子转运蛋白基因和转录因子基因。这些研究为揭示大豆耐盐分子机制以及通过分子标记辅助育种或转基因技术创制耐盐大豆奠定了基础。     

大豆PEBP基因家族的分析

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP,phosphatidyl ethanolamine-binding protein)基因家族在动物、植物和微生物中广泛存在,在控制植物开花和种子休眠中起重要作用。本研究对大豆PEBP基因家族进行了分析,发现了27个大豆PEBP基因的候选序列,其中16个具有完整PEBP结构域的全长序列被认为是大豆Gm PEBP家族基因。Gm PEBP基因分布在9条染色体上,基因结构高度保守。通过系统发生分析,可将大豆Gm PEBP基因家族成员分为FT-like、TFL1-like和MFT-like 3个亚族,并且发现Gm PEBP家族成员数目按照大豆物种特异性的方式进行了扩张。对重复基因的Ks分析表明,绝大多数重复基因主要由5900万年前和1300万年前的大豆基因组复制所致。     

大豆PEBP基因家族的初步分析

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP,phosphatidyl ethanolamine-binding protein)基因家族在动物、植物和微生物中广泛存在,在控制植物开花和种子休眠中起重要作用。本研究对大豆PEBP基因家族进行了分析,发现了27个大豆PEBP基因的候选序列,其中16个具有完整PEBP结构域的全长序列被认为是大豆Gm PEBP家族基因。Gm PEBP基因分布在9条染色体上,基因结构高度保守。通过系统发生分析,可将大豆Gm PEBP基因家族成员分为FT-like、TFL1-like和MFT-like 3个亚族,并且发现Gm PEBP家族成员数目按照大豆物种特异性的方式进行了扩张。对重复基因的Ks分析表明,绝大多数重复基因主要由5900万年前和1300万年前的大豆基因组复制所致。     

植物基因工程研究进展及其潜在问题

1 植物基因工程研究进展自从1983年美国人第一次成功地获得抗卡那霉素的烟草再生植株以来,已有近30种转基因植物出现。它们是小麦、青稞、黑麦草、水稻、玉米、马铃薯、大豆、豇豆、向日葵、油菜、棉花、亚麻、甘蔗、烟草、苜蓿、蕃茄、莴苣、胡萝卜、甜菜、芹菜、大白菜、甘蓝、黄瓜、矮牵牛、荷花、拟南芥、石刁柏、蓝藻等等,并可分为下述类型。 1.1 抗病毒转基因植物如将烟草花叶病毒(TMV)外壳蛋白基因或反义RNA转移到烟草细胞中都得到了抗TMV烟草,其中北京大学陈章良教授等培育的“PK-873”烟草,已大田中试     

植物多酚相关基因的研究进展

植物多酚对人体的保健作用已引起人们的广泛关注.大豆异黄酮和白藜芦醇是两类重要的多酚物质.综述了大豆异黄酮和白藜芦醇的研究进展,重点阐述了大豆异黄酮合成酶基因和白藜芦醇合成酶基因的遗传转化,并对该领域今后的研究做了展望,为通过基因工程调控植物多酚的合成提供了新思路.     

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     

一种安全高效大豆转化筛选体系的建立

以灭草烟作为筛选剂,利用基因枪法建立一种安全高效的大豆遗传转化体系.比较不同筛选剂对大豆胚尖外植体丛生芽诱导数目的影响.与卡那霉素、潮霉素和草胺膦等传统筛选剂相比,以灭草烟作为筛选剂可使丛生芽的数目增加1倍以上.克隆了拟南芥突变体csrl-2中突变的乙酰羟基酸合成酶基因(ahas),以其作为筛选标记基因,构建可利用灭草烟作为筛选剂的植物表达载体.利用基因枪法将该载体转化大豆,获得6棵灭草烟抗性植株,分子检测证明外源ahas基因整合到5棵转基因大豆植株的基因组中.     

反馈抑制不敏感邻氨基苯甲酸合成酶基因作为筛选标记基因用于大豆遗传转化研究

目前广泛采用的抗菌素或抗除草剂基因作为植物转化筛选标记基因可能带来转基因逃逸,因此寻找能够用于植物转化的来源于植物本身的筛选基因是解决这一问题的方法之一。通过从烟草中克隆的邻氨基苯甲酸合成酶基因(ASA2)作为筛选标记基因,并采用氨基酸的类似物5—甲基色氨酸为筛选剂,进行了农杆菌介导的大豆成熟胚尖转化研究。Southern杂交结果表明ASA2基因成功整合到大豆基因组,Northern杂交也显示该基因在转化大豆叶片中表达。HPLC检测转化大豆叶片游离色氨酸的含量比野生型要高59％～123％。PCR检测转化子1代结果显示转化基因通过孟德尔规律稳定遗传。这些结果表明反馈抑制不敏感ASA2基因可以作为筛选标记基因用于大豆遗传转化。同时也证实来源于一种植物(烟草)编码的邻氨基苯甲酸α—亚基能够与另一种植物(大豆)编码该酶的β—亚基结合形成具有完整活性的邻氨基苯甲酸合成酶。对ASA2基因作为一种新的植物转化筛选标记基因的优缺点进行了讨论。     

内源茉莉酸甲酯的积累改变了大豆叶片与根的发育

茉莉酸甲酯是一种调节植物形态发生、诱导防御相关基因的植物信号转导分子。为了解内源茉莉酸甲酯在植物发育中的作用,将编码茉莉酸甲基转移酶的NTR1基因与CaMV 35S启动子连接并导入大豆植株。PCR及Northern杂交结果表明,NTR1基因稳定整合在大豆基因组并得到过量表达。与野生型植株相比,转基因大豆叶片与根的形态发生了显著的变化。大部分转基因大豆叶片变得细长,初生根生长受到抑制而侧根的生长却受到促进。定量分析结果表明,转基因大豆植株叶片中茉莉酸甲酯的含量比对照高出 2～2.5 倍。这些结果表明,内源茉莉酸甲酯的积累参与了大豆形态发生的调控。