参与K~ 系统的肽载体的开发

美国Rutgers大学Cook学校(新泽西州New Brunswick)开发了含参与植物钾摄取的肽基因载体。被命名为KAB1的这种肽作为控制钾离子系统的亚单位起机能作用。土壤一旦是酸性或可溶性铝和重金属、盐分的含量高的话,农作物的产量就低。其原因是因为存在于植物根部细胞膜上的的钾离子系统的机能受到抑制。如果找到KAB1基因导入植物提高系统蛋白的机能,重组植物在不利的环境下也能充分生长     

植物泵新知

植物如何将营养物质从一个细胞传递到另一个细胞是科学家们长期迷惑不解的问题。最近威斯康星大学的研究者迈克尔·苏氏门(Michael Sussman)在州间合作研究协调处的竞争研究基金办的配合下获得了一些重要的进展。 迈克尔利用一系列的分子生物学技术,确定和分离了至少五种基因,这些基因的密码是合成植物细胞质膜的“泵”蛋白。所谓“泵”蛋白是真正嵌在细胞膜中的分子。     

烟草花叶病毒外壳蛋白嵌合基团的重组

普通烟草花叶病毒外壳蛋白基因已和花椰菜花叶病毒35S启动子及3′未端重组成嵌合基因。在连接了用于筛选在土壤杆菌中导入外源基因的新霉素磷酸转移酶Ⅰ(NPT Ⅰ)基因和用于筛选在植物细胞中导入外源基因的嵌合的新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPT Ⅱ)基因后,已导入一个去致瘤基因的Ti载体T-DNA区中。这种在Ti载体T-DNA区带嵌合的烟草花叶病毒外壳蛋白基因的土壤杆菌菌株,可以用来转化植物。观察在转化植物中表达的这种外壳蛋白能否延缓或减轻烟草花叶病毒对它们的危害。     

植物同源盒基因的克隆与功能研究

同源盒基因在植物、动物、菌物的广泛存在说明这种结构在真核生物进化的早期就已出现,并暗示其具有重要功能。本文对植物同源盒基因的克隆与功能研究进行了综述,包括同源盒基因编码蛋白的结构特点、类型,并以玉米Knl、水稻OSH1及拟南芥STM为例,介绍了同源盒基因功能研究的现状。现有证据表明,同源盒基因与植物的发育过程有关。     

RNA-Seq在AM真菌研究中的应用

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizas,AM)真菌是农业生态系统中重要的微生物成员之一,可与约80%的维管束植物建立共生关系,这种共生关系一直伴随植物的进化过程,是影响植物生长及多样性的关键因素。转录组测序技术已广泛用于植物-AM真菌共生互作中信号传导、代谢、蛋白合成等生物过程的分子机理的研究。本文归纳了AM真菌与植物共生过程中参与植物胁迫防御、蛋白合成、蛋白折叠和降解、能量代谢、信号转导、转录等相关功能基因研究进展,如磷酸盐转运蛋白、凝集素前体、谷胱甘肽硫-转移酶、Mtha1质膜ATP酶、核糖体蛋白等相关基因,总结了相关研究中基因功能特征。为进一步深入研究AM真菌与植物共生机制提供理论依据。     

逆境相关植物锌指蛋白的研究进展

锌是植物必需的营养元素,锌指蛋白因其具有指状结构特征且能结合Zn2 而得名,植物锌指蛋白包含特有的QALGGH保守结构,可能涉及调控植物特有的生物学功能。人们已经从拟南芥(Arabidopsis thaliana)、矮牵牛(Petunia hybrida Vilm)、水稻(Oryza sativa)、大豆(Glycine max)、棉花(Gossypium hirsutum)等植物中克隆了许多编码锌指蛋白的基因,并对其结构及功能进行了研究。利用转基因技术,将一些与逆境胁迫相关的锌指蛋白基因在目标植物中过量表达后,能对植物起到增强抗逆性的作用,说明锌指蛋白在增强植物逆境抗性方面有着广阔的应用前景。     

基因工程在能源植物改良中的应用

利用基因工程技术改良能源植物,对降低能源植物向生物燃料(生物乙醇、生物柴油)的转化成本、提高能源转化效率有着非常重要的意义。目前,基因工程技术已被广泛应用于提高植物总的生物产量、降低或改变植物木质素的含量与成分、在植物体中大量表达纤维素降解酶、提高油料植物的产油量以及改变植物油酯的组成成分等方面的研究。概述了利用基因工程技术在以上方面对能源植物进行改良已取得的进展,讨论了现存问题及未来的发展前景。     

水稻类病斑突变体研究进展

植物类病变突变体是一类在没有病原物侵染情况下就能自发产生坏死斑的突变体。这类突变往往导致植株的抗病增强和防御相关基因的组成性表达。水稻中已报道了将近200个来源不同的类病变突变体,截至2014年12月73个水稻类病变突变体已被鉴定和命名,其中11个控制类病变性状的基因被克隆,它们分别编码不同的蛋白,包括热激蛋白转录因子、E3泛素连接酶、质膜蛋白激酶、锌指蛋白、酰基转移酶。尽管这些蛋白不是直接与植物抗病途径相关,但是在已鉴定的水稻类病变突变体中,绝大多数提高了对白叶枯病或稻瘟病的抗性,表明这些类病变基因的突变激活了植株的防御系统,并且不同的类病变基因可能参与了不同的抗病信号传导途径。深入研究水稻类病变突变体对作物抗病的分子机理研究和栽培品种的遗传改良都具有重要的意义。     

植物体内干旱信号的传递与基因表达

干旱是严重影响植物生长发育的重要环境胁迫因子之一。干旱能影响植物的水分状态,使植物缺水遭受伤害。近年来,相继从拟南芥等植物中克隆出了一些受干旱诱导的基因,如蛋白激酶基因、光合基因、渗透调节基因、功能蛋白基因（如LEA基因）等。干旱等胁迫信号经历一系列的传递过程,最后诱导这些特定基因的表达。在植物体中,可能存在依赖ABA型和不依赖ABA型两条干旱信号的传递途径。近年来从高等植物中分离出一系列调控干旱相关基因表达的转录因子,通过转录因子之间以及与其它相关蛋白之间的相互作用,激活或抑制干旱等胁迫因子诱导的基因表达。     

LEA蛋白与植物的抗旱性

植物在干旱胁迫下会产生多种诱导蛋白,其中LEA蛋白（Late-embryogenesis-abundant protein)已受到普遍关注。根据近年的研究进展,本文就植物中LEA蛋白的特性、分类、功能及LEA基因的表达调控作了简要综述。     

植物抗真菌病害基因工程研究进展

从表达水解酶、植物病程相关蛋白、抗真菌蛋白、病原毒性因子失活蛋白、抗病基因、植保素合成限速酶、植物细胞壁结构修饰分子、植物抗生反应调节基因等角度综述了植物抗真菌病害基因工程的策略,并就各种策略的研究进展,存在问题和发展趋势进行了探讨。     

盐胁迫下植物基因的表达与基因工程研究

在各种环境胁迫中,盐胁迫是造成作物减产的严重环境因素之一。随着植物分子生物学快速发展,植物耐盐性研究已深入到耐盐相关基因的克隆,基因的结构分析以及基因表达领域。文中就与植物耐盐性密切相关的小分子渗透物质、晚期胚胎发生富集蛋白(LEA)、通道蛋白、盐胁迫相关基因、信号传导基因和转录因子研究作了综述。同时对植物耐盐性研究作了简单的展望。     

盐胁迫下植物基因的表达与基因工程研究进展

在各种环境胁迫中,盐胁迫是造成作物减产的严重环境因素之一。随着植物分子生物学快速发展,植物耐盐性研究已深入到耐盐相关基因的克隆、基因的结构分析以及基因表达领域。文中就与植物耐盐性密切相关的小分子渗透物质、晚期胚胎发生富集蛋白(LEA)、通道蛋白、盐胁迫相关基因、信号传导基因和转录因子研究作了综述。同时对植物耐盐性研究作了简单的展望。     

LEA蛋白与植物的抗旱性

植物在干旱胁迫下会产生多种诱导蛋白 ,其中LEA蛋白 (Late embryogenesis abundantprotein)已受到普遍关注。根据近年的研究进展 ,本文就植物中LEA蛋白的特性、分类、功能及LEA基因的表达调控作了简要综述。     

植物抗旱耐盐基因的研究进展

近几年许多与植物抗旱耐盐相关基因被克隆和分析,同时通过转基因技术将这些基因转到植物中异源表达,能显著提高转基因植物的抗旱耐盐能力。这些基因主要包括渗透调节基因、蛋白类基因(如信号传导中的蛋白激酶基因)及转录因子等。在逆境条件下,渗透调节基因通过合成脯氨酸、甜菜碱、糖类和多胺类等渗透调节物质维持植物中的渗透平衡;蛋白激酶基因产物是细胞信号传导中的组分,这些基因能促进植物对干旱失水反应和逆境信号的传递,启动抗逆基因的表达;转录因子通过与相关基因的特异性结合来调控其表达,进而产生相关调控蛋白等物质增强植物在逆境中的生存能力。本文主要综述了这三类抗逆基因的研究现状及其生物学机理,讨论并分析这些基因在应用中尚待解决的问题,为发掘更多的抗逆性的基因资源和进一步开展分子育种工作提供参考。     

蚜虫唾液蛋白研究进展

蚜虫属于半翅目蚜科,多为重要的农业害虫,通过刺吸式口器吸食植物汁液,传播病毒,其爆发常常造成重大经济损失。在漫长的协同进化历程中,植物建立了高效的防御系统以应对蚜虫威胁。为了克服植物的防御反应,蚜虫也发展了相应的反制手段,其中蚜虫在取食过程中分泌的唾液蛋白能调控植物防御反应,降解植物次生物质,从而在蚜虫与植物互作中发挥着至关重要的作用。本文综述了蚜虫唾液蛋白的组分鉴定方法和相关蛋白的功能,并对唾液蛋白在蚜虫防治的应用和今后的研究方向进行了展望。常见的蚜虫唾液蛋白组分的鉴定和分析方法包括唾液蛋白的酶活性分析、唾液蛋白组学分析、唾液腺转录组学和蛋白组学分析等。但这些方法各有利弊,仅采取一种分析方法不能客观全面地反映蚜虫唾液蛋白分泌谱,多种技术手段联合分析方可提供更为逼真详实的信息。蚜虫唾液蛋白种类繁多,可分为解毒酶、保护酶、水解酶、结合功能蛋白以及分类未知的效应蛋白等。蚜虫唾液蛋白功能多样,能参与唾液鞘的形成,诱导植物防御反应,促进蚜虫取食,提高蚜虫繁殖力等。通过RNAi干扰唾液蛋白编码基因会显著改变蚜虫取食行为,并降低蚜虫存活率、产蚜量和适合度。因此,唾液蛋白是防控蚜虫的理想靶标。目前,采用寄主诱导的基因沉默(host-induced gene silencing, HIGS)技术已培育了数种靶向唾液蛋白基因的高效抗蚜作物品系,展示出了良好的应用前景。从目前研究来看,各种蚜虫唾液蛋白谱急需采用多组学手段联合分析的方法来进行完整解析。各种唾液蛋白的具体功能方面的研究还严重缺乏,需从蚜虫、植物、两者之间的互作等多维度探究唾液蛋白的作用及相关的分子机制,为发展基于蚜虫唾液蛋白调控的蚜虫防治新策略打下基础。     

提高外源基因在植物体内表达的策略

介绍提高外源基因在植物体内表达的方法。从外源基因的优化、整合、转录、翻译、运输以及基因间的相互作用等方面,总结提高外源蛋白在植物宿主体内表达的常用策略。     

植物细胞壁伸展蛋白的功能与利用

伸展蛋白是一类富含羟脯氨酸的糖蛋白,是植物细胞壁中重要的结构蛋白。伸展蛋白家族基因广泛存在于多种植物中,参与植物细胞壁网络结构形成与修饰、植物细胞伸长、根生长发育等过程,并且影响植物机械强度、倒伏抗性和各种逆境胁迫反应。本文拟从蛋白结构、进化关系、生物学功能等方面介绍植物伸展蛋白近期研究进展,并初步提出了此类基因在农作物和能源植物遗传改良中的利用。     

植物中有控制害虫繁殖的基因

据InternationalPestControl1996年第2期报道：英国科学家最近从几种植物中分离出能控制作物害虫繁殖的新基因,据称这项抗虫基因研究将对全球作物害虫防治产生积极影响。设在剑桥的阿克塞斯遗传公司的科学家已从矮小的雪花莲植物中分离出一种叫GNA的基因,该基因控制雪花莲植物中的一种专化蛋白的合成,这种蛋白质并不能杀死取食该植物的害虫,但可抑制害虫的自然生殖循环,阻止其正常的繁殖,最终遏制害虫种群的增长。GNA是目前分离出的对诸如蚜虫和飞虱之类的重要吸液害虫奏效的首例基因,对防治为害小麦的蚜虫、温室作物的椰粉虱和…     

使用花粉开发植物基因重组技术

以色列Hebrew大学的J.Shilo和G.Simchen使用花粉开发了在植物中导入外来基因的方法.目前在用这种方法培育的重组型烟草的叶中表达卡那霉素耐性基因已获得成功.这种方法是把含外来基因的质粒与花粉混合使基因整合.研究者认为这种技术能应用于一般植物.与传统的植物基因重组方法不同,使用花粉避免了使导入基因的细胞再生成株的过程.这种过程需要一定技术,而且会引起植物染色体异常.使用花粉导入基因时外来基因能编入