辣椒高效再生体系及抗病基因工程研究进展

通过外源基因的转入来提高辣椒抗病越来越受关注,而辣椒高效遗传转化再生体系的建立是充分利用转基因技术的首要步骤。本文从辣椒再生和遗传转化体系的优化及抗病基因工程等方面的国内外研究进展进行综述,为今后辣椒转基因研究提供一定的参考依据。     

辣椒抗烟草花叶病毒相关基因研究进展

病毒病是危害辣椒生产的主要病害之一。烟草花叶病毒(TMV)是最早被发现的病毒,它引起的烟草花叶病毒病是多种作物的重要病害,给辣椒等茄科作物的生产带来重大损失。文中综述了辣椒抗TMV防御反应中的相关基因及其研究进展,为明确辣椒抗TMV机理,挖掘抗病基因,选育抗病材料提供参考。     

辣椒重要农艺性状相关基因的发掘进展

该文对国内外近年来有关辣椒辣味、颜色、抗病和雄性不育等重要农艺性状相关基因的研究进展进行了概述,指出了目前研究中存在的不足之处及今后研究方向,并介绍了辣椒重要农艺性状相关基因发掘的常规方法,以及随着辣椒基因组测序的完成和第二代测序技术的应用,基因发掘的新技术及其在辣椒基因发掘中的应用及前景。     

对增强辣椒疫霉菌抗性的研究

病原物诱导型启动子能精确控制抗病基因在侵染位点的表达,是抗病基因工程的有效工具。prp1-1是来自马铃薯谷胱甘肽巯基转移酶基因启动子的一个273bp的片段,能够快速准确地启动被侵染位点抗病基因的表达;Rs-AFP2是具有对致病性丝状真菌的广谱抗性。该研究构建prp1-1调控Rs-AFP2基因表达的载体,经农杆菌介导转化法导入辣椒。逆转录PCR检测发现,转基因辣椒只在受到疫霉菌孢子侵染时,才由prp1-1启动Rs-AFP2基因的转录。用疫霉菌孢子灌根接种转基因辣椒T1代植株,35株T1代辣椒中有29株表现出明显的疫霉菌抗性。另将23株T1代辣椒种于人工气候箱,发现其形态和发育特征与相同条件下的非转基因植株无明显区别。研究表明,prp1-1调控Rs-AFP2的诱导表达达到了增强辣椒疫霉菌抗性的目的,而且避免了负面效应的发生。     

疫霉侵染下辣椒幼苗消减文库的构建与初步分析

为了分离和鉴定辣椒中疫霉诱导基因,以高抗疫霉病辣椒品种L11为材料,以接种辣椒疫霉菌的幼嫩叶片为处理（tester）,以未接种自然生长的幼嫩叶片为对照(driver),利用抑制性消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH)构建了疫霉侵染下辣椒幼苗的消减文库。从消减文库中随机挑取30个阳性克隆,提取质粒进行PCR鉴定,显示插入片段大小大部分集中在200～1 000 bp之间,文库质量良好。随机挑取40个克隆进行测序,共获得35个有效EST序列。经Blastx分析表明：有30个EST与GenBank中其他序列有同源性,5个EST为未知功能序列。已知功能的EST序列分别编码NAC转录因子、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、P450单加氧酶、叶绿素a/b结合蛋白、谷胱甘肽转移酶、几丁质酶等,这些蛋白涉及抗病信号传递、抗氧化作用、转录调控及光合作用等多种生理过程。本研究为抗病基因克隆和系统研究疫霉侵染下辣椒基因的表达奠定了重要的理论基础。     

朝天椒Tm-2^nv-Like基因的同源克隆及其表达验证

番茄的Tm-2nv基因是一个NBS-LRR类型的病毒抗性基因.本研究以该基因的保守序列作为扩增引物,对辣椒栽培种朝天椒的基因组DNA进行电子分析、同源扩增和表达验证,首次获得了具有70%相似性的同源基因.生物信息学分析显示,朝天椒Tm-2nv-like基因的N端289～300 nt处和316～333 nt处分别含有12和18个碱基的插入,并且含有一个ATP/GTP结合位点的基序A(P-loop),以及3个依赖于cAMP和cGMP的蛋白激酶磷酸化位点.这一结果对于辣椒抗病基因功能的研究具有重要意义.     

植物抗病基因工程的研究进展及前景展望

近年来,随着植物抗病基因(尤其是抗病毒基因)的分离,植物抗病机制的分子生物学和植物抗病基因工程的研究轰轰烈烈地展开并取得重大突破。本文针对植物抗病基因工程的原理、抗病基因、转化方法等方面的进展进行了综述,并对抗病基因工程的应用前景做了展望。     

植物抗病基因克隆的研究进展

本从抗病基因克隆技术,抗病基因的产物和结构,抗病基因介导的抗病信号传导以及抗病基因进化等方面入手,综述了近几年来植物抗病基因克隆的研究进展,并对转座子标签法和定位克隆法做了较为详细的阐述。     

辣椒CaWRKY14转录因子的生物学特性研究

WRKY转录因子是植物响应病原菌胁迫最重要的转录因子之一,且参与抗病反应及信号传导通路的调控。为研究辣椒WRKY基因的生物学特征,以辣椒高抗疫病材料CM334为试材,克隆获得响应疫霉菌诱导的转录因子CaWRKY14。生物信息学分析表明,该基因DNA全长2 530 bp,cDNA全长1 662 bp,含有5个内含子,编码553个氨基酸,含有1个WRKY保守结构域,属于Group Ⅱ(b)。实时荧光定量表达分析表明,CaWRKY14不仅受ABA和疫霉菌胁迫诱导表达,且表达量分别在12 h和24 h时达到峰值,分别是对照的8.54和8.04倍,同时也受高盐、热激和干旱胁迫诱导。利用VIGS技术对CaWRKY14转录因子进行沉默后发现,抗病材料CM334接种疫霉菌后趋于发病。研究表明,CaWRKY14基因在辣椒响应疫霉菌胁迫进程中可能发挥着重要作用。     

植物NBS类抗病基因的进化

NBS(Nucleotide-binding site)类抗病基因是植物中最重要的一类抗病基因, 其进化模式、结构特点和功能调控一直是抗病基因研究领域的热点。这类基因具有保守的结构域, 广泛存在于植物基因组中, 在不同植物基因组中数目差异较大且具有较低的表达量。此外, 同源NBS类抗病基因之间通过频繁的序列交换产生广泛的序列多样性, 且抗病基因位点具有较差的线性。依据基因之间序列交换的频率, 抗病基因可分为TypeⅠ和TypeⅡ两类。文章从抗病基因的结构、数量、分布、序列多样性、进化模式以及表达调控等方面进行了综述, 旨在为后续NBS类抗病基因的相关研究提供参考。     

Ectopic expression of a recessive resistance gene generates dominant potyvirus resistance in plants

Despite long-standing plant breeding investments and early successes in genetic engineering, plant viral pathogens still cause major losses in agriculture worldwide. Early transgenic approaches involved the expression of pathogen-derived sequences that provided limited protection against relatively narrow ranges of viral pathotypes. In contrast, this study demonstrates that the ectopic expression of pvr1 , a recessive gene from Capsicum chinense , results in dominant broad-spectrum potyvirus resistance in transgenic tomato plants ( Solanum lycopersicum ). The pvr1 locus in pepper encodes the eukaryotic translation initiation factor eIF4E. Naturally occurring point mutations at this locus result in monogenic recessive broad-spectrum potyvirus resistance that has been globally deployed via plant breeding programmes for more than 50 years. Transgenic tomato progenies that over-expressed the Capsicum pvr1 allele showed dominant resistance to several tobacco etch virus strains and other potyviruses, including pepper mottle virus, a range of protection similar to that observed in pepper homozygous for the pvr1 allele.     

植物广谱抗病基因工程策略与研究进展

系统获得性抗性（SAP）是植物防御病原微生物侵染的一条有效途径。利用基因工程技术改造其表达特性可以提高植物的抗病性,从活性氧的代谢,抗病基因的利用、过敏反应的诱导和SAR的组成性表达等方面论述了植物广谱抗病基因工程的研究策略。已取得的成就及今后的研究方向。     

植物抗病基因克隆与功能研究进展

植物抗病基因（R基因）是分子植物病理学和植物基因工程研究的热点之一,R基因的克隆及其在抗病反应中的功能研究为揭示植物抗病机制和有效－控制植物病害奠定了基础,本文介绍了R基因的成功克隆方法和克隆新策略,对R基因编码产物的功能进行了分类分析,并对通过遗传工程途径发展R基因介导的抗病植物新品种进行了展望。     

防御素的生物学特性及其抗病基因工程

防御素是一种富含半胱氨酸的小分子多肽,对细菌等微生物具有广谱抗性,且作用机制特殊。迄今为止,国内外在防御素方面进行了大量的研究,已经从各类生物体中分离出不同种类的防御素,并在基因工程和医药领域呈现广泛的应用前景。文章对防御素的分类、生物学特性,包括哺乳动物α-、β-、θ-防御素、昆虫以及植物防御素的分子结构及抗菌活性进行了综述,阐述了防御素的膜作用及与细胞内复合物结合的作用机制。总结和归纳了防御素基因的分离、表达研究进展及动、植物防御素基因在抗病基因工程领域的应用,并对防御素在未来的生物制药和植物抗病基因工程方面的应用前景进行了展望。     

提高木霉逆境适应性与生物防治效果的基因工程研究进展

木霉生存范围广、生长繁殖迅速,对其他真菌有一定的拮抗能力,并能促进植物生长、诱导植物对病原菌产生抗性,是迄今开发最成功的植物病害生防真菌。目前,运用基因工程的方法对木霉进行遗传改良,提高它对环境的适应性与对致病菌的防治能力,已经取得了很大的进展,就近年来采用基因工程的方法对木霉进行改良的研究进行综述。     

杨树基因工程进展

本文重点对杨树的遗传转化技术进行了概述,讨论了影响农杆菌转化效果的主要因素,并综述了杨树在抗除草剂、抗虫和抗病等方面基因工程进展状况。     

高等植物叶绿体基因工程

叶绿体基因工程作为一项新技术具有一系列传统核基因工程所不具备的优点,在基础性及应用性研究中极具吸引力,已经成功应用于了解质体基因组,调控植物代谢系统,农作物抗旱、抗虫、抗病、抗除草剂及以植物为生物反应器生产抗体、疫苗等方面的研究。本文主要介绍叶绿体基因工程的原理、操作体系及其在高等植物中的应用。     

高等植物叶绿体基因工程

叶绿体基因工程作为一项新技术具有一系列传统核基因工程所不具备的优点,在基础性及应用性研究中极具吸引力,已经成功应用于了解质体基因组,调控植物代谢系统,农作物抗旱、抗虫、抗病、抗除草剂及以植物为生物反应器生产抗体、疫苗等方面的研究.本文主要介绍叶绿体基因工程的原理、操作体系及其在高等植物中的应用.