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。     

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。     

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。     

植物脂肪酸调控基因工程研究

脂肪酸代谢是植物最重要的代谢途径之一,脂肪酸在人们日常生活及工业生产上有重要用途,作者阐明了植物脂肪酸代谢的基本途径,并对近些年来植物脂肪酸代谢的遗传调控及基因工程的研究进展做了较为详细的总结,同时对植物脂肪酸调控基因工程发展提出了展望。     

丝状真菌基因工程研究进展

本文评述了丝状真菌基因工程的研究进展,内容涉及已被转化成功的９０余种丝状真中类及其所利用的选择标记,比较了几种外源ＤＮＡ进入丝状真菌受体的方法,并较为详细地评述了丝状真菌复制型与整合型转化及其转化子的有性生殖与无性生殖的遗传稳定性,最后,展望了丝状真菌基因工程在农业,工业和医药方面的应用。表明了丝状真菌基因工程具有广阔的应用前景。     

植物抗旱基因工程研究进展

干旱、高温、低温、盐胁迫等是影响植物生存的主要逆境因子,它们均引起植物失水,导致细胞生理干旱,作者对植物抗旱的生物学原理及其基因工程研究进展进行了论述。     

丝状真菌基因工程研究进展

本文评述了丝状真菌基因工程的研究进展,内容涉及已被转化成功的９０余种丝状真菌种类及其所利用的选择标记,比较了几种外源ＤＮＡ进入丝状真菌受体的方法,并较为详细地评述了丝状真菌复制型与整合型转化及其转化子的有性生殖与无性生殖的遗传稳定性,最后,展望了丝状真菌基因工程在农业、工业和医药方面的应用。表明了丝状真菌基因工程具有广阔的应用前景。     

植物种子脂肪酸代谢途径的遗传调控与基因工程

本文介绍了植物种子中有肪酸代谢的基本途径,并从工业用和食用两方面对近年来植物脂肪酸代谢的遗传调控与基因工程的研究的进展进行了较为详细的总结。植物种子中的脂肪酸分可通过过人为遗传调控发生改变。阐明利用基因工程技术调控植物种子脂肪酸代谢途径是一个新兴的、具有巨大潜力的研究领域,并将在人们生活的各方面发挥巨大作用。     

植物维生素E基因工程研究进展

维生素E(vitamin E, VE)是一类由光合生物合成的、人类饮食中必不可少的两种抗氧化物质,分为生育酚和生育三烯酚两大类。除了生育酚类物质所具有的抗氧化作用外,生育三烯酚还有很强的降胆固醇、预防糖尿病、促进骨吸收、抗癌和神经保护的作用,因此,VE被广泛应用于医药、食品、化妆品等行业中。本文主要综述了植物维生素E生物合成相关酶的研究进展以及利用基因工程手段提高植物维生素E活性的新策略。其中,多基因共转化、多基因操纵子及质体转化等方法为提高植物维生素E活性提供了新的思路。     

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。     

脱落酸（ABA）诱导基因表达的调控元件

本文详细介绍了脱落酸（ABA）诱导诱导基因表达的各种调控元件及各调控元件间的相经作用和关系,综述了近年来对ABA诱导基因表达的调控元件的研究进展。     

葡萄基因工程研究进展

植物基因工程技术为培育优良葡萄品种开辟了一条全新而有效的途径。葡萄基因转化受体系统的建立主要包括器官发生途径和胚状体发生途径,建立良好的受体系统是葡萄基因转化成功的关键,遗传转化途径主要有根癌农杆菌介导的遗传转化和基因枪法。概述了迄今国内外葡萄基因工程的研究进展,着重对葡萄基因转化受体系统的建立、转化的方法、转化植株的筛选和检测、影响葡萄基因转化的主要因素等进行了综述,并展望了葡萄基因工程的发展前景。     

细菌信号传导调控元件的合成生物学研究进展

合成生物学的一个重要目标是设计、改造微生物(主要指细菌),使其能够自主执行复杂任务,如合成重要生物基产品(药物、生物燃料等)、疾病治疗以及环境修复等,造福人类社会.要完成这些任务,细菌必须依赖其信号传导系统,根据环境变化作出正确及时的应答.在长期进化过程中,细菌产生了众多不同的信号传导系统,给我们提供了大量宝贵的信号传导调控元件.通过对这些调控元件的合成生物学设计、改造,我们可以给细菌装备全新的信号传导系统,从而使其能够在工业生物技术及生物医学等应用中执行设定任务.     

植物种子中脂肪酸代谢途径的遗传调控与基因工程

本文介绍了植物种子中脂肪酸代谢的基本途径,并从工业用和食用两方面对近年来植物脂肪酸代谢的遗传调控与基因工程研究的进展进行了较为详细的总结。植物种子中的脂肪酸成分可通过人为遗传调控发生改变。阐明利用基因工程技术调控植物种子脂肪酸代谢途径是一个新兴的、具有巨大潜力的研究领域,并将在人们生活的各方面发挥巨大作用。     

植物种子中脂肪酸代谢途径的遗传调控与基因工程

本文介绍了植物种子中脂肪酸代谢的基本途径,并从工业用和食用两方面对近年来植物脂肪酸代谢的遗传调控与基因工程研究的进展进行了较为详细的总结。植物种子中的脂肪酸成分可通过人为遗传调控发生改变。阐明利用基因工程技术调控植物种子脂肪酸代谢途径是一个新兴的、具有巨大潜力的研究领域,并将在人们生活的各方面发挥巨大作用。     

番茄红素基因工程菌多酶调控研究进展

作为类异戊二烯化合物中四萜的代表性产品番茄红素,在生物体中是典型的多酶参与催化的反应产物,在2-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸盐(MEP)和甲羟戊酸(MVA)合成途径中起着至关重要的作用。从番茄红素在原核和真核中的多酶合成途径出发,针对番茄红素合成途径的各种优化策略,首先介绍了多酶合成中的常规调控方法,包括多基因共表达质粒构建、基因顺序调控、启动子与核糖体结合位点调控及基因敲除和替换等方法。之后介绍了一些新型的多酶调控方法,包括多片段组装技术、人工支架自组装方法等。最后重点介绍了这些多酶调控方法在番茄红素合成中的应用。这些多酶合成调控方法为构建高产番茄红素菌株提供了极大的启发和研究基础。     

肠道特异性基因表达调控元件研究进展

外源性基因在特定靶组织的高效、稳定表达是转基因动物研究和基因治疗的重要前提。外源基因在非靶组织中的异位表达一直是制约基因治疗技术的发展,影响转基因动物的安全性的重要因素。目前,一系列肠道特异性基因表达调控序列相继被克隆并鉴定。就上述调控序列的结构、功能和转录活性以及组织特异性作简要综述,为构建稳定、高效、特异性的嵌合型肠道转录调控元件提供理论依据,对环境友好型转基因动物的生产以及肠道性疾病有效的基因治疗研究具有重要参考价值。     

木质素代谢的生理意义及其遗传控制研究进展

木质素含量及其相关酶系活性与植物的生长发育、抗病性、抗逆性密切相关．在造纸工业中,木质素处理是造成环境污染的重要来源。本文对木质素代谢在植物生长发育过程中的生理意义及近年来通过控制PAL、4CL、CAD、POD等酶的活性调节木质素含量或改变其组分方面的研究进展进行了综合评述,并对今后的林木育种工作进行了展望。     

调控元件与底盘适配性的研发

合成生物学是21世纪新兴的交叉学科,仅仅十年的发展就取得举世瞩目的成就。然而由于外源元件与底盘适配性研究不够深入,细胞工厂消耗了更多的资源,增加了排放和环境污染,生产效率远远不能满足设计需求。适配性研究的滞后影响了合成生物学的深入发展和产业化应用,本文试图从调控元件与底盘适配性的环节探讨突破的可能。