粪透明颤菌血红蛋白基因促进转基因矮牵牛在水培条件下生长并增强其抗涝能力

通过PCR程序克隆粪透明颤菌(Vitreoscilla stercoraria Pringsheim)血红蛋白基因(vhb)的编码区,将其置于CaMV 35S启动子的驱动下导入矮牵牛(Petunia hybrida Vilm). PCR和Southern杂交分析证明vhb基因已整合到受体基因组中,而RT-PCR检测证实了转基因矮牵牛中vhb基因转录水平的表达.观察了转基因株系在液体培养基中对淹水和缺氧的反应,发现vhb的表达明显促进了水培植物的生长.为进一步研究转基因植物在低氧条件的耐受能力,将上述的转基因株系在静置的液体培养基中进行完全的淹没培养, 结果显示转基因植株具有较强的低氧耐受能力,培养两周后能从淹没状态长出液面,并由此而在液体中较正常地生长,而未转基因的对照不能长出淹没的培养基表面,在4～5周后因缺氧而窒息死亡.另将上述转基因株系在温室中盆栽并进行抗涝分析,在模拟的持续淹水胁迫中,转基因株系比对照表现出较强的忍受能力.这些结果预示vhb基因在抗涝作物培育和提高水培植物缺氧耐受能力的分子育种方面具有较良好的应用前景.     

从透明颤菌血红蛋白谈到植物缺氧与转基因作物

扼要介绍透明颤菌血红蛋白基因在多种微生物的表达、调节和生理功能,特别是在生物工程方面可能的应用。但最值得重视的是这一基因在烟草中的表达及其生理效应,它为我们提出一个重要的问题,就是植物是否缺氧,透明颤菌血红蛋白基因很可能是构建转基因作物的重要元件。     

透明颤菌血红蛋白基因的研究与应用

总结了近 15年来透明颤菌血红蛋白的研究结果 ,包括它的分布、结构、功能、合成等分子生物学以及在基因工程中的应用。透明颤菌的血红蛋白是 2 0世纪 70年代被发现的 ,由于它具有结合氧的特性 ,可使透明颤菌这一专性好氧的革兰氏阴性菌在贫氧环境中生长。透明颤菌血红蛋白是同型二聚体形式的可溶性血红蛋白分子 ,每分子透明颤菌血红蛋白由两个分子量为 15 775的亚基和两个b型血红素组成。透明颤菌血红蛋白的功能是为透明颤菌强大的呼吸膜增加氧的流量。完整的有功能的血红蛋白由血红蛋白亚基和血红素组成 ,血红蛋白亚基由基因vgb编码 ,血红素由生化代谢合成。透明颤菌血红蛋白基因在野生透明颤菌中是以单拷贝的方式随染色体一起复制表达的。透明颤菌血红蛋白基因已经被克隆和测序。同时也讨论了将透明颤菌血红蛋白基因整合到异源宿主菌中增加重组蛋白产量和发酵产量方面的研究。最后 ,概述了当透明颤菌血红蛋白在植物中表达时 ,转基因植物表现出生长增加以及代谢物产量发生变化的情况。     

利用PCR法扩增透明颤菌血红蛋白基因条件的优化

以透明颤菌染色体基因组DNA为模板,利用PCR技术获取透明颤菌(Vitreoscilla)血红蛋白基因(vgb)。在多聚合酶链式反应中采用碱变性模板与热启动等方法进行透明颤菌血红蛋白基因体外扩增,成功地扩增出约0.5 kb的透明颤菌血红蛋白基因,并对vgb的PCR条件进行了研究。获取理想的目的基因PCR反应的综合参数比十分重要。     

透明颤菌血红蛋白在发酵工业中的应用概述

透明颤菌血红蛋白在发酵工业中的应用概述郭宏秋,杨胜利（中国科学院上海生物工程研究中心,上海２００２３３）在生物技术日益产业化的今天,特别是随着基因工程技术的飞速发展,为生产新的生物产品带来了可能,有些产品已进人商业化生产,像干扰素、白细胞介素、生长激...     

透明颤菌血红蛋白的研究进展

血红蛋白广泛存在于动植物、微生物中,是一种氧结合蛋白。透明颤菌血红蛋白是20世纪70年代后期发现的一种血红蛋白,该蛋白质能使细菌在低氧的情况下生存,并保持较高的生长速率。随着作用机理研究深入,透明颤菌血红蛋白在发酵工业和植物转基因等生物工程领域有着广泛的应用。     

透明颤菌血红蛋白的表达及其对基因工程菌的影响

利用已克隆的透明颤菌血红蛋白基因,构建了一批复制类型和抗生标记不同的ｖｇｂ表达载体,并就ｖｇｂ基因表达及其对几种基因工程大肠杆菌的影响进行了初步研究。实验证明ｖｇｂ基因的表达具有氧调控特性,在溶氧水平下跌至２０％饱和度时迅速合成。ｖｇｂ基因的表达产物可促进青霉素酰化酶和ＴＮＦ、ＩＬ－２等基因工程菌在低氧条件下细胞生长和产物表达的状况,由于ｖｇｂ基因的表达降低了细胞对氧的敏感程度,可望运用它来改善发     

透明颤菌血红蛋白基因在阿维链霉菌中的表达

将含有自身启动子的透明颤菌血红蛋白基因（ ｖｈｂ） 克隆至大肠杆菌—链霉菌穿梭质粒载体ｐＩＪ６５３ 中构建成表达载体ｐ ＷＹ１０１ 和ｐ ＷＹ１０２ ,用它们转化阿维菌素（ａｖｅｒｍｅｃｔｉｎｓ） 产生菌———阿维链霉菌（ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ａｖｅｒｍｉｔｉｌｉｓ） ,经Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ 分析并未检测到ｖｈｂ 基因表达,但用穿梭载体ｐＨＺ１２５２（ 其中的ｖｈｂ 基因位于受硫链丝菌素诱导的链霉菌强启动子ＰｔｉｐＡ之下） 转化阿维链霉菌并经硫链丝菌素诱导,则在该菌中表达出了有活性的ＶＨｂ 蛋白。ｐＨＺ１２５２ 在阿维链霉菌中发生了重组缺失,但缺失的ｐＨＺ１２５２ 上仍含有完整的ｖｈｂ 基因及诱导型强启动子,且可在阿维链霉菌中稳定遗传,却不能再转化大肠杆菌。     

透明颤菌血红蛋白的应用进展

透明颤菌血红蛋白（VHb）具有在限氧条件下促进异源宿主细胞生长和增加产物产量的作用,已在发酵、环保、转基因动植物、重组蛋白表达等方面得到了广泛应用。将VHb与酶或蛋白融合表达可提高酶的活性、稳定性或蛋白的分离效率。对VHb进行改造有助于获得性能更良好的"新"蛋白。     

转vgb基因油菜的耐涝性

油菜是我国重要的油料作物和蛋白质饲料作物,涝害严重影响了我国油菜产业的发展,提高油菜的耐涝能力对于我国油菜可持续发展具有非常重大的意义。本研究采用PCR、Southern杂交等方法对转vgb基因油菜植株进行鉴定,15 d淹涝实验结果显示,转基因油菜的超氧化物歧化酶、丙二醛和脯氨酸含量在淹涝前后的变幅显著低于对照。对淹水后的农艺性状进行调查,转vgb基因的油菜相比较对照抗涝性明显得到增强,证明vgb基因在油菜中的表达对油菜的抗涝性具有显著作用。     

3个玉兰材料对水涝胁迫的响应与耐涝性评价

为评价星花玉兰及其实生选育品种‘菊花’以及其与柳叶玉兰的杂交品种‘皮鲁埃特’的耐涝性强弱,并为后续星花玉兰耐涝品种选育提供理论依据。通过14 d的水涝胁迫,研究3种玉兰叶片生理、内源激素和光合特性等相关的14个指标变化。利用主成分分析法,比较超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、脱落酸(ABA)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)这5个作为评价耐涝性指标的重要性以及评价耐涝性,同时利用隶属函数分析法对5个指标进行耐涝性评价。结果表明:(1)3种玉兰在水涝胁迫后叶片的净光合速率(P n)、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、叶绿素含量、初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))、PSⅡ最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))、PSⅡ有效光化学量子产量(Yield)和可溶性蛋白含量均显著降低,MDA、ABA含量和SOD活性均有不同的增加幅度。‘菊花’和星花玉兰处理组的C_(i)、ACC显著增加,而‘皮鲁埃特’的显著降低。(2)评价3种玉兰耐涝性的生理及内源激素指标重要性依次为ACC、SOD、ABA、可溶性蛋白和MDA。(3)通过主成分分析法和隶属函数分析法对3种玉兰进行综合评价,耐涝性强弱依次为‘皮鲁埃特’、星花玉兰和‘菊花’。     

转AtNHX1基因玉米的产生及其耐盐性分析

以玉米(Zea mays L.)骨干自交系DH4866、齐319和鲁原16106的胚性愈伤组织为材料,采用农杆菌介导法将AtNHX1和hpt因转入玉米培养细胞,经筛选获得了抗潮霉素的愈伤组织并再生植株.经PCR检测和Southernblot验证,确定了22.8%的再生植株为转基因植株.农杆菌液浓度、愈伤组织基因型及共培养时间对转化率均有明显影响.外源基因在转基因植株后代中的分离呈多样性,在部分株系中表现出孟德尔遗传规律.耐盐筛选表明,一些转基因植株及其后代具有很好的耐盐性,部分株系可在0.8%-1.0%NaCl溶液浇灌下萌发和生长.Northern杂交表明,植株耐盐性提高与AtNHX1基因的转录水平相一致.     

转AtNHX1基因玉米的产生及其耐盐性分析

以玉米(ZeamaysL.)骨干自交系DH4866、齐319和鲁原16106的胚性愈伤组织为材料,采用农杆菌介导法将AtNHX1和hpt基因转入玉米培养细胞,经筛选获得了抗潮霉素的愈伤组织并再生植株。经PCR检测和Southernblot验证,确定了22.8%的再生植株为转基因植株。农杆菌液浓度、愈伤组织基因型及共培养时间对转化率均有明显影响。外源基因在转基因植株后代中的分离呈多样性,在部分株系中表现出孟德尔遗传规律。耐盐筛选表明,一些转基因植株及其后代具有很好的耐盐性,部分株系可在0.8%-1.0%NaCl溶液浇灌下萌发和生长。Northern杂交表明,植株耐盐性提高与AtNHX1基因的转录水平相一致。     

Improvement of Freezing Tolerance in Transgenic Tobacco Leaves by Expressing the hiC6 Gene

A cryoprotective protein, HIC6, was expressed transgenically in tobacco, a cold-sensitive plant, and the localization of the protein within the cell as well as freezing tolerance of the transgenic tobacco was investigated. For constitutive expression of HIC6 in tobacco, its corresponding gene was subcloned into pBI121. Through the transformation with pBI121/hiC6, fifteen transgenic tobacco lines were acquired, out of which twelve lines expressed the HIC6 protein. None of the transgenic tobacco lines, however, showed significant differences in freezing tolerance from the control plants (wild-type and transformed with pBI121) at ?1, ?3, and ?4°C, with the exception that their freezing temperature was ?2°C. In order to increase the accumulation level of HIC6, pBE2113 with a stronger promoter was used. Eight lines expressed the protein out of thirteen lines transformed with pBE2113/hiC6. The accumulation levels of the protein were clearly higher in the tobacco plants transformed with pBE2113/hiC6 than in those with pBI121/hiC6. The HIC6 protein seemed to be localized in mitochondria of the transgenic tobacco plants. Freezing-tolerance test at ?1 - ?4°C showed that the degree of electrolyte leakage was significantly lower in the plants with pBE2113/hiC6 than in the control plants. A leaf browning observation also showed that high accumulation of HIC6 significantly suppressed injury caused by freezing to the transgenic tobacco at ?3°C.     

玉米地方种质竹山白马牙耐渍性生物学基础分析

在中国南方,涝渍已成为包括玉米在内的多种植物的主要非生物胁迫之一,发掘和有效利用玉米耐渍种质、探讨玉米耐渍性生物学特征、培育耐渍性新品种是减少南方玉米产量损失,扩大玉米种植面积的最为经济有效的途径。本研究多方面证据表明白马牙比渍水敏感性玉米自交系B73具有较强的耐渍性。在表型水平上:渍水胁迫下,白马牙的叶绿素相对含量、苗高、根长、茎鲜重/干重、根干重/鲜重、不定根数目及根长均显著高于B73;渍水28 d,白马牙的平均存活率为86%,B73的存活率仅为8.25%,说明白马牙相对于B73渍水耐受性较强,白马牙在渍水胁迫下具有发达的不定根和诱导性通气组织的形成。在生理生化水平上:渍水处理6 d,B73中丙二醛含量显著增加,而白马牙维持在相对较低水平,且白马牙在渍水胁迫后过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性增强,证明白马牙具有较强的活性氧清除能力。在磷吸收利用上:白马牙较强的磷吸收能力增强了抵抗非生物胁迫的能力,本研究揭示了耐渍性地方种质白马牙苗期耐渍性产生的形态特征和生物学基础,为进一步利用该资源进行耐渍性品种选育提供了理论依据。     

血红蛋白基因在枯草芽孢杆菌中的表达及其作用的研究

革兰氏阴性菌Ｖｉｔｒｅｏｓｃｉｌｌａ的血红蛋白与氧结合力强,能降低该菌需氧量。将该血红蛋白的结构基因（Ｖｇｂ）连接到枯草杆菌质粒ｐＡＫ４的β－内酰胺酶基因（ｂｌａ）启动子下（框架正确）,构建了重组质粒ｐＡＶ,并将此质粒先转化至枯草杆菌ＤＢ１０４,继而又转化到枯草杆菌碱性蛋白酶工程菌Ｇ３３１和产木聚糖酶枯草杆菌Ｂ５３。经酶切和电泳分析显示转化的质粒ＤＮＡ含有大小与Ｖｇｂ相同的电泳带,又经非放射性同位     

透明颤菌血红蛋白基因表达对金色链霉菌生长代谢的影响

利用四环素抗性基因启动子在金色链霉菌中表达透明颤菌血红蛋白基因。在1m3发酵罐中研究了工程菌株的生长代谢特性。在溶解氧充足的条件下,透明颤菌血红蛋白表达,对金色链霉菌生长代谢未产生明显影响,工程菌株与参比菌株的生长代谢特性基本一致,工程菌株和参比菌株金霉素最终浓度分别为22905u/mL、22896u/mL。在低溶解氧条件下,透明颤菌血红蛋白的表达,可促进金色链霉菌菌体生长、菌丝活力保持和金霉素的合成：工程菌菌体浓度比参比菌株高5％～10％,产物合成提高11.4％。