胚胎冷冻技术在转基因动物中的应用

胚胎冷冻技术在转基因动物中的应用李劲松,成国祥,李厚达（扬州大学农学院生物技术研究所,江苏省生物工程重点实验室）１９８０年,Ｇｏｒｄｏｎ首次将外源基因导入小鼠受精卵而获得成活个体,从而开了转基因动物的先河。两年后,Ｐａｌｍｉｔｅｒ等将重组的大鼠生长激...     

植物转基因的失活与沉默

植物外源基因转化研究揭示有相当比例的植物转基因表现失活与沉默。这一现象涉及转基因重复拷贝之间的异源配对,基因顺序的甲基化,转录后的衰退调控以及插入位点染色质高级结构的改变,并与外源基因的随机整合有关。克服转基因失活的方法包括单拷贝转基因子代筛选,构建细胞核基质支架附着区载体以及采用具有特殊功能的启动子与增强子。转基因失活问题的发生提示人们,外源基因的转化与整合存在一些特有的遗传机制。     

植物转基因的失活与沉默

植物外源基因转化研究揭示有相当比例的植物转基因表现失活与沉默。这一现象涉及转基因重复拷贝之间的异源配对,基因顺序的甲基化,转录后的衰退调控以及插入位点染色质高级结构的改变,并与外源基因的随机整合有关。克服转基因失活的方法包括单拷贝转基因子代筛选,构建细胞核基质支架附着区栽体以及采用具有特殊功能的启动子与增强子。转基因失活问题的发生提示人们．外源基因的转化与整合存在一些特有的遗传机制。     

转基因植物中外源基因的沉默及应对策略

随着转基因技术在作物育种领域的应用,转基因植物中外源基因表达量低的现象较为普遍。导致外源基因表达量低的主要原因是基因沉默。外源基因沉默可分为转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默。如何应对基因沉默,提高外源基因的表达量,是转基因技术发展亟待解决的问题。     

转基因植物外源基因的整合分析

外源基因表达的不稳定性和多样性是制约转基因作物育种研发进度的关键因素,外源基因的整合情况与外源基因的表达直接相关,充分了解外源基因的整合情况可为构建高效表达载体、获得外源基因稳定一致表达转基因材料提供参考,同时为转基因作物的安全利用提供保障.就外源基因整合情况的分析方法、不同转化方法外源基因的整合特点及利用定点整合技术提高外源基因表达稳定一致性的研究进展作一概述.     

心脏特异表达绿色荧光斑马鱼模型的建立与评估

本课题组前期研究中, 利用斑马鱼cmlc2 (Cardiac myosin light chain 2)基因启动子构建了一个用于斑马鱼心脏组织特异表达外源基因的转基因表达载体pTol2-cmlc2-IRES-EGFP。文章利用该载体构建了一个稳定表达EGFP的转基因斑马鱼品系, 并初步分析了EGFP的表达对该转基因斑马鱼品系的心脏发育和功能的影响。结果表明, 在建立的转基因斑马鱼品系早期胚胎发育过程中, 绿色荧光信号在心脏中特异表达, 该表达模式与原位杂交分析的cmlc2的表达模式结果相同; 该转基因斑马鱼品系的心脏形态及发育生长正常; 进一步通过M-Mode分析心脏生理学功能的结果表明：该转基因品系心动周期、心率、收缩与舒张表面积及表面积缩短率等重要生理指标与正常野生型的斑马鱼对照组相比没有显著差别。以上结果表明该转基因品系中绿色荧光蛋白的表达对斑马鱼心脏的发育和功能没有影响。研究结果为进一步利用该载体建立外源目的基因转基因表达模型, 研究心脏表达基因的功能奠定了重要基础。     

促绒毛生长基因及其在转基因动物中的应用

通过转基因克隆技术使得外源基因在皮肤细胞内超表达,进而促进毛囊发育和绒毛生长是培育高产量绒毛动物品系的有效途径.在转基因动物中构建真核表达栽体常用的皮肤特异性启动子主要是皮肤角蛋白基因启动子,具有促绒毛生长功能的基因则包括编码生长因子、转录因子及小分子蛋白的基因.目前已获得利用这些特异性启动子调控外源基因在皮肤细胞内超表达的转基因动物.     

外源NO对转基因白桦外源基因表达及DNA甲基化的影响

为探讨外源NO诱导转基因白桦外源基因表达与基因组DNA甲基化之间的关系,本研究分析了NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对转基因白桦愈伤组织中外源基因BGT转录的影响,并对此过程中基因组DNA甲基化水平、甲基转移酶基因DRM、MET表达量及生理生化指标进行研究。结果表明：2 mmol·L^-1SNP处理后,转基因白桦防御酶活性、丙二醛（MDA）含量显著升高,表明高浓度NO对白桦细胞正常生命活动产生了伤害;甲基转移酶DRM和MET基因上调表达,基因组DNA甲基化水平由10.6%增加到16.5%,外源基因BGT表达量在6 h时显著增加,3 d时仅为对照的0.46倍,说明转基因白桦外源BGT基因的表达对高浓度NO响应明显且受基因组甲基化水平的影响。本研究揭示了转基因白桦外源BGT基因和甲基转移酶MET、DRM基因对高浓度NO的响应模式,分析了基因组甲基化水平及生理生化特征的变化,为转基因植物生长发育的表观遗传调控和外源基因表达影响机制的研究奠定基础。     

拟南芥花药绒毡层细胞中具有基因簇特征的基因进化和功能分析

在植物基因组中, 除了同源基因成簇现象外, 近年来还发现一些具有共表达特性的异源基因也能够以基因簇形式存在, 但这些异源基因簇的进化和生物学功能尚不清楚。花药发育和花粉形成是植物进化出的特有的生殖生物学过程, 同时产生了一些在花药绒毡层中特异表达和特定功能的基因簇基因。该研究通过筛选和分析花药绒毡层中基因簇基因的分子特性、表达调控、基因年龄和基因重复进化等信息, 探讨花药基因簇基因与植物开花功能进化之间的关系。结果表明, 在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中共筛选到84个(13个基因簇)花药绒毡层特异高表达的基因簇基因, 它们主要产生于串联重复事件, 76%的基因出现在开花植物分化后的阶段, 主要参与生殖发育、花粉鞘组成和脂代谢等生物学过程。研究初步解析了拟南芥花药绒毡层中基因簇基因的基本特征、生物学功能和基因进化机制, 为深入揭示植物基因簇基因的遗传学功能奠定了基础。     

拟南芥花药绒毡层细胞中具有基因簇特征的基因进化和功能分析

在植物基因组中,除了同源基因成簇现象外,近年来还发现一些具有共表达特性的异源基因也能够以基因簇形式存在,但这些异源基因簇的进化和生物学功能尚不清楚。花药发育和花粉形成是植物进化出的特有的生殖生物学过程,同时产生了一些在花药绒毡层中特异表达和特定功能的基因簇基因。该研究通过筛选和分析花药绒毡层中基因簇基因的分子特性、表达调控、基因年龄和基因重复进化等信息,探讨花药基因簇基因与植物开花功能进化之间的关系。结果表明,在拟南芥(Arabidopsisthaliana)中共筛选到84个(13个基因簇)花药绒毡层特异高表达的基因簇基因,它们主要产生于串联重复事件,76%的基因出现在开花植物分化后的阶段,主要参与生殖发育、花粉鞘组成和脂代谢等生物学过程。研究初步解析了拟南芥花药绒毡层中基因簇基因的基本特征、生物学功能和基因进化机制,为深入揭示植物基因簇基因的遗传学功能奠定了基础。     

抗除草剂转基因大豆插入拷贝数及其旁侧序列分析

目的:确定抗除草剂转基因大豆外源基因拷贝数和其插入位点侧翼序列.方法:采用绝对定量PCR法测定转EPSPS基因大豆中外源基因拷贝数,内参照基因标准曲线选用大豆凝集素(Lectin)基因为标准品,外源基因标准曲线以含EPSPS基因的阳性质粒为标准品.采用基因组步移技术和巢式PCR方法确定抗除草剂转基因大豆插入位点旁侧序列.结果:抗除草剂转基因大豆外源基因的拷贝数为1.CaMV35S上游扩增887bp,NOS下游扩增1 340bp.结论:明确了EPSPS外源基因在转基因大豆中为单拷贝,转基因大豆插入位点附近大豆基因组发生了DNA重排.     

植物遗传转化表达载体研究进展

植物遗传转化表达载体是植物转基因研究中非常重要的一个环节,外源基因在转基因植物中的高效表达是转基因研究成功的关键。综述了植物遗传转化表达载体近年来的研究进展情况,着重介绍了在转基因植物中实现外源基因高效表达的多种途径和策略,旨在提高转基因植物中外源基因的表达水平和生物安全性,并展望了今后植物转基因研究及商业化发展方向。     

提高转基因表达水平的策略

随着转基因相关技术的发展,转基因动物技术在许多方面得到了成功应用.但外源基因在体内的表达仍然难以预测,特别是大动物的转基因,由于制备效率低下,因而难以筛选出足够的高表达的阳性动物数.基因表达调控研究对提高外源基因在动物体内的表达水平提供了一些新手段,本就避免转基因的位置效应、控制外源基因在动物宿主基因组中的整合、提高转基因的表达效率、构建转基因载体和使用外源基因需要注意的问题等进行综述.     

外源基因在转基因植物中的表达与稳定性

外源基因能否在转基因植物中稳定表达对转基因植物的应用前景有重要的影响。影响外源基因稳定表达的因素有多种,其中包括遗传和环境因素。在某些转基因植物中,外源基因表达是受发育调控,本文主要讨论了转基因沉默及发育时期和环境条件对源基因的表达及稳定性的影响,并进一步探讨了对策。     

一种消除转基因植物潜在风险的新技术

多年来,科学家们一直为寻求解决转基因植物安全性问题的有效工具而不懈努力。美国康涅狄格大学华人科学家李义教授领导的研究小组,经过6年多的深入研究,在此领域实现了重大突破,2007年发表了“外源基因清除”技术(Gene-deletor)。该技术整合了Cre/LoxP和FLP/FRT双重组系统,用器官或组织特异启动子驱动FLP/Cre,在外源基因发挥功能之后,可将其从转基因植物的花粉、果实和种子中彻底清除,可有效防止转基因植物的外源基因向非转基因植物或杂草的逃逸,从而消除公众对转基因植物生态和食品安全的担忧。 着重介绍了“外源基因清除”技术(Gene-deletor)的概念、作用机制及其潜在应用。     

利用转基因标记NPTⅡ快速、规模化纯合转基因番茄

利用卡那霉素喷施方法对带有NPTⅡ标记基因和双价外源基因(烟草渗调蛋白基因AP24和菜豆几丁质酶基因Chi)的转基因番茄的3个世代在温室或田间环境进行规模化筛选,成功获得8个单拷贝转基因纯合植株。含有单个拷贝NPTⅡ标记基因的转基因株系后代,对卡那霉素的抗感分离符合3∶1的孟德尔分离比例,T2代中一些株系表现为对卡那霉素全抗,表明这些株系的外源基因已经纯合,这一结果在T3代中进一步得到证实。但对于含有两个拷贝外源基因的转基因株系,外源基因的遗传则比较复杂。同时,结合Km喷施和多重PCR技术对外源基因的异常遗传进行了初步分析。用PCR分析进一步证实了该方法的准确性,该方法是对转基因番茄进行大规模、快速遗传分析的理想方法。     

转Bt基因植物中外源基因时空动态表达的研究现状

在转Bt基因植株中 ,外源基因的时空动态表达对于害虫的防治和转基因安全评价管理具有重要意义。利用生物测定法和酶联免疫吸附测定法 (ELISA) ,对植物不同组织在同一发育阶段、同一组织在不同的发育阶段以及不同转基因植株的外源基因的时空动态表达进行研究。本文综述了转基因植物中外源基因时空动态表达的研究进展和现状。     

应用荧光原位杂交技术检测人β^E珠蛋白基因小鼠染色体上的整合状态

为将荧光原位杂交技术应用于基因定位研究中,探讨一种能有效地检测转基因动物染色体上外源基因整合状态的实验方法,对小鼠腹腔注射秋水仙素后,取转基因小鼠骨髓制备中期染色体,将传统的FISH方法加以改进,检测外源基因在转基因小鼠染色体上的整合状态。检测结果表明,外源人β^E珠蛋白基因已稳定地整合于小鼠染色体上,FISH能直观地反映外源基因在转基因动物染色体上的整合状态,该方法可对转基因动物及基因转移研究中的外源基因整合反进行染色体定位检测。     

采用玉米Ubi-1启动子获得低拷贝转基因玉米植株

通过基因枪粒子轰击和草丁膦（PPT）选择获得可育的玉米转基因植株,并分析了外源基因在转化体中的拷贝数与启动子之间的关系。用玉米Ubi-1启动子驱动外源基因,玉米转化体中外源基因的拷贝数较低;可能的原因为Ubi-1启动子通过与其内部同源序列发生重组而被定点整合进玉米基因组,共转化的两种质粒DNA在整合至玉米染色体DNA之前已重构成为一个整体。结果显示使用某一植物自身基因的启动子可以降低外源基因在该物种转基因个体中的拷贝数,进而避免基因沉默现象的发生。目前已得到第二代转基因玉米种子。     

一种基于PCR技术鉴定单拷贝转基因烟草的方法

为了鉴定携带单拷贝外源基因的转基因烟草植株,以烟草核基因组上已知的单拷贝内源基因（RNR2）为内参,转基因烟草植株基因组DNA为模板,在同一PCR反应体系中扩增内源基因（RNR2）和外源目的基因（NPTⅡ）。反应产物在琼脂糖凝胶上电泳,获得了预期大小的两条特异性扩增条带。经ImageJ软件捕捉分析两条目的条带的灰度比,当T1代转基因烟草植株中外源基因与内源基因的扩增条带灰度比为1时,所检测植株即为单拷贝外源基因的转基因烟草植株。孟德尔经典遗传学方法证实了上述检测结果高度可信。