根癌农杆菌毒力调节基因在识别寄主植物及T-DNA转移的作用

土壤病原菌根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)通过遗传转化植物细胞,引起许多植物(主要是双子叶)发生冠瘿病。转化实质在于农杆菌DNA中的一个特殊片段,T-DNA从大的(>200Kb)Ti质粒转移到植物细胞核     

T-DNA转移研究进展

植物遗传转化技术近年在农作物性状改良、植物生物反应器利用以及基因功能鉴定等方面得到了广泛的应用.T-DNA转移是植物细胞农杆菌介导遗传转化整合和表达外源基因的基础.农杆菌Ti质粒vir基因编码蛋白、农杆菌一些染色体基因编码蛋白及植物细胞一些基因编码蛋白或因子均参与T-DNA转移.转移过程包括农杆菌对植物细胞的识别、附着,细菌对植物信号物质的感受,细菌vir基因的诱导表达,T复合体的形成,跨膜运输,进核运输和整合等一序列过程.植物细胞因子与农杆菌T-DNA转移相关蛋白的相互作用最近被认为在T-DNA转移过程中起重要作用.     

农杆菌T-复合物的形成与转运研究进展

在简要介绍农杆菌T-DNA转运全过程的基础上,结合作者近年的工作,重点对T-复合物的形成和T-复合物在农杆菌细胞内的转运机理的最新进展进行归纳和评述．农杆菌能够将其Ti质粒上的一段DNA以单链DNA-蛋白质复合物(简称T-复合物)的形式,通过其细胞两端的四型分泌系统(typeⅣ secretion system,T4SS)转运到宿主植物中,并使宿主发生遗传转化,因而农杆菌介导的T-DNA转运技术已成为应用最广泛的植物转基因技术,同时,由于转运T-复合物的T4SS也是某些质粒接合转移和许多病源微生物分泌致病效应蛋白的通道,因此,农杆菌T-DNA转运机理的研究受到了广泛的重视和关注,使得这方面的研究进展非常迅速．     

Ti质粒基因在单子叶植物中的表达

<正> 根癌农杆菌感染双子叶植物时,能侵入双子叶植物的细胞壁,并通过一种未知机制将其Ti质粒DNA导入植物细胞内。导入的Ti质粒DNA(T-DNA)能整合到植物细胞的核基因组中,并被转录。通过遗传操作插入Ti质粒T区的任何DNA片段似乎都能随根癌农杆菌一起转移到植物细胞内。因此,根癌农杆菌作为载体,已广泛用于高等植物外源遗传物质的导入研究。它最终有可能给作物的基因组加入一些有益的遗传成分。遗憾的是,把Ti质粒用作转     

植物DNA断裂修复基因对农杆菌T-DNA整合的作用

转基因植物在作物新品种培育和生物制药中已发挥了巨大作用。农杆菌介导的遗传转化是广泛用于基因组分析的强大工具,也是获得转基因植物的主导技术。农杆菌介导的基因转移是极其复杂的生物学过程,需要许多农杆菌和植物的遗传因子协同参与完成。经过20多年的研究,人们对T-DNA产生和转运的分子机制以及农杆菌与寄主植物的互作已有所了解。T-DNA整合是农杆菌介导转化过程中最为关键的一步,但对于其整合机制所知仍有限。越来越多的证据表明,寄主植物细胞的DNA断裂修复基因对农杆菌T-DNA整合具有重要作用。该文首先介绍T-DNA转移的大致过程,重点讨论DNA断裂损伤修复相关基因对T-DNA整合的作用,为通过DNA损伤修复基因的遗传操纵来提高农杆菌介导植物遗传转化的效率提供参考。     

农杆菌侵染过程中的Vir蛋白

农杆菌作为目前广泛应用的遗传转化工具,其分子机理得到广泛深入的研究,尤其是位于Ti质粒上的Vir蛋白,在整个侵染过程中起非常重要的作用。从植物信号的感应到T-DNA的运输及整合,都是在Vir蛋白和植物因子的帮助下共同完成的。简要综述了近年来有关Vir蛋白在农杆菌侵染各阶段中作用的研究进展。     

植物基因工程进展

70年代末,科学家通过分子生物学的研究证实,根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)侵染了双子叶植物之后,能把它的质粒(Tumor inducing plasmid,简称Ti质粒)上的一段DNA(Transfer DNA,简称 T-DNA)插入到植物染色体中,使植物产生冠瘿瘤(crown gall),T-DNA在冠瘿瘤细胞内能稳定     

我国葡萄根癌农杆菌Ti质粒的特征

以窄宿主葡萄农杆菌Ag162Ti质粒的T-DNA区tmr、tmsl和ocs基因座位以及T_A-DNA和T_B-DNA片段为探针,对12株我国分离的不同生物型、质粒类型和寄主范围的葡萄根癌农杆菌的引质粒转移DNA(T-DNA)进行Southern杂交分析。在9株生物3型octoplne Ti质粒菌株中,与上述探针均同源。其中窄宿主葡萄根癌农杆菌菌株杂交片段彼此较一致。广宿主葡萄根癌农杆菌菌株的杂交片段彼此差异较大。1株无致瘤能力的生物1型菌株与5个探针均不杂交。1株生物3型nopaline Ti质粒菌株及1株诱导冠瘿瘤中只合成精氨酸的菌株,杂交带的变化也大。由此可见葡萄农杆菌在生物进化过程中其转移DNA呈多态性,成为农杆菌中特殊类群。本分析对葡萄根癌农杆菌致病菌株的鉴定亦有帮助。     

用Ti质粒DNA离体转化植物原生质体成功

基因工程包括把DNA引入寄主细胞,并和寄主基因组整合,以及外源基因在寄主中表达。这在植物细胞里尚未被证明。最近新西兰的几位科学家首次在植物细胞里证明了这一点。他们是用烟草原生质体为实验材料,用Ti质粒DNA进行转化取得成功的。可引起冠缨瘤病的根瘤农杆菌是一个把外源DNA引入植物中去的天然的实验体系。这种根瘤农杆菌能把     

农杆菌介导的单子叶植物遗传转化研究进展

根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)Ti质粒转化系统的建立使植物遗传工程进入了一个飞速发展的时期。近年来,发根农杆菌(A.rhizogenes)Ri质粒毛根转化系统的研究十分迅速,展示了美好的前景,农杆菌介导的植物遗传转化已成为目前研究和应用最广泛的系统。但是,农杆菌的宿主范围一般仅限于双子叶植物和一些裸子植物,这就直接防碍着这种比较完善的基因转移技术在单子叶植物,尤其是禾谷类作物转化的应用。本文介绍了农杆菌介导的单子叶植物遗传转化的进展;对扩大农杆菌宿主范围、实现对单子叶植物转化的途径进行了探讨。 (一)农杆菌介导的单子叶植物转化的方法 目前建立的单子叶植物基因转移系统有:(1)农杆菌载体系统;(2)外源DNA     

农杆菌T—DNA介导的植物转基因的分子机制

前言 根瘤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)与发根农根菌(A.rhizogenes)同属根瘤菌科,是革兰氏阴性植物病原菌。前者感染植物引起冠瘿病(Crop gall tumour),冠瘿病用含有抗生素的培养基培养与除菌。可无限增殖;后者感染植物诱发出许多不定根,把不定根培养在上述培养基上也可迅速生长,多次分枝成毛状称毛状根(hairy root)。农杆菌感染机理很复杂。其感染作用起始于受伤的植物细胞分泌的大量化学物质时期。受伤植物细胞分泌的酚分子诱导农杆菌怀有的Ti质粒或Ri质粒上的基因活化,尔后农杆菌紧附植物细胞并把Ti质粒或Ri质粒上一部分DNA(称作T—DNA,tranfer DNA)转移到植物染色体上。T.DNA共价整合后编译合成的新的低分量的代谢物,称为冠瘿碱。     

甜菜致瘤及T-DNA的转移

致瘤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens) 的细胞中除了染色体以外,还有Ti质粒,它能 通过植物被擦伤的部位感染植物,进人细胞中 去。Ti质粒上的一小段T-DNA 可以随机地 与细胞染色体结合,从而导致植物细胞迅速分 裂而结瘤。在瘤组织的细胞中可以合成章鱼碱 (Octopine）或胭脂碱（Nopaline) o感染后的植 物细胞另一个重要特征就是在无激素的培养基 上生长。这个试验体系已经应用于植物遗传工 程[2l。在茄科植物如烟草^[4]、龙葵Ell植株中TDNA 已经能够表达。这些T-DNA转移成功 的例子使国内外许多学者试图应用于重要的经 济作物— 甜菜(Beta vulgaris）上来。虽然 致瘤农杆菌可以使甜菜致瘤^[5],然而T-DNA 在甜菜基因组中能否转移和表达,则尚未见报 道,而这正是利用Ti质粒做为遗传载体的关 键。本试验正是针对这个问题而设计的并得到 了肯定的结果。     

迅速发展的植物基因工程

70年代后期,植物肿瘤发生的分子生物学研究取得了重大进展,证明根癌农杆菌能将Ti质粒的特定区段(即T-DNA)转移进植物细胞;T-DNA编码的基因整合进植物基因组后不仅发生表达,并且能成为植物的新增的一群基因稳定地保存下来,通过     

植物遗传工程研究中一种潜在的Ti质粒载体pTiBo542的限制性内切酶图谱

我们在这篇论文中报道了pTiB0542的物理图谱。pTiB0542是一种根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的广谱寄主的肿瘤诱导质粒。限制性内切酶BamHI消化产生42种片段,经用电泳技术分析含有pTiB0542部分重叠的克隆,结果发现它们是以环状排列的。根据pTiB0542的T-DNA区段与异源的章鱼碱Ti质粒和蓝曙红Ti质粒的T-DNA的同源性,从而确定了pTiB0542的T-DNA区段(Ti质粒移转到植物里去的那部分)。这一部位的克隆作为探针,与大豆肿瘤DNA进行Southern杂交,进一步证实这种论断。     

Ti质粒T区基因转移与整合分子机制的研究进展

由根癌农杆菌Ti质粒介导的转化系统现已发展成为向许多植物转移外源基因的有效途径。然而,长期以来,人们对Ti质粒T区基因（即T-DNA）转移、特别是整合的具体细节一直不甚了解。随着对Ti质粒分子生物学及其介导转化过程研究的广泛展开与不断深入,这一天更多然的基因转移与整合过程近几年来逐步被人们所揭示和认识。     

外源基因在转基因植物中的遗传特性

GeneticCharacterofForeignGenesinTransgenePlantsWangGuanlinFangHongJunNaJie(BiotechnologyInstituteofLiaoningNormalUniversity,Dalian116029)1外源基因在转化植株中的遗传传递规律关于外源基因在转化植株世代过程中的遗传传递规体已有较多的研究,一般从表型传达、标记基因的表达及分子杂交分析等方面进行研究,Braun等问‘早在1959年已证明,nopaline型Ti质粒农杆菌侵染植物细胞后产生的冠瘿瘤细胞中带有T－DNA,并保留一些形态发生潜力、但只能形成异常穿,亦称畸形痛。通过嫁接到正常烟草植株上可使这些异常穿开花结果…     

冠瘿瘤基因在植物体中的表达

1　实验目的利用质粒转移技术将有用 (目的 )基因整合到植物基因组 DNA中 ,创造出植物遗传新类型。本实验用根癌农杆菌介导 ,将菌体中的冠瘿瘤基因 (T- DNA)导入桑、紫景天中 ,使其形成植物瘤。通过本实验操作 ,可使学生了解植物转基因技术的基本原理 ,提高对生物课程学习的兴趣具有重要意义。2　实验原理植物经人工刺伤并感染农杆菌后 ,因伤流中含有一定量的酚类、氨基酸、糖等有机物 ,这类物质能诱导农杆菌合成参与 T- DNA剪切、加工、转移的酶系 ,并将 T-DNA整合到宿主细胞的基因组 DNA中。由于 T- DNA中有编码生长素 (tmsl、tm…     

向植物导入外源DNA方法的研究与发展

为满足人类对粮食和其它农产品的多种需求,利用现代生物技术手段培育高产,稳产、优质、抗病虫,抗逆植物新品种是农业生物技术研究的主要内容之一。对植物进行遗传改造的首要环节是,研究和开发向植物细胞导入外源基因的技术。近年来,向植物细胞导入外源DNA的方法在实践中不断创新发展。目前主要采用的方法有以下几种: 一、根癌土壤杆菌介导的外源基因转移 整合型的根癌土壤杆菌Ti质粒是最常用的一种载体。研究最多的是octopine(章鱼碱)型和nopaline(胭脂碱)型Ti质粒。在Ti质粒上有一段T-区,T-DNA能从该质粒转移到敏感植物的核基因组中。T-DNA边界有25bp正向重复序列可能接受某种酶识别切割,进而形成环状中间体。此外,Ti质粒上还有—个约50kb的Virulence区(简称Vir区),约有十几个基因。Vir区不在T-DNA内。Vir产物是一     

根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的 Ti 质粒(二)

转移 DNA—T—DNAChilton 等人利用同位素标记的 Ti 质粒做探针,发现加入高浓度烟草肿瘤的 DNA 后 Ti质粒 DNA 的复性速度有加快的趋势,表明肿瘤 DNA 中有 Ti 质粒的顺序,但该顺序不多,而且没有检测到完整的 Ti 质粒。以后这些作者将章鱼肉碱型的 Ti 质粒 B6—806用内切酶Smal 分解成19个片段,分别用同位素标记做成探针,然后与肿瘤进行分子杂交,结果有二段 Ti 质粒的 DNA(3b 和10c)能和肿瘤 DNA杂交,这是二个相邻近的片段,称为 T-DNA(图4)。Ti 质粒中与肿瘤 DNA 同源的 DNA     

农杆菌介导转基因植物T-DNA的整合方式

农杆菌介导的遗传转化已被广泛应用于植物转基因研究。作为外源基因的载体,农杆菌T-DNA片段在植物基因组中的整合方式,不仅影响外源基因的整合效率及稳定性,还会影响外源基因的表达特性。文章就农杆菌介导的T-DNA整合的两种主要模式、规律及相关研究手段进行综述,为农杆菌介导的转基因及T-DNA插入突变等相关研究提供借鉴。