叶绿体遗传工程

叶绿体遗传工程,是利用DNA重组技术将 叶绿体DNA片段同载体质粒DNA体外连接, 再将重组质粒引人到受体细胞中,借以研究叶 绿体DNA的基因组成及其功能表达的重要手 段。叶绿体遗传体系,是构成植物细胞中三个 遗传体系之一。叶绿体DNA编码一系列重要 性状,例如,在光合作用中固定Co,的RuBPC 酶的大亚基,并且与某些高等植物的花粉育性 有关,是染色体外遗传研究的主要对象。尤其 值得注意的是,叶绿体DNA在一系列特性方 面均与原核生物相近似,通过叶绿体遗传工程, 实现真核与原核生物之间的遗传重组,目前虽 仍处于试验阶段,但它可能引起的后果,则是人 们难以预料的。此外,叶绿体DNA经过改造使 之带有适当的标记性状之后,也是一个良好的 载体。由于以上原因,叶绿体遗传工程研究日 益受到重视。本文将综述这方面研究进展,供 参考。     

叶绿体基因组与叶绿体基因表达的调节

对叶绿体基因组的测序和已鉴定出的叶绿体编码基因及不同水平上叶绿体基因表达的调控机制的研究进展进行了概述。     

植物叶绿体DNA

叶绿体是专营光合作用的细胞器。本世纪初已经证明叶斑现象是细胞质遗传的,因此认为叶绿体中很可能存在遗传物质,以后随着核酸检测技术的发展,予测叶绿体中存在DNA。1963年Sager和石田首先成功地从衣藻叶绿体中提取了DNA,接着证明叶绿体中也存在自身的转录,翻译系统。用以往经典遗传学方法很难适用于叶绿体DNA的遗传分析,因此几似没有进行。最近由于引入以重组DNA为主的新技术,叶绿体DNA的遗传分析才真正开始进行。本文主要是从DNA碱基顺序的水平讨论叶绿体基因的情况。     

叶绿体的遗传

叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。关于叶绿体结构及其光合过程的生理机制已经得到了比较充分的研究。叶绿体遗传的研究也在深入。现已明确,叶绿体包含着相对独立的遗传系统和进行光合作用所必需的全部酶系统。本文将对叶绿体的遗传系统、遗传方式和机制的研究成果作一简介。叶绿体的遗传系统与线粒体不同,功能性的叶绿体主要存在于绿色的、光合组织细胞里。高等植物的叶绿体呈扁平状,直径约7μm,厚约3—4μm,靠双层膜游离于细胞质里。外被里面为基质,其成     

叶绿体移动现象

叶绿体是植物细胞中最重要的光能转化细胞器,叶绿体在细胞中具有一定分布区域,当植物受外界环境刺激时叶绿体会发生位移,包括回避反应、聚集反应等运动方式.近年来,以模式植物拟南芥为材料,利用正向遗传学和反向遗传学等方法,发现一些重要基因编码的蛋白控制叶绿体移动行为,其中向光素蓝光受体PHOT1和PHOT2以及肌动蛋白结合蛋白CHIP1(chloroplast unusual positioning 1)与叶绿体移动有密切关系.简要介绍目前对叶绿体移动机制的研究进展.     

植物的叶绿体基因组

对植物叶绿体基因组的特征,叶绿体编码基因,叶绿体基因表达调控以及叶绿体基因转化等内容进行了介绍和评述。     

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。     

叶绿体基因组研究进展

作为植物细胞器的重要组成部分和光合作用的器官,叶绿体在生物进化的漫长历史中发挥了重要作用.伴随着生物技术的深入发展,人们发现叶绿体基因组结构和序列的信息在揭示物种起源、进化演变及其不同物种之间的亲缘关系等方面具有重要价值.与此同时,比核转化具有明显优势的叶绿体转化技术在遗传改良、生物制剂的生产等方面显示出巨大潜力,而叶绿体基因组结构和序列分析则是叶绿体转化的基石.基于叶绿体的这些重要作用,收集整理了有关的资料,从几个方面归纳了本领域最近的研究进展,希望能使读者对迅速发展的叶绿体基因组研究有更全面的了解,以及对叶绿体基因组在物种的进化、遗传、系统发育关系等方面的作用有更深刻的认识,同时也希望对叶绿体转化技术的研究和广泛应用产生积极作用.     

1342个植物叶绿体基因组分析

叶绿体是植物进行光合作用的主要场所,是生命活动的能量之泉,由于其结构简单,且通过母系遗传,正逐渐成为研究热点。本研究通过统计分析,对美国国立生物技术信息中心(national center of biotechnology information,NCBI)上已公布的叶绿体基因组信息(截止到2016年10月31日),特别是植物叶绿体基因组信息进行了整理,发现目前全世界有242家研究单位正致力于叶绿体基因组研究,他们的研究对象多达200个科属。对公布的植物叶绿体基因组进行分析,发现它们的长度主要集中在140~160 kb,GC含量多为35%~40%,编码80~100个基因。叶绿体基因组研究已经进入崭新的阶段,对叶绿体基因组的深入研究,必将帮助我们更快、更深入地认识、利用和保护植物。     

叶绿体蛋白质组学研究进展

蛋白质组分析是鉴定蛋白质种类和功能的有力工具之一。叶绿体作为光合作用的重要细胞器,叶绿体蛋白质组学成为了研究的热点,涉及的领域包括叶绿体的总蛋白质组学、亚细胞蛋白质组学、差异蛋白质组学和蛋白质的功能等。现主要介绍蛋白质组学的常用技术以及叶绿体蛋白质组学的最新研究进展。     

叶绿体及其特化概述

叶绿体是代谢功能最强的质体。概述了叶绿体的非光合功能,C3植物和C3植物与阴生叶和阳生叶叶绿体结构与功能的差异．叶绿体周质网、变形质体、质体小管的特征以及保卫细胞叶绿体在气孔开放与关闭方面的功能。     

叶绿体的遗传进化

叶绿体是半自主性细胞器,其生长和增殖受核基因组和自身的基因组2套遗传系统的控制、关于叶绿体的起源有2种学说,近年来．大量叶绿体基因组全序列被测定,以及分子生物学的研究结果为内共生起源学说提供了更多证据。相对于线粒体,叶绿体DNA的结构更趋于保守一,叶绿体与核基因组所编码的蛋白质互相协调来维持叶绿体的正常功能。在进化过程中,基因可能从叶绿体大量转移到细胞核中。叶绿体基因组的信息常常表现出“母性遗传”特征．因而,使之更具生物反应器的优势。     

叶绿体蛋白质组研究进展

亚细胞蛋白质组学是近年来蛋白组学研究中的一个热点。通过细胞器的纯化和亚细胞组分的分离,降低了样品的复杂性,增大了相应蛋白质组分的富集,有利于由此分离获得的蛋白质的序列分析及功能鉴定。叶绿体蛋白质组为植物亚细胞蛋白质组学研究中相对全面的一部分,利用亚细胞分离结合双向电泳技术系统地鉴定叶绿体中蛋白质组分是获取叶绿体蛋白质信息、确定其功能的重要技术手段。本文就近年来植物叶绿体蛋白质组涵盖的叶绿体内、外被膜、叶绿体基质、类囊体膜和类囊体腔蛋白的研究进行综述,以全面认识叶绿体蛋白的组成、特点及其在叶绿体生理生化代谢网络中的作用。     

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。     

叶绿体中的DNA

叶绿体分布于綠色植物的生活细胞中,它担当着光合作用的重要职责。可是它的繁殖却是很特别,根据新近的研究,在叶绿体进行繁殖的时候,使用特殊的染色方法进行观察,却发現了叶绿体中有DNA(去氧核糖核酸)的存在。关于DNA本来多分布于细胞核中,它对细胞繁殖起着重要的作用,現在叶绿体中也存在着DNA,相对地可以說,叶绿     

叶绿体分子生物学研究进展

叶绿体是绿色植物进行光合作用的重要细胞器。早在1909年,就有人根据高等植物叶片的花斑性状的非孟德尔遗传现象,推测叶绿体内存在着遗传物质。1954年以后,Sager等人以藻类为材料,初步揭示了叶绿体母系遗传的规律。然而,直到1962年,人们才利用电镜技术首次证实了叶绿体DNA(cp DNA)分子的存在。十年后,才分离到cp DNA分子。     

植物叶绿体互补作用的研究——Ⅰ.杂交双亲叶绿体的互补作用

本文报道水稻“三系”叶绿体和大豆叶绿体希尔反应(光还原DCIP)的互补作用的结果。水稻(或大豆)杂交双亲叶绿体在体外等量混合时,其希尔反应活性大于两亲本叶绿体的平均值。实验结果表明:(1)水稻不育系+恢复系或保持系+恢复系的混合叶绿体有明显的互补作用;而不育系+保持系的混合叶绿体无互补作用。(2)提取叶绿体后的上清液与叶绿体混     

高等植物叶绿体基因组的转化

介绍了高等植物叶绿体基因组转化技术的原理和优点,外源基因导入叶绿体基因组的方法,外源基因与叶绿体基因组的整合及其表达,常用的叶绿体基因组转化的筛选标记基因及其去除的研究进展.     

叶绿体的结构和化学

叶绿体为绿色植物的细胞器,作为一切生物物质和能量来源的光合作用就是在植物细胞的叶绿体中进行的,故叶绿体又称光合器。光合作用的进行同叶绿体的结构有着密切的联系,因此叶绿体结构和化学物理的研究是阐明光合作用机制的一个重要方面。关于叶绿体的化学组成和结构的研究已有很多报告。本文仅就叶绿体的分离、化学和结构三个方面所取得的主要成就和进展进行综述,以资参考。     

植物叶绿体蛋白酶研究进展

叶绿体中包含着各种类型蛋白酶,它们构成了一个复杂而精细的蛋白酶系统,在维持叶绿体的正常发育与功能中起着重要的作用。其中加工肽酶,如SPP、TPP及CTP,是叶绿体蛋白成熟过程中的关键酶,它们在体内一般以单体形式存在,识别前体蛋白末端的特殊位点,去除其末端短肽。而Prep、Clp、Deg和FtsH等蛋白酶一般形成多亚基的复合体,负责降解叶绿体中的损伤蛋白及无效短肽,维持叶绿体内环境的稳定。我们综述了这些蛋白酶在叶绿体中的结构功能特点及作用机制。