高等植物叶绿体基因组转化的应用

叶绿体基因组转化技术由于其独特的优越性,现已成为植物基因工程的研究热点。本文简单介绍了叶绿体基因组转化技术的原理和方法;并重点综述了该技术在基础研究和实践中的应用。这些应用主要包括利用叶绿体基因组转化技术进行Rubisco的组装,叶绿体基因结构、转录、翻译和RNA编辑等研究;利用叶绿体作为生物反应器生产人生长激素、霍乱毒素抗体、聚羟基丁酸脂和生物弹性蛋白等;获得抗虫、抗病、抗除草剂和耐旱的转基因植物;以及降低转基因植物的外源基因扩散等。     

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。     

植物叶绿体基因组基因表达调控的研究

叶绿体基因的表达在许多方面与原核基因表达相似,所以最早的理论认为叶绿体基因的表达与原核相似,是在转录起始水平上的调控,进一步的研究认为叶绿体基因表达调控是在不同水平上进行的如：转录水平的调节、转录后调节与修饰、翻译和翻译后修饰等。     

植物基因工程新途径：叶绿体转化

在植物基因工程研究中,叶绿体是继核转化之后又一新的遗传转化和表达受体,叶绿体转化体系具有可同时进行多基因转化,表达原核性,超量表达,后代遗传稳定,定点整合,不会产生基因沉默及母性遗传和安全性好等特点,本文着重介绍叶绿体转化体系的特点,国内外研究动态,存在的问题及未来发展方向。     

高等植物的叶绿体转化系统及研究进展

在高等植物的细胞中 ,细胞核、叶绿体和线粒体都含有ＤＮＡ ,它们构成了既相对独立又相互联系的遗传系统。以细胞核为外源基因受体的植物基因工程已被广泛地应用于重要农作物的改良。但核基因转化仍存在一系列难以解决的问题 ,如细胞核基因组大、背景复杂 ;外源基因的表达效率低 ,后代不稳定 ;环境安全难以保证等。为克服核基因转化存在的不足 ,1 988年 ,Ｂｏｙｎｔｏｎ等[1] 以衣藻为材料用基因枪进行外源基因对叶绿体的转化 ,首次证实了叶绿体转化的可行性。这项工作使人们意识到植物的叶绿体不仅是光合作用的重要场所 ,也可以作为植物基…     

叶绿体转化体系研究进展

叶绿体转化具有表达效率高,安全性高,遗传稳定,以及多基因可以同时转化等特点。真核或原核的外源基因都能在叶绿体中进行成功表达,至少有20种植物成功的进行了叶绿体转化。叶绿体作为生物反应器具有广阔的应用前景。     

叶绿体遗传转化的研究进展

核转化技术是基因工程的主要方法,但其多方面的不安全性使人们把焦点转向了植物基因工程另一目标：叶绿体遗传转化。本文介绍了叶绿体基因及基因组;叶绿体遗传转化的原理和方法：叶绿体转化的优点。重点介绍了关于叶绿体遗传转化国内外研究新进展。     

高等植物叶绿体基因工程

叶绿体基因工程作为一项新技术具有一系列传统核基因工程所不具备的优点,在基础性及应用性研究中极具吸引力,已经成功应用于了解质体基因组,调控植物代谢系统,农作物抗旱、抗虫、抗病、抗除草剂及以植物为生物反应器生产抗体、疫苗等方面的研究.本文主要介绍叶绿体基因工程的原理、操作体系及其在高等植物中的应用.     

高等植物叶绿体基因工程

叶绿体基因工程作为一项新技术具有一系列传统核基因工程所不具备的优点,在基础性及应用性研究中极具吸引力,已经成功应用于了解质体基因组,调控植物代谢系统,农作物抗旱、抗虫、抗病、抗除草剂及以植物为生物反应器生产抗体、疫苗等方面的研究。本文主要介绍叶绿体基因工程的原理、操作体系及其在高等植物中的应用。     

叶绿体基因工程简介

叶绿体是植物细胞中一种特殊的细胞器。自1988年开始,人们认识到叶绿体在植物基因工程中的特殊地位。叶绿体基因工程的特点,特别是其高效表达和安全性,使其受到越来越多的重视,本文对叶绿体转化作了较为全面的介绍,包括其优势、方法、用途及不足等内容。 Abstract:Chloroplast is a kind of special cell organin plant cells.Since 1988,Scientists have realized its advantages in plant gene enginearing.It′s high efficient expression and safety made it been attached more and more importance to.This paper introduces the chloroplast transfer mation,including its advantages,methods,uses and defects.     

氯丁唑和咪唑对叶绿体能量转换反应的效应

比较了氯丁唑和咪唑对叶绿体能量转换各步骤反应的效应,氯丁唑抑制光合基础的和偶联的电子传递,氯化铵可部分解除偶联的电子传递的抑制;咪唑促进基础电子传递。两者均抑制光合磷酸化、9-氨基吖啶荧光猝灭和膜上腺三磷酶活性。氯丁唑抑制质子吸收,促进游离腺三磷酶活;咪唑促进质子吸收,也促进游离腺三磷酶的活性。由此提出,氯丁唑具有能量传递抑制剂的特征,咪唑似解联剂。     

寡霉素在叶绿体中的作用部位

寡霉索可抑制光下DTT激活的Mg~(2 )-ATP酶活力并促进质子流出,这两种效应对温度的反应相似,并受膜能化状态的影响。 寡霉素对在光下以胰蛋白酶激活的叶绿体膜上Mg~(2 )-ATPase和脱离了膜的Ca~(2 )-ATPase都有抑制作用,但对经NEM修饰的叶绿体膜上Mg~(2 )-ATPase活力没有影响,且其促进质子流出的效应也消失,在暗中经胰蛋白酶活化的Ca~(2 )-ATPase对寡霉素不敏感。由此推断寡霉素抑制光激活的ATPase和促进质子流出的效应是光引起膜能化导致CF_1变构,γ亚基暴露,而使寡霉素能与之结合的结果,因此寡霉素在叶绿体上的作用部位是在CF_1中,而与线粒体在F_0上有所不同。     

三苯基锡,二环己基碳二亚胺和寡霉素对叶绿体CF0与CF1功能联系的影响

作用于H~ —ATP酶复合体质子通道的能量传递抑制剂 TPT、DQCD和 OM能明显抑制叶绿体光合磷酸化反应和膜上 ATP酶活性,减小恒态ΛpH值,加速ΛpH和515 nm吸收衰减。这种在正常叶绿体加速H_(in)~ 经CF_0外流与在残缺膜中阻塞质子外流不一致。TPT等物质是干扰了CF_0与CF_1的构象连接,使 CF_0的质子传导失去CF_1的控制,H_(in)~ 无效漏失或质子逆向转移受影响,从而抑制与质子传导紧密相关的光合磷酸化反应和膜上ATP酶活性。     

豌豆叶绿体偶联因子腺三磷酶的分离与纯化

豌豆叶绿体经焦磷酸钠盐溶液洗涤,并以加蔗糖的Tris—Tricine缓冲液作分离介质,其抽提液通过 DEAE—Sephadex A_59柱层析,可得较高纯度的腺三磷酶制剂。经免疫沉淀反应、需镁腺三磷酶活和 SDS—聚丙烯酸胺凝胶电泳证明,这种豌豆叶绿体偶联因子腺三磷酶具有五种蛋白带,与菠菜叶绿体偶联因子腺三磷酶的五种亚单位(α,β,γ,δ和ε亚单位)具有相近的分子量,但两者的α和β亚单位大小有异。     

重装于平板脂双层膜的叶绿体CF_0－CF_1复合体的通透特性

叶绿体Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ（ＣＦ０－ＣＦ１复合体）是光合磷酸化系统能量转换的关键装置。本工作报告,从菠菜提取、纯化了这种复合体,并成功地将其重装于平板磷脂双层膜。在电压钳位下,观察到,随着ＣＦ０－ＣＦ１复合体的参入,出现跨膜通道样活动电导变化,这种变化可被Ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｌ－ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ（ＤＣＣＤ）所抑制;参入了ＣＦ０－ＣＦ１复合体的脂双层的稳态膜电导随膜两侧Ｈ＋浓度梯度的提高而增大。     

重装于平板脂双层膜的叶绿体CF_0－CF_1复合体的通透特性

叶绿体Ｈ＾＋－ＡＴＰａｓｅ（ＣＦ０－ＣＦ１复合体）是光合磷酸化系统能量转换的关键装置。本工作报告,从菠菜提取、纯化了这种复合体,并成功地将其重装于平板磷脂双层膜。在电压钳位下,观察到,随着ＣＦ０－ＣＦ１复合体的参入,出现跨膜通道样活动电导变化,这种变化可被Ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｌ－ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ（ＤＣＣＤ）所抑制;参入了ＣＦ０－ＣＦ１复合体的脂双层的稳态膜电导随膜两侧Ｈ＾＋浓度梯度的提高而     

6-苄氨基嘌呤对叶绿体偶联因子功能的影响

可溶性偶联因子经6-BA修饰后,明显促进Mg~(2 )-ATPase活力。从6-BA处理的叶绿体上洗脱下来的偶联因子,其Mg~(2 )-及Ca~(2 )-ATP酶活力都比对照有明显的增加。从~3H-6BA处理叶绿体上洗脱下来的偶联因子等蛋白,经聚丙烯酰胺电泳分析,~3H-6BA除与偶联因子结合外,还与RuBP羧化酶及其他蛋白结合。用6-BA处理提纯的β亚单位,能明显促进其Mg~(2 )-ATPase活力,表明6-BA至少有一个结合位点是在CF_1的β亚单位上并可影响其能量转换反应。     

金霉素促进光合磷酸化机理的再探

在叶绿体经TPCK—trypsin光下修饰后,电子传递加速、磷酸化解联、膜上偶联因子Mg~(2+)—ATP酶活力促进的条件下,用金霉素处理叶绿体,能降低TPCK—trypsin 对磷酸化的解联程度,部分降低膜上Mg~(2+)—ATP酶的激活。在NEM及TPCK—trypsin共同存在时,金霉素处理仍能部分恢复磷酸化活力。进一步证明了金霉素是作用在偶联因子上的γ亚单位或其邻近部位,使之减少能量耗散而提高磷酸化活力.     

豌豆叶绿化期间胞质体的光合偶联因子复合物

叶肉组织在光照绿化期间,有关光合能量转换系统的结构形成和功能发生之间的关系早已为人注意。七十年代末,提出叶绿体偶联因子复合物概念后,这种复合物的分离纯化和亚单位结构功能的研究甚为活跃,但在叶肉组织绿化过程中,这种复合物的亚单位和功能发生之间的情况,尚未见有人报告。我们利用控制光照时间培育了绿苗、黄化绿苗和黄化苗,制备出各自的胞质体,从中分离和部分纯化出它们的偶联因子复合物,比较了它们的异同。一、豌豆叶绿体和黄化叶绿体的光合磷酸化和交换反应活性比较豌豆种籽萌芽后经人工光照(每日光照16小时,黑暗8小时)两天后,进行黑暗处理六天,从这种黄化绿苗提出黄化叶绿体,对照则是正常绿苗所制备的叶绿体。两种胞质体的光