植物基因工程的应用与研究进展及潜在风险性分析

简要综述近年来植物基因工程在改善植物性状,提高植物抗性等遗传育种方面的应用与研究进展。重点介绍了植物基因工程的应用,如改良农产品品质,提高农作物抗病虫毒、抗除草剂、抗自然灾害的能力,开发疫苗等。分析了植物基因工程在农作物育种方面的应用前景及其潜在的风险性。     

转基因植物在农业上的应用

生物技术为培育高产、高抗、多抗、优良的农作物新品种提供了科学的手段,在分子生物学研究的基础上,植物转基因技术应用日益扩大,随着大量的不同来源,不同功能的基因被转入植物,一批抗虫,抗病,耐除草剂,抗逆和高产优质的农作物品种相结培育成功,为农业走上可持续发展做出重大贡献。     

植物抗病基因的克隆技术

植物抗病基因克隆技术的研究是目前国内外植物分子生物学学科的热点之一。该文主要对植物抗病基因克隆技术的研究进展进行综述,旨在更好地揭示抗病基因克隆技术的特点,为农作物改良、生态保护等方面提供一条有效可行的途径。     

中国农作物及其野生近缘植物多样性研究进展

本研究围绕粮食、经济、果树、蔬菜、饲草与绿肥、花卉六大类作物,以物种多样性和遗传多样性等为主线,开展了中国农作物及其野生近缘植物多样性研究,取得重大进展。科学界定和系统规范了种质资源概念和范畴,提出了层次结构的理论,查清了中国粮食与农业植物有9631个物种及其分布、特征特性及用途;深入研究了中国农作物种质资源的本底,首次明确了中国农作物总计有528种（类）,涉及1339个栽培物种和1930个野生近缘植物物种;优化了农作物种以下农艺性状分类技术指标,阐明了中国农作物地方品种的987个变种、978个变型、1223个农艺性状特异类型的植物学特征、生物学特性及其遗传多样性;得出了中国是禾谷类作物裸粒基因、糯性基因、矮秆基因和育性基因等特异基因的起源中心或重要起源地之一的结论;首次编撰出版了《中国作物及其野生近缘植物》专著6卷,并编撰了《中国粮食与农业植物物种名录》,形成了具有中国特色的作物种质资源学科理论体系。为农作物种质资源的高效利用、保障粮食安全和农业可持续发展奠定了基础。     

植物学新絮—转基因植物

一九八三年,第一株含有合成蛋白质外源基因的转基因植物成功地诞生了,它标志着植物分子生物学又进入了一个新纪元,为植物遗传工程带来了广阔的前景.之后,在各国生物学家的共同努力下,又成功地育成了许多含有各种优良外源基因的转基因植物.这种遗传工程的方法消除了传统植物育种的盲目性,突破了“亲和性”的限制,只要有理想的供体和受体DNA,遗传工程技术就能使它们的基因结合表达,并稳定地遗传给后代.大大扩大了育种的范围.     

浅谈农作物基因工程

农作物生物技术在世界范围内取得了飞速发展 ,成功地培育出了一批优质高产的新品种。农作物基因工程的研究及应用对解决人类目前所面临的粮食安全、环境恶化和资源匮乏等问题具有重大作用。1　农作物基因工程发展概况1.1　研究进展　到目前为止 ,农作物基因工程已经在很多方面有了深入的发展 ,包括抗虫、抗病毒、抗细菌、抗除草剂和抗逆 ,如 :抗寒冷、抗盐碱和品质改良 (包括碳水化合物的改良、油脂的改良、蛋白质的改良 )等。此外 ,在作物发育调控基因工程方面进展也很快 ,如 :开花的调控、成熟期的调控等。植物细胞工程与植物基因工程的结…     

转基因油菜研究进展

转基因油菜研究进展周延清（河南师范大学生物学系４５３００２）１９８３年,Ｈｅｒｒｅｒａ等首次把细菌的抗卡那霉素基因插入植物细胞核基因组中,并旦成功地表达,从而诞生了第一株含有合成蛋白质外源基因的植物,为植物基因工程带来了广阔前景。由于植物基因工程与植...     

植物器官大小相关基因研究进展

器官大小是植物形态的一个重要特征,而且具有严格的种属特异性。植物器官大小虽然受到外在的环境因素（如光照、营养等）的影响,但它由内在特有的细胞数目和细胞大小决定。许多通过转录调节、蛋白合成、激素调节或松弛细胞壁等途径作用于植物细胞繁殖和/或细胞扩张的基因已经被鉴定,它们的过表达或缺失表达能促进植物器官大小和加快植物生长。尽管如此,这些基因通过相对独立的途径起作用,在植物中难以阐明一个相对整合的器官大小基因调控网络,这也是该研究领域的亟待需要解决的问题。目前,一些器官大小相关基因已经应用农作物育种,并培育出显著增大的农作物品种,这也证实了利用器官大小基因进行植物品种选育的可行性。因此,通过研究药用植物器官大小的基因,人为地在分子水平上有目的的调控器官的大小和形态,是缓解当前许多药用植物面临的资源紧缺、枯竭濒危困境的可考虑途径之一。     

植物体细胞杂交和基因转移研究进展（Ⅰ）

现在,有多种农作物用原生质体培养和融合已获得成功,为农作物的改良找到了一种实用的方法。从20世纪60年代初期到现在,已经能使那些难于培养成功的、单子叶植物的原生质体植株培养成功。茄科植物的原生质体培养较多,如烟草属、曼陀罗属和牵牛属植物的成功杂交,而且也促使茄属和番茄属体细胞杂交成功,伞形科植物如胡萝卜与相关种的杂交已获得成功,芸香科中的柑桔属间体细胞杂种已获成功,豆科植物中,苜蓿、三叶草和百脉根等牧草,已     

植物抗寒冻基因工程研究进展

低湿寒害是限制农作物产量和分布的一种全球性的自然灾害。提高农作物的抗寒性具有重要意义。目前随着植物寒害机理、抗寒冻和冷驯化分子机理的深入发展,已研究发现了多种抗寒基因,包括各种抗寒调控基因和各种抗寒功能基因,从而使植物抗寒冻基因工程的研究与应用得以了广泛开展,以期最终有效地提高农作物的抗寒性,增加农业产量。本文综合概述了国内外有关植物抗寒冻基因工程的最新研究方向、进展及成就,并提出了此领域尚存在的一些问题及其前景展望。     

基因组编辑:植物生物技术的机遇与挑战北大核心CSCD

基于序列特异性核酸酶的基因组编辑技术可以在不同物种中对目标基因进行定点敲除,并可实现特定基因片段置换,基因的定点插入等基因组靶向修饰。基因组编辑是一种精准和高效的基因工程方法,近年来快速发展并得到了广泛的应用,并将改变生物技术的现状。目前,基因组编辑在不同植物,特别是农作物中的技术体系已建立,初步展示了其在植物生物技术领域的巨大潜力。介绍了不同基因组编辑系统的工作原理,并对基因组编辑技术在植物研究中的应用及成功案例进行了综述,最后对基因组编辑在植物生物技术领域所面临的机遇与挑战进行了讨论。     

植物MADS-box 基因FRUITFULL(FUL)研究进展

植物MADS-box基因家族的不同成员在植物生长发育过程中起着非常重要的作用。拟南芥MADS-box 基因FRUITFULL(FUL) 在控制拟南芥开花时间、花分生组织分化、茎生叶形态以及心皮和果实的发育中起到重要作用。其他植物中,FUL的同源基因也在调控花发育,果实发育以及叶片发育等方面各自起到重要作用。本文综述了FUL基因及其同源基因的表达模式和功能,并就其在农作物及果树育种上的潜在应用价值进行了讨论。     

植物基因工程应用于杂草综合管理的新策略

杂草与农作物竞争阳光、水分和营养物质,造成农作物减产;化学除草剂的过度使用引发了严重的生态后果;杂草还可能从近缘的转基因作物中获得某些抗性性状,转变成“超级杂草”,这些都增加了杂草管理的难度及复杂性。近年来应用先进的分子生物学及基因工程技术,人们已分离出许多目的基因,如各种器官或组织特异性启动子、细胞毒素基因、可提高作物活力的优势基因及异株克生化合物生物合成途径的关键基因等。运用这些基因可建立杂草综合管理的新策略：①向作物中导入“终止因子”或开花抑制因子,当作物与近缘杂草杂交后,所形成的后代变成一种“自杀杂草”而不能存活;②控制某些性状的基因对作物是有益的或中性的,而对杂草是有害的,将这些杂草的“不适应因子”基因导入作物后,作物与杂草杂交产生的后代将缺乏竞争力和适应性,同时这种“不适应因子”在杂草群体中传播又可造成整个杂草种子库的衰减;③通过遗传工程改良各种生物控制剂,如特异性侵染杂草的细菌、真菌病毒、昆虫等病原物,从而可直接将杂草杀死或降低其适应性;④将一些能增加作物活力和部分力的优势基因导入作物中,可促进作物更有效地与杂草竞争;通过遗传工程改良那些能专一性地促进作物生长的微生物也会增加作物的竞争力;⑤利用异株克生现象,开发能抑制杂草生长的作物品种,并采用转基因技术将控制异株克生化合物产生的全套代谢途径或某一关键步骤导入目标作物中,可提高作物的异株克生潜能。这些新策略的实施,将运用分子标记及其辅助育种、基因图谱克隆、基因沉默以及基因芯片技术等DNA操作技术。     

水稻矮化相关基因的研究进展

矮秆水稻的培育成功是20世纪农业最主要的成就之一.本文综述了水稻矮化相关基因的遗传学、激素对矮化基因突变体的调控以及矮化相关基因的克隆等方面的研究进展,并分析了利用基因工程手段控制农作物生长的巨大潜能.     

植物抗病基因与病原菌无毒基因互作的分子基础

近10年来,大量的植物抗病基因和病原菌无毒基因被克隆,抗病基因和无毒基因的结构、功能及其互作关系的研究也取得重大进展。通过介绍抗病基因与无毒基因互作的两种模式,从抗病基因与病原菌无毒基因互作角度探讨了抗病基因在植物抗病育种和农作物生产中直用的问题,提出抗细菌和真菌单基因转化很难赋予农作物切实抗性。     

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。     

开发利用土壤杆菌的无标记植物性状转化法

日本烟草产业（ＪＴ）公司成功地开发了可从性状转化植物高效地去除选择性标记的利用土壤杆菌的无标记性状转化法。不仅限于双子叶植物,也能进行单子叶植物水稻的基因导入。ＪＴ公司在川崎市召开的日本育种学会上发表了该项成果。在植物的性状转化中使用了卡那霉素等基因,但是,如果能排除标记,就能反复使用单一标记,所以希望此法能在需要导入代谢系基因群等多种基因时使用。因此,选择标记的去除法是植物重组育种必需的技术。ＪＴ公司开发的载体是在其１９９４年开发的、土壤杆菌（不仅能向双子叶植物中导入基因而且也能向水稻和玉米等…     

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     

植物抗真菌基因工程研究进展

自从人类开始种植农作物以来,真菌病害就是造成作物损失的主要原因之一。目前控制真菌病害的主要方式不外乎轮作、培育抗真菌品种、施用化学农药等。虽然这些方法在不同时期都发挥了各自的作用,但由此而产生的各种弊病日益显著。随着人们对环境的关注及降低生产成本的愿望的不断增强,激励着育种家们寻求新的育种途径。建立在分子生物学技术基础上的基因工程方法,是培育抗病植物品种的一条全新而有效的途径。近年来由于对植物抗病反应机制及植物病原真菌致病机理的深入研究,该领域的研究者们提出了较多利用基因工程技术控制植物真菌病害的设想。目前。要从以下几种途径获取和利用抗真菌基因：从常规育种已确知但其产物未知的小种一品种特异的抗性基因;参与对真菌有毒性的化合物的合成酶基因;对真菌生长具有直接抑制作用的蛋白质基因、真菌酶抑制物基因、植保素基因等。该文就此方面的策略及进展做一综述。     

T-DNA转移研究进展

植物遗传转化技术近年在农作物性状改良、植物生物反应器利用以及基因功能鉴定等方面得到了广泛的应用.T-DNA转移是植物细胞农杆菌介导遗传转化整合和表达外源基因的基础.农杆菌Ti质粒vir基因编码蛋白、农杆菌一些染色体基因编码蛋白及植物细胞一些基因编码蛋白或因子均参与T-DNA转移.转移过程包括农杆菌对植物细胞的识别、附着,细菌对植物信号物质的感受,细菌vir基因的诱导表达,T复合体的形成,跨膜运输,进核运输和整合等一序列过程.植物细胞因子与农杆菌T-DNA转移相关蛋白的相互作用最近被认为在T-DNA转移过程中起重要作用.