植物基因载体—Ti质粒的应用方法<上>

七十年代中期,在生物化学、分子生物学、DNA重组技术及细胞培养技术的发展基础上,出现了一个新的研究领域——植物基因工程。由于传统的农业育种工作对新技术的迫切需要,高等植物之基因工程一开始就发展迅猛。植物基因工程的关键是如何将外源DNA引入具有细胞壁的植物细胞,Chilton等(1977)证明,根癌农杆菌使许多双子叶植物产生冠瘿瘤是其     

植物基因分离方法

植物基因分离一直是当今生物技术研究的热点。分离作物重要农艺性状的功能基因利于对基因的结构和表达进行研究,并可以经转基因技术进行分子育种。根据中心法则,介绍了从DNA、RNA到蛋白质的三个层次进行植物基因分离的方法。     

植物培养细胞遗传学——一个最新开拓的研究领域

最近有机会到美国、瑞士、英国进行了一年多的访问和学习。接触到国际上正在开拓的一个新的研究领域——植物培养细胞遗传学。它是由植物分子遗传学、细胞学和植物激素生理等几个学科交织起来的一门新学科。它的内容是用分子生物学的研究技术,以植物培养细胞为材料,研究植物细胞的DNA,重复顺序(rcpetitive sequence),基因重组(recombination),激素作用机理,激素对基因     

MSAP技术及其在植物遗传学研究中的应用

DNA甲基化是表观遗传学的重要组成部分,在调节植物基因表达、生长发育和抵御逆境等方面起着重要作用.随着对DNA甲基化研究的不断深入,基于PCR检测DNA甲基化状态的技术DNA甲基化敏感扩增多态性(MSAP)由于其检测多态性高,操作简单等优点被广泛应用于植物种质资源鉴定、植物改良、种群遗传结构分析及植物进化研究等遗传学各个领域.该文综述了MSAP技术的原理、实验方法以及其在植物遗传学研究中的应用,并对其今后应用前景进行了展望.     

植物DNA甲基化研究进展

DNA基化是一种重要的表观遗传修饰方式,强烈地影响植物染色质结构和基因的表达,因此植物DNA基化的研究对植物生长发育及进化过程的研究发展起着重要作用。本文概述了植物DNA基化的特征,并对植物DNA基化的发生机制、生物学功能、检测分析方法等方面进行了综述,旨在深入了解DNA基化对植物的影响。     

植物DNA条形码技术的发展及应用

在对DNA条形码技术的发展过程进行归纳分析的基础上,对植物DNA条形码技术的研究进展、工作流程及分析方法、影响其鉴定准确性的因素及其在植物分类学研究中的应用现状及存在的争议进行了综合分析和阐述,并展望了植物DNA条形码技术的发展趋势及应用前景。通过具体实例说明将植物DNA条形码技术与传统植物学知识相结合可作为民族植物学的研究手段之一。认为:目前常用的植物DNA条形码主要有单一片段和多片段组合2种方式,这2种方式各有优缺点;常用的DNA序列有matK、trnH-psbA、rbcL和ITS等,但均有一定的局限性;针对不同的使用目的,应选择不同的植物DNA条形码标准;影响植物DNA条形码鉴定准确性的因素包括物种的类型和数量、系统树构建方法、杂交/基因渗入、物种起源时间的差异、分子进化速率差异等;当前植物DNA条形码研究工作的重点是选择合适的DNA片段并对其进行评价。     

基于系统发育分析的DNA条形码技术在澄清芍药属牡丹组物种问题中的应用

清晰的物种概念是材料正确鉴定的基础,是DNA条形码技术应用的前提.本文通过芍药属牡丹组植物DNA条形码数据的系统发育分析,揭示牡丹组植物的进化谱系及其与分类上“物种”的关系.在此基础上分析DNA条形码技术在牡丹组植物中应用的可能性.同时,以芍药科芍药属牡丹组植物为例,讨论DNA条形码技术在应用中存在的问题与解决方案.研究材料包括牡丹组植物目前已知的几乎所有的变异类型（种或种下分类群）共40份.DNA序列来自叶绿体基因组ndhF,rps16-trnQ,trnL-F和trnS-G4个基因,共有（含插入/缺失）5040个位点,包含96个变异位点,其中信息位点69个;核基因组GPAT基因2093~2197bp,变异位点（含插入/缺失）总数279个,其中信息位点148个.叶绿体基因组与核基因组所揭示的包括四川牡丹、矮牡丹、卵叶牡丹和紫斑牡丹在内的进化线与根据形态所建立的物种限定不吻合：（ⅰ）叶绿体基因分化明显但核基因没有明显分化——四川牡丹和紫斑牡丹的各居群系统;（ⅱ）核基因分化显著而叶绿体基因分化很小——矮牡丹和卵叶牡丹.因为这些居群系统之间存在一定程度的地理隔离,但不存在生殖隔离,出现这种两个基因组数据背离的现象可能是由于不同居群系统在进化历史中捕获了其他居群系统的叶绿体基因组.这些基因作为牡丹组植物DNA条形码的适合性分析显示,叶绿体基因在种间或居群系统之间的变异是种或居群系统内变异的4.82倍,GPAT基因在种间或居群系统之间的变异是种或居群系统内变异的2.21倍,说明这些基因可作为牡丹组植物的DNA条形码.种间或居群系统之间完全分化位点的统计结果表明,这些种或居群系统之间存在相互区别所必需的位点.通过牡丹组植物DNA条形码分析,认为：（ⅰ）物种概念对DNA条形码技术能否成功应用有十分重要的影响,拟应用DNA条形码的类?     

DNA直接导入植物细胞

现在已经有一系列体细胞技术和分子技术来补充常规的植物育种技术。外源基因的引入和表达现在被用于:调整植物生理和发育的一些基本过程;向植物引入商业上重要的性状如抗虫、抗除草剂等,插入一些在体细胞杂交时有用的可选择的显性标记基因。一些DNA直接转移的技术已经建立,包括将DNA用化学法或电激法导入分离的原生质体中,及用注射和高速离子将DNA导入整个组织中。DNA直接转移法适用于稳定和瞬间基因表达研究,并且运用了各种各样的载体,包括那些用作基因克隆的载体。虽然用DNA直接转化法时稳定转化的频率相当低,但是它适用于那些对农杆菌转化无效的植物,尤其是单子叶植物。     

分子生物学手段在植物系统与进化研究中的应用

在植物系统与进化研究中,为了揭示真实本质,必须从分子水平进行研究。植物分子系统学的研究包括两大方面,一是蛋白质与酶,二是核酸。酶电泳是分子水平上研究植物分子遗传学最经济有效的方法,可以有效地揭示自然居群中遗传结构、基因流动、变化系统、选择作用和系统发育等问题。植物核酸系统学的研究倍受青睐,因为核酸分子是最基本的进化单元,几乎不受主观因素影响。相关的核酸分析技术主要有：DNA杂交、DNA限制酶谱分析、RFLP分析、DNA指纹图技术、RAPD分析和核酸序列分析。在植物系统学和进化研究中,结合各方面的生物学证据,才能显示植物分子系统学的独特优势。     

DNA限制性片段长度多态性

限制性内切酶的发现和应用,给生命科学研究带来了深刻变化。通过测定DNA分子中核苷酸排列顺序,研究基因的结构与功能,从而揭示生命现象的本质,是一个具有十分重要意义的课题。其中利用DNA重组和分子探针技术在基因水平上进行限制性酶切图谱分析,确定DNA结构中具有多态性的核苷酸位点,进行基因定位和异常基因的检测,是近年来分子遗传学研究中颇受重视的一个新领域。Kan和Dozy 1978年首先在β-球蛋白基因中发现第一个DNA多态性位点以来,人们已将注意力从基因表达产物——酶和蛋白质水平的多态性研究     

PCR-RAPD分子生物学技术及其在植物抗病性研究中的应用

PCR—RAPD技术是一种高效的基因组DNA多态性分析技术,能够在对生物细胞或组织中DNA遗传多样性、亲缘关系及系统进化分子标记检测的同时进行基因定位与遗传作图。本综述了PCR—RAPD技术的基本原理和应用范围,以及近年来在植物抗感病品种(品系)间亲缘远近关系分析、植物抗病性遗传基因的DNA分子标记与检测、植物抗病基因的标记和定位、植物抗病基因的分离与克隆、植物抗病育种的分子标记辅助选择与检测等植物抗病性分子机制研究方面的应用,并对该技术所存在的问题及应用前景进行了探讨。     

植物细胞的核酸导入

前言: 遗传信息分子导入植物细胞使细胞遗传性状发生变化的研究由于重组DNA技术的发展而带来了新的局面。由于有了重组DNA的技术使导入植物细胞的基因分离和增殖变得比较容易了。但作为受体细胞方面还急待发展各种方法。因此本文着重介绍受体细胞方面存在的问题和背景。     

DNA条形码技术在植物中的研究现状

DNA条形码技术（DNA barcoding）是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I（COI）进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物, COI基因在高等植物中进化速率较慢, 因此植物条形码研究以叶绿体基因组作为重点, 但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索, 报道了多种植物条形码的候选片段或组合, 但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法, 总结了DNA条形码在植物中的研究现状。     

DNA条形码技术在植物中的研究现状

DNA条形码技术(DNA barcoding)是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物, COI基因在高等植物中进化速率较慢, 因此植物条形码研究以叶绿体基因组作为重点, 但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索, 报道了多种植物条形码的候选片段或组合, 但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法, 总结了DNA条形码在植物中的研究现状。     

植物中DNA甲基化模式及其相关机制

DNA甲基化是表观遗传修饰的重要形式之一,是植物中较早发现的DNA共价修饰方式。在植物的正常生长发育中,DNA甲基化与植物基因组维持、体细胞无性系变异、外来基因防御、内源基因的表达、转基因沉默以及基因印迹之间有着极大的关系,因此,植物DNA甲基化的研究对植物基因工程的发展有着举足轻重的作用。本文介绍了参与DNA甲基化的各种酶和蛋白质,阐述了DNA甲基化相关机制的最新研究进展。     

土壤环境中转基因植物重组DNA持留与水平转移研究进展

基因水平转移(horizontal gene transfer,HGT)是转基因植物环境风险评估的重要内容之一。转基因植物重组DNA通过根系分泌、花粉、残体等方式向土壤环境释放。已有研究表明,外源重组DNA很可能被土壤微生物通过同源重组的方式整合到基因组中,直接或间接地造成微生物群落结构和功能的改变,这将造成土壤生态环境系统的改变。本文论述了转基因植物重组DNA在土壤环境中的持留、水平转移及其影响因素和相关检测方法,讨论了转基因植物重组DNA在土壤环境中持留和水平转移的研究重点,并对其研究方法进行比较分析,提出今后的重点研究方向和方法,以期为转基因植物风险评估和安全管理提供技术支撑。     

向植物叶绿体导人基因成功

植物遗传工程的基本方法是向植物细胞核导入基因.最近,美国新泽西州Rutgers大学的Waksman研究所的Pal Maliga及其研究小组在植物叶绿体中导入外来基因获得成功.叶绿体是绿色植物细胞中的一种小的结构物,包括光合过程中把二氧化碳和水转换成碳水化合物的叶绿素.叶绿体是与植物细胞共存的光合成细菌进化而来的,有自己特有的DNA.由于开发了向叶绿体DNA导入外来基因的技术,就有可能开发抗除草剂植物和光合能力高的重组作物品种.     

DNA条形码在入侵植物鉴定中的应用进展

生物入侵对世界经济、环境造成了巨大的影响,已经成为世界关注的焦点。传统的海关检验方法存在鉴定缓慢、准确率低、鉴定专家稀缺等问题,因此急需一种鉴定率高、操作简单和快速的方法对入侵植物的繁殖体进行精确的鉴别。DNA条形码是一种基于DNA序列差异进行物种鉴定的技术,鉴定结果只受样品组织内DNA保存状况影响,不受形态学性状保存状态影响,只需掌握简单分子生物学技术的工作人员即可实现对未知样品的鉴定,在入侵植物检疫鉴定中有很大的应用潜力。根据入侵植物进化快、变异多的特点,可优先考虑种间、种内差异度高的ITS基因作为核心条形码,再以mat K和rbc L基因为辅助条形码。本文分析了植物DNA条形码技术及其衍生出的超级DNA条形码和metabarcoding技术在入侵植物鉴定中的应用潜力,提出构建入侵植物DNA条形码参考数据库与智能植物志(i Flora)相结合,为利用DNA条形码技术对入侵植物进行快速鉴定和相关研究提供参考。     

荧光原位杂交技术在植物细胞遗传学和绘制基因图谱中的应用现状与展望

荧光原位杂交是在分子水平上检测外源染色质的一种有效方法。其探针主要有染色体重复序列、总基因组DNA、寡单拷贝序列和染色体涂色集中等,该技术在研究植物细胞遗传学、基因扩增、基因作图及植物进化和亲缘关系的鉴定上已广泛应用。简要概述了荧光原位杂交技术在植物细胞遗传学和绘制基因图谱中的应用现状与展望。     

植物细胞内外源基因的瞬间表达及其在基因表达调控研究中的应用

外源DNA通过物理或化学的方法导入植物原生质体后,在合适条件下,短时间内即可诱导所携带的基因表达。这种基因的瞬间表达受到导入外源基因的方法、DNA的状态及所构建的嵌合基因的结构、植物细胞本身的生理状态等因素的影响。目前这一瞬问表达系统已广泛应用于植物基因表达的调控研究。