植物冠瘿生长调控及相关基因研究进展

阐述了植物冠瘿产生的影响因素及冠瘿的生长和调控,并对冠瘿发生有关的基因进行了综述。     

白杨的重组育种

环境厅环境研究所和十条制纸公司利用基因重组技术研究抗大气污染性强的白杨的育种。这项工作是环境厅研究项目“利用生物技术保护环境和对其环境影响进行评价的研究”的一部分。目的是开发抗环境污染强的大街两旁的树。环境研究所与民间企业共同进行与生物技术有关的项目这还是第一次。1991年11月签订了合同,从92月2月开始共同研究。关于白杨品种,十条制纸公司已确立了基因导入法。使加拿大白杨和日本白杨杂交,     

丹参的冠瘿组织培养和丹参酮的产生

用根癌农杆菌感染丹参无菌苗获得冠瘿组织,除菌后的冠瘿组织在无激素的Ms培养基上生长良好。经高压纸电泳检查,冠瘿组织中含有冠痿碱,证实根癌农杆菌的Ti质粒转化成功。冠瘿组织的生长和丹参酮的积累与基本培养基有关,B5和Ms培养基有利于生长．月增殖倍数分别达到102倍和90倍,而67-V和WP培养基则有利于丹参酮的合成,在培养过程中丹参酮能分泌到培养液中。研究表明用冠瘿组织作为培养系统,生产药用植物有效成分具有良好的开发前景。     

重组植物培育法的开发

日本制纸公司成功地开发了不残留标识基因(标记基因)而可导入多重基因的植物基因重组技术。首先用烟草确立了该技术,接着又用白杨高效率地获得性状转化体,这项基因导入技术被命名为MAT(Multi-Auto-Transformation)载体系统。日本制纸公司将其技术应用于白杨和桉树、松树等制纸用树木的重组育种。该公司用基因重组抑制木质素的生物合成系,进行树木育种(适合纸浆化的),要抑制木质素生物合成系,进行单基因操作是不够的,所以开发了多重基因导入法。     

冠瘿组织中Nopaline合酶的定量研究——Ⅰ.不同植物冠瘿株中Nopaline合酶的定量比较

本文发展了一种根据NADPH消耗定量测定冠瘿组织粗酶提取液中nopaline合酶活性的方法。对于含nopaline型Ti质粒的土壤根癌杆菌菌株透发的马铃薯、向日葵、烟草和胡萝卜冠瘿系来说,出于不存在酶反应的促进剂或抑制剂,粗酶提取液中nopaline合酶的活性能够反映体内存在的此酶的酶量。用这个方法测定了四株土壤根癌杆菌菌株诱发的十六株植物冠瘿系的nopaline合酶活性,由不同菌株诱发的所有胡萝卜,烟草冠瘿素包括单细胞克隆的烟草冠瘿系,以DNA为单位的此酶量明显地低于向日葵和马铃薯冠瘿系。由此推测,不同宿主植物中nopaline合酶量的差异很大程度上取决于宿主植物本身。通过Ti质粒把外源基因导入不同植物可能有不同的命运。     

根癌农杆菌质粒:植物遗传工程可能的载体

一、冠瘿肿瘤 植物的冠瘿肿瘤是由根癌农杆菌所引起的(Smith和Townsend,1907)。许多双子叶植物,以及不少单子叶植物,在受到外损以后,经过病菌的感染,就可以诱导产生具有不能自我限制生长特性的冠瘿肿瘤。农杆菌在落地生根属(Kalanchoe)植物茎上,诱导产生冠瘿肿瘤的整个过程,不需要20小时就可以完成。     

北京郊区根癌土壤杆菌生物型及质粒类型的鉴定

我们从北京郊区姚树、山挑树、梨树、毛白杨上采集到的26个冠瘿中,分离并鉴定出6株根癌土壤杆菌(Agrobacterium tunefaciens)。通过对向日葵、蕃茄幼苗、落地生根的致瘤试验;在乳糖培养基上3-酮基乳糖的生成;石蕊牛奶反应;碳源利用;在Clark和Ncw与Kerr两种选择性培养基上的生长以及对向日葵、烟草冠瘿组织中Opin类物质种类的鉴定,证明：一、从桃树冠瘿中分离的根癌土壤杆菌Pp 5、即一6两株和从梨树冠瘿中分到的Py 10菌株均属生物I型,质粒属N。Palinc类型;二、从山挑树冠瘿分到的剐一7菌株属生物r型,质粒为Oetpine类型;三、从北京东北旺毛白杨分到的Pt-12 菌株属生物l型,质粒为Agropine类型;四、从大兴县毛白杨冠瘿分到的另一菌株p．-2j属生物b—ll中间型,质粒为Nopaline类型。     

农杆菌T—DNA介导的植物转基因的分子机制

前言 根瘤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)与发根农根菌(A.rhizogenes)同属根瘤菌科,是革兰氏阴性植物病原菌。前者感染植物引起冠瘿病(Crop gall tumour),冠瘿病用含有抗生素的培养基培养与除菌。可无限增殖;后者感染植物诱发出许多不定根,把不定根培养在上述培养基上也可迅速生长,多次分枝成毛状称毛状根(hairy root)。农杆菌感染机理很复杂。其感染作用起始于受伤的植物细胞分泌的大量化学物质时期。受伤植物细胞分泌的酚分子诱导农杆菌怀有的Ti质粒或Ri质粒上的基因活化,尔后农杆菌紧附植物细胞并把Ti质粒或Ri质粒上一部分DNA(称作T—DNA,tranfer DNA)转移到植物染色体上。T.DNA共价整合后编译合成的新的低分量的代谢物,称为冠瘿碱。     

根癌农杆菌转化桥楼及植株再生

用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）菌株C58感染栝楼（Trichosanthes kirilowii Maxim.）无菌苗诱导冠瘿瘤,获得其冠瘿组织;栝楼冠瘿组织经除菌后能在无激素的MS培养基上良好生长,纸电泳检测结果表明其合成了冠瘿碱,表明Ti质粒转化成功,栝楼冠瘿组织在MS培养基上形成完整植株,移栽后良好生长。     

农杆菌转化的植物细胞的若干特性

根癌农杆菌的质粒基因组中T-DNA在宿主细胞中的表达导致转化细胞具有以下特性:激素自主性生长、冠瘿碱合成、器官发生异常、特殊糖类的利用以及对某些氨基酸和碱基类似物具抗性等。深入揭示和认识这些特性有利于探讨外源基因在受体细胞中的表达与调控。     

根癌农杆菌质粒:植物遗传工程可能的载体

一、冠瘿肿瘤 植物的冠瘿肿瘤是由根癌农杆菌所引起的(Smith和Townsend,1907)。许多双子叶植物,以及不少单子叶植物,在受到外损以后,经过病菌的感染,就可以诱导产生具有不能自我限制生长特性的冠瘿肿瘤。农杆菌在落地生根属(Kalanchoe)植物茎上,诱导产生冠瘿肿瘤的整个过程,不需要20小时就可以完成。经过这个相当短的诱导时期以     

转基因小鼠(续)

1984年Hummer把MTrGH基因导入侏儒鼠(Lit/Lit)的受精雄原核中,形成的小白鼠生长加快,大小如正常小白鼠。有趣的是导入MTrGH基因后改善了Lit/Lit小雄鼠的可育性,因为雄性侏儒鼠的可育性是很低的,但此法不能修复Lit/Lit雌鼠的不育性。     

放射土壤杆菌HLB-2菌株抑制葡萄根癌土壤杆菌生长和冠瘿形成的研究

在山东莱西啤酒花冠瘿瘸发病严重地区,从啤酒花冠瘿中分离到一株无致病性的土壤杆菌,经鉴定为放射土壤杆菌(Agrobacterium radiobacter)HLB-2,属于生物I型。HLB-2菌株在培养基上产生一种类似土壤杆菌素84的物质,能抑制葡萄根癌土壤杆菌生物III型菌株的生长。在温室接种试验中,可以完全抑制16株致病力不同的葡萄根癌土壤杆菌中的14株菌(含octopine或nopaline质粒)在向日葵幼苗和葡萄幼枝上诱发冠瘿病。 在培养基上测定敏感性的结果和温室冠瘿病抑制试验的结果一致,表明HLB-2菌株的防病机制可能是由于它所产生的土壤杆菌素。在对比试验中,K84菌株和D286菌株对葡萄根癌土壤杆菌均无抑制作用。以上结果表明,HLB-2菌株在葡萄冠瘿病的生物防冶中有一定的实用价值。     

根癌农杆菌转化栝楼及植株再生

用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）菌株C58感染栝楼（Trichosanthes kirilowii Maxim.）无菌苗诱导冠瘿瘤,获得其冠瘿组织;栝楼冠瘿组织经除菌后能在无激素的MS培养基上良好生长,纸电泳检测结果表明其合成了冠瘿碱,表明Ti质粒转化成功。栝楼冠瘿组织在MS培养基上形成完整植株,移栽后良好生长。     

转基因猪研究

引言 Palmiter(1982)将含小鼠金属巯因(Metallothioein-Ⅰ,MT)基因启动子的DNA片段与大鼠生长激素结构基因融合的质粒,用显微注射法注入小鼠受精卵的原核中,经移植至受体共产下21只小鼠,其中7只带此融合基因,且有6只小鼠显著比同窝正常小鼠生长快,约10周龄时,转基因小鼠的体重为41.2克,而同窝正常小鼠的体重仅21.2克。从而提示人们可能通过基因导入方法提高家畜的生产性能、抗病性、繁殖力、甚至生产某些药物。在提高生产性能方面,人们自然考虑到对瘦肉型猪基因工程育种的研究,因为猪的世代间隔短、可集约化生产、经济效益高,通过基因导入可能育成生长快、肉质好的新猪种。     

植物组织中冠瘿碱合成酶活性检测的一种简便有效方法

由根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)感染引起的植物冠瘿瘤(crown gall)细胞除具激素自养性生长特性外,还具有一类特殊的基因产物,即冠瘿碱(opines)~[3]。常见的冠瘿碱主要有章鱼碱(octopine)和胭脂碱(nopaline)等。催化章鱼碱合成的酶为章鱼碱合成酶(oct-opine synthase),或叫Lysopine脱氢酶[D-(+)-lysopine dehydrogenase,简称LpDH]。催化胭脂碱合成的酶为胭脂碱合成酶(nopaline     

靶向性非病毒载体介导p21WAF-1基因对肝癌细胞的抑制作用

利用研制开发的靶向性非病毒载体GE7基因导入系统转导外源基因pCEP-p21WAF-1,检验其介导p21WAF-1基因进入肝癌细胞后,在体内外抑制肝癌细胞的生长的效率.体外实验证明,导入外源基因后,SMMC-7721和BEL-7402细胞的生长受到抑制,第8天抑制率分别达到56%和66.7%.而体内实验结果是,荷SMMC-7721裸鼠皮下瘤周注射该基因导入系统,转导pCEP-p21WAF-1 3周后,实验组肿瘤的重量(平均为(0.083 ± 0.043)g)与对照组(平均为(0.281± 0.173) g)相比明显减小,且在统计学上有显著差别(P<0.05).以上结果表明,GE7基因导入系统可以介导外源基因pCEP-p21WAF-1进入细胞内,并在体内外抑制肝癌细胞的生长.     

商陆毛状根的诱导、培养及其扼甙的产生

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）R1601感染商陆叶片外植体1周后,在其切口处产生毛状根,20d后产生毛状根的外植体比例达70%,毛状根可直接从叶片外植体叶脉处或从叶脉处产生的愈伤组织上产生,毛状根能在无激素的MS培养基上自主生长,其呼吸速率比对照根提高85.6%,冠瘿碱检测和PCR扩增结果表明,发根农杆菌RiT-DNA的冠瘿碱合成酶基因及其Ri质粒的rol基因均已在商陆毛状根基因组中得到表达。毛状根中总皂甙含量约为自然根的1.54倍,但其多糖含量则仅为非转化根的70%。     

植物冠瘿的诱导培养和植株再生

用根癌土壤杆菌S-1、702和C-58从向日葵胚轴、烟草茎和茎髓,胡萝卜根及马铃薯块茎诱发并建立了冠瘿株系。观察了它们的生长,畸胎瘤发生。在诱发后数月内有些冠瘿株发生明显变化。向日葵冠瘿株在诱发七个月后外形和生长速度发生了变化。由S-1菌株诱发的马铃薯块茎畸胎瘤发生在诱发初期,但702菌株诱发的两株烟草无组织冠瘿株在诱发后155天左右才出现畸胎瘤,不同菌株诱发的两个烟草冠瘿株对植物激素的反应不同。获得了分化程度不同的一组畸瘤胎。用植物激素研究了冠瘿瘤的逆转。两个胡萝卜和两个烟草冠瘿株系分别得到再生植株。所有冠瘿株包括畸胎瘤产nopaline,由烟草畸胎瘤的再生植株也测出了nopaline。     

根癌农杆菌对栝楼的遗传转化

用根癌农杆菌侵染栝楼（Ｔichosanthes kirilowii Maxim.)无菌苗后,获得冠瘿组织;栝楼冠瘿组织经除菌后能在无激素的ＭＳ培养基上良好生长,并合成冠瘿碱、表明Ｔi质粒转化成功,栝楼冠瘿组织中最高蛋白含量为１３０．６mg/g（鲜重）。经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ检测其含有的蛋白种类与栝楼根含有的基本一样,研究表明,利用栝楼冠瘿组织作为培养系统生产天花粉粉蛋白有很好的开发前景。