日利用生物技术育成低咖啡因咽啡树

AppropriateTechnology2003年30卷3期11页报道:已知咖啡因可引起心悸、高血压和失眠。但目前工业上使用的去咖啡因方法,不仅代价高昂,而且可影响咖啡风味。为此,科学家们一直试图培育一种低咖啡因的咽啡树品种。最近,日本奈良科学技术研究所的科学家,通过实验研究,已育成了一种转基因咖啡树。由于通过基因工程减少了咖啡树中负责合成咖啡因的基因的活性,从而使其咖啡豆中咖啡因的含量减少了70%。汪开治日利用生物技术育成低咖啡因咽啡树@汪开治     

可可、咖啡等植物中氨基甲酰磷酸合成酶家族基因鉴定和进化分析

氨基甲酰磷酸合成酶家族含有植物中氨基酸代谢以及嘌呤生物碱合成中重要基因;咖啡、可可、番茄等植物中含有丰富的嘌呤生物碱物质咖啡因。本研究从可可、咖啡、番茄等8个种子植物基因组中,系统鉴定得到了33条氨基甲酰磷酸合成酶家族基因。进化分析表明,此家族在种子植物中可分为4个亚家族。氨基甲酰磷酸合成酶处于亚家族Ⅰ,甲基巴豆酰基辅酶A羧化酶处于亚家族Ⅱ,而乙酰辅酶A羧化酶的不同亚基处于亚家族Ⅲ和Ⅳ。银杏中仅鉴定得到亚家族Ⅱ和Ⅳ的基因。而在单子叶植物中,不存在亚家族Ⅳ的基因。各基因均含有多个结构域,其中某些亚家族由基因融合形成。各基因分子量较大,且均具有亲脂性。本研究为氨基酸代谢和咖啡因等嘌呤生物碱合成机制提供了基因靶标以及进化学基础。     

干热区小粒咖啡提质增产的灌水和遮荫耦合模式

通过大田试验研究了灌水量分别为充分灌水的100%(CI)、75%(DI75)和50%(DI50)3个灌水水平和光照强度分别为自然光的100%(T100)、70%(T70)、55%(T55)和40%(T40)4个遮荫水平对小粒咖啡生长、产量及品质的影响,并建立了不同灌水和遮荫水平下小粒咖啡产量和品质的综合效益评价模型.结果表明:与CI相比,DI75增加小粒咖啡干豆中脂肪和绿原酸含量6.0%和10.2%,DI50显著增加咖啡因含量,而降低水分利用效率.与T100相比,T70增加干豆产量和水分利用效率27.2%和26.8%,增加干豆中总糖和绿原酸含量6.3%和5.5%.而T55和T40显著减少干豆产量、水分利用效率,以及干豆中咖啡因和绿原酸含量.与CIT100相比,DI75T70提高干豆产量和水分利用效率28.0%和44.5%,增加咖啡干豆中总糖、蛋白质、脂肪和绿原酸含量分别为12.2%、14.7%、6.6%和10.0%,而减小咖啡因含量8.3%.综合分析表明,DI75T70(灌水量为充分灌水的75%和70%的自然光照)的产量和品质的综合效益最优,可以实现小粒咖啡的优质高产和节水高效.     

生物技术企业争向紫杉醇投资紫杉醇研究不断有进展

对紫杉醇投资的竞争 本刊(《生物技术新闻(Bitechnology News)》)1993年5月13日首次报道:蒙大拿大学发现一种寄生于短叶紫杉树的真菌,此真菌从寄主获得了生产抗癌药紫杉醇的能力;有十几家大制药企业和生物技术企业竞相谋求从蒙大拿大学取得利用此发现的权利。据悉,竞争者中有ESCAgenetics公司,Lederlle Labs公司和出售天然紫衫醇治疗卵巢癌的Bristol-Meyers Squibb公司。 但出人意料,争得特许权,可以开发这种以发现人Andrea Stierle命名的安德烈亚紫杉霉(Taxomyces andreanae)的,却是一家私营小企业Cytoclonal制药公司。该公司的总经理Arthur Bollon回答     

咖啡因体内代谢及其应用的研究进展

咖啡因是从茶叶、咖啡果中提取出来的一种生物碱,常用于治疗神经衰弱和昏迷复苏。咖啡因体内代谢过程复杂,现已发现咖啡因的15种代谢产物,参与代谢过程的酶类也被逐一证实。尿液咖啡因代谢产物比率(UCMRs)常用于多种药物代谢酶活性的评估,主要包括CYP1A2、CYP2A6、N-乙酰转移酶和黄嘌呤氧化酶,咖啡因及其代谢产物检测方法也逐步得到改进与更新。总之,咖啡因与人类健康密切相关,以及其重要的科研应用价值,一直受到普遍关注。     

咖啡渣高值化利用研究进展

咖啡渣作为咖啡豆加工后的残渣,因含有油脂、多糖、蛋白质、咖啡因、多酚和绿原酸等有效成分,可经热裂解和化学转化制备生物燃料、生物聚合物、生物吸附剂、抗氧化剂和生物复合材料等高值化产品。本文主要对国内外近年来咖啡渣有效成分及相关转化技术的研究进行了综述,旨在为实现咖啡渣高值利用提供参考。     

刮目相看茜草科（中）

受欢迎的咖啡咖啡是世界三大饮料之一，另二为茶和可可。咖啡之名广及世界，喝过咖啡的人无法统计清，但知道咖啡来源的人，恐怕不会太多。咖啡是来源于茜草科咖啡属的种。咖啡属的重要特征是它的花冠裂片是旋转状排列的，而拉拉藤属和茜草属的花冠裂片是镊合状排列的。咖啡属有９０多种，重要的种仅为大粒咖啡（Coffealiberi－ca）、中粒咖啡（C．canephora）和小粒咖啡（C．arabi－ca）三种。其中又以小粒咖啡栽培最为广泛。它的果实成熟后经加工制成咖啡，作饮料味道香醇，且含的咖啡因成分较低。小粒咖啡的原产地为非洲埃塞俄比亚。咖…     

冷胁迫诱导、咖啡因抑制的水稻根新基因片段的分离及表达分析

利用差异显示（Differential display）及H.Y-Yellow琼脂糖凝胶分离等方法,从冷胁迫和甘露醇共同处理的冷敏感水稻（Wase toitsu）根的总RNA中,分离出冷胁迫诱导的cDNA片段,经过测序和同源比较,发现它是一尚未报道的新基因片段。这一基因的表达对温度具有敏感的反应特性,4℃时表达水平明显增加,在正常温度（25℃）下,其表达水平又可快速降低。当幼苗根用0.5mol/L甘露醇预处理2h后,转入冷胁迫,其低温诱导的表达水平增加更为明显。在甘露醇预处理之前加入咖啡因处理根1h,其表达水平明显降低,几乎与正常温度下的对照相同。据此推测,这一基因可能参与了冷胁迫或水分胁迫诱导的耐冷过程中咖啡因敏感信号的传导。      

生物法生成可可碱技术

目的:利用含有基因串联表达质粒的大肠杆菌工程菌催化咖啡因制备可可碱。方法:通过分子生物学手段将高活性C1咖啡因脱甲基化酶与葡萄糖脱氢酶串联表达质粒转化大肠杆菌,该脱甲基酶在菌体生长过程中与菌体自身电子传递链相关蛋白偶合,从而赋予菌体脱甲基化功能,结合葡萄糖脱氢酶对辅酶NADH的循环作用,可以高效催化咖啡因1位脱甲基得到可可碱。结果:发酵在线转化,投入咖啡因5 g/L,25 h可可碱产量可达3.01 g/L,转化率大于95%。该催化反应体系无毒性化学试剂污染,转化效率较高。结论:为生物法催化咖啡因生产可可碱路线奠定了前期基础,也为未来生物法制备可可碱技术的工业化研究指明方向。     

喝无咖啡因咖啡可降低患糖尿病风险

美国一项大规模调查发现,喝不含咖啡因的咖啡可降低患糖尿病的风险。美国明尼苏达大学公共卫生学院的研究人员对2．8万名女性进行了长达11年的跟踪调查。调查开始时,所有女性均未患糖尿病或心血管疾病。调查期间,研究人员通过一系列问卷获得     

《人基因治疗》杂志创刊

《人基因治疗》(Human Gene Therapy)杂志将于1990年创刊。该刊为季刊,由美国Mary Ann Liebert 出版公司出版。该刊主要刊载包括人在内的哺乳动物基因转移和表达的原始论文;还将报道载体开发进展、转移系统以及运物模型系统;同时还报道直接与人基因     

荷兰公司用遗传工程方法改变菊花颜色

荷兰的Florigene B. V.公司已成功地用遗传工程法将一种粉红色菊花变成白色.公司的科学家成功地将查耳酮合成酶基因插入到这种畅销花种的植株中.查耳酮合成酶基因是决定花瓣中色素形成的基因之一.原花种是由上述公司的一家持股公司Fides提供的,后者是荷兰的一家菊花育种、繁殖公司.     

美国花生品种基因转移成功

美国 Agracetus Inc.公司宣布,它们已成功地开发出英国主要粮食作物——花生基因转移方法。公司科学家利用微弹法把具有除草剂抗性和病毒抗性的新基因转移到花生 Florunner 品种里,新产生的植株能稳定地把基因传给后代。据悉,此项成果是花生稳定基因转移的首次报道。该公司将利用此法对花生进行广泛改良。这项成果是 Agracetus 公司花生 R & D 首席科学家 Gurdip Brar 博士在于 Norfolk,Virginia 举办的美国花生研究和教育科学年会上宣布的。Florunner 是美国花生最重要的品种,几乎占全国花生的一半,年盈利达14亿美元,花生是美国需求     

菜豆的性状转化获得成功

据报道,美国Agracetue公司的研究员David Russel使菜豆的性状转化获得成功.现在正进行导入抗病基因的实验. Russel使用基因枪导入了有关基因.该公司研究开发副经理Kenneth Barton指出这项成功表明,在抗病毒菜豆品种的开发上可以应用基因重组技术. 据Barton说该公司正在着手导入菜豆的重要病害——烟草花叶病毒的外壳蛋白基因,研究培育抗病菜豆. Agracetus公司是美国Cetus公司和化学公司的W.R.Grace公司合并而成的风险企业.之后,W.R.Grace公司收买了Cetus公司的股份,使其成为W.R.Grace公司的独家子公司.以新品种的开发为中心,继续农业领域的研究开发.该公司以1986年在美国首先获准进行基因重组植物的野外试验而闻名.     

昆虫水平基因转移及其研究进展

水平基因转移(horizontal gene transfer, HGT)是生物体获得遗传信息的方式之一,对生物体进化起重要作用。近年来,越来越多昆虫中的水平基因转移现象被报道,如在鳞翅目(如家蚕、甜菜夜蛾、小菜蛾、斜纹夜蛾)、半翅目(如柑橘粉蚧、烟粉虱)、鞘翅目(如咖啡果小蠹、米象、光肩星天牛)、膜翅目(如金小蜂)、双翅目(如果蝇、白纹伊蚊)等昆虫中广泛存在水平转移基因,且不同的水平转移基因对昆虫的营养合成与共生、吸收与消化、毒素产生与解毒、生长和发育、体色改变等方面有着重要作用。本文结合国内外专家学者的相关报道,就HGT的研究步骤与技术方法、评判HGT发生的方法、昆虫HGT的供体与功能几个方面进行了总结和讨论,以期更加深入地了解水平基因转移现象,为探究水平基因转移的作用机制、理解昆虫的进化、遗传和行为、并将水平基因转移应用到农业生产中为农业害虫的绿色防治提供更多思路。     

中粒咖啡萜类合成酶基因家族的生物信息学分析

萜类化合物具有重要的生理、生态作用和药用价值,萜类合成酶(TPS)是合成萜类化合物的关键酶。通过整合中粒咖啡(Coffee canephora)的基因组和转录组数据,利用生物信息学方法,鉴定出43个萜类合成酶全长基因,并对这些基因的分子进化、结构、复制、表达及功能分化的机理进行了探究。结果表明,中粒咖啡萜类合成酶基因可以分为5个亚家族(a、b、c、e/f、g),不同亚家族的基因结构差异很大;串联复制是基因家族扩增的主要原因;表达分析结果表明,萜类合成酶基因在不同组织中的表达差异明显;中粒咖啡萜类合成酶基因启动子区的顺式调控元件可能与基因的功能分化相关;不同亚家族之间的功能差异主要由亚家族特异的氨基酸决定。     

苎麻CCoAOMT基因cDNA反义转化模式烟草'WS38'

苎麻咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶(CCoAOMT)是其木质素合成过程的一种关键酶,运用克隆的该酶基因cDNA及植物表达载体pBI121、pWM101,分别构建了35S启动子控制的苎麻CCoAOMT基因反义cDNA基因质粒(pBI121-antiBnCCoAOMT)和cDNA全长表达质粒(pWM101-BnCCoAOMT),并通过根癌农杆菌介导法将其转化至模式烟草WS38,获得了转基因烟草.对转基因植株进行分子分析和组织学初步研究表明,转反义RNA基因植株叶柄木质素含量较野生烟草或转正义基因烟草叶柄木质素含量降低.说明运用反义RNA技术对CCoAOMT基因的表达进行基因工程调控,一定程度上可以对木质素的合成产生干扰,为获得低木质素或木质素组分改良的苎麻基因工程奠定基础.     

咖啡因对大鼠杏仁核点燃模型的作用研究

目的:观察兴奋药咖啡因对点燃癫痫模型的作用.方法:建立大鼠杏仁核点燃模型,观察不同剂量的咖啡因及与抗癫痫药物联用对杏仁核点燃大鼠的后放电时程(ADD)和Racine's分级的影响.结果:咖啡因提高点燃大鼠的ADD,但联用抗苯妥英钠和苯巴比妥可降低ADD(P＜0.01)及Racine's分级(P＜0.01).结论:小剂量的咖啡因与抗癫痫药物能产生协同作用.     

新制癌菌素和平阳霉素诱发蚕豆染色体畸变的比较研究

本文报道了新制癌菌素(NCS)能诱发植物染色体畸变,同时观察了利用咖啡因后处理对NCS、PYM诱发染色体畸变的影响,研究了PYM切断DNA断头的性质。结果表明,NCS切割DNA产生3'-羟基末端和3'-磷酸末端;咖啡因能封闭3'-羟基末端抑制DNA的修复,从而提高诱变频率。PYM加咖啡因后处理,其染色体畸变频率与PYM单独处理无明显差异。说明PYM切断DNA所得到的产物,不是3'-羟基末端,而是3'-磷酸末端。     

对人基因图标记的研究

保健科学研究所5月30日与美国Collaboratire Research公司签订5年合同,获得对DNA探针的共同开发和在日本的专卖权.该公司的战略是以此为开端,以便将来加入很有潜在市场的基因诊断技术.合同规定首先由保健科学研究所向CR公司提供资金,将该公司的人基因图标记DNA探针商业化.基因图是把已知的基因和通过家系分析等推定与