植物遗传工程取得新的突破-水稻原生质体再生成植株

对植物基因工程的要求,除外源DNA体外重组及重组DNA分子引入植物受体细胞,并使其正确表达外,受体细胞还应分化成植株,使外源基因遗传至植物的后代,使其获得外源基因的性状。     

水稻原生质体再生植株研究进展

水稻是重要粮食作物之一,水稻的基因工程引起科学工作者关注。一般对植物基因工程的要求,除外源DNA体外重组及重组DNA分子引入植物受体细胞,并使其正确表达外;受体细胞还应分化成植株,使外源基因遗传至植物的后代,使其获得外源基因的性状。     

向植物叶绿体导人基因成功

植物遗传工程的基本方法是向植物细胞核导入基因.最近,美国新泽西州Rutgers大学的Waksman研究所的Pal Maliga及其研究小组在植物叶绿体中导入外来基因获得成功.叶绿体是绿色植物细胞中的一种小的结构物,包括光合过程中把二氧化碳和水转换成碳水化合物的叶绿素.叶绿体是与植物细胞共存的光合成细菌进化而来的,有自己特有的DNA.由于开发了向叶绿体DNA导入外来基因的技术,就有可能开发抗除草剂植物和光合能力高的重组作物品种.     

植物细胞基因工程研究的现况和问题

现代生物学无论在理论上和方法上所取得的突飞猛进发展正给植物科学以巨大的推动。由于植物细胞培养、突变体选择、原生质体和细胞融合等方面的研究迅速进展,以及DNA分子体外重组和基因无性繁殖等技术的引入,已使利用培养的原生质体或细胞作为实验系统,来进行植物细胞的遗传操作成为     

用无细胞克隆系统进行特异DNA扩增的技术—PCR

作为分子生物学基石之一的分子克隆技术,是一系列技术的总称,包括目的基因的提纯,选择有自主复制能力的载体DNA,选用不同的限制性内切酶,构建新的重组DNA,导入受体细胞,重组DNA的转化,转化后遗传物质和性状的转移及重新组合,重组DNA的纯化扩增等。该系列技术的操作相当复杂繁琐且耗时长。如何从极微量的生物材料中简便快速地得到大量特定的基因,或是在众多复杂的生物基因DNA中,     

基因工程国内外进展和差距

基因工程是分子水平上的遗传工程。它主要运用重组DNA技术,在特殊酶的作用下,在体外人工连接来自不同生物体的目的基因于有自主复制能力的载体(质粒)DNA中,建成重组DNA的质粒:将此重组质粒送入受体生物细胞去复制和表达,达到遗传物质的转移,产生所需蛋白质。重组DNA技术的主要环节有:目的基因的分离或克隆、体外重组、载体传递或转染和复制、受体细胞繁殖和表达、蛋白质提纯和制备等。基因工程的最大特点是,打破了生物种间界限,使微生物、动植物、甚至人类之间的遗传物质可以互相转移和重组。     

基因工程在环境保护中的应用

20世纪70年代伯格(P．Berg)利用内切酶把分属2个不同作用的DNA重组到一起,宣告了基因工程的诞生。基因工程是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重组、然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞．使外源DNA在受体细胞中进行复制和表达。按人们的     

遗传工程的成就和展望

遗传工程一般是指将外源基因与DNA载体结合,形成重组DNA,然后引入到受体细胞,使外源基因复制并产生相应基因产物的技术,亦称为基因工程或重组DNA技术。也有人把细胞融合和染色体工程包括在遗传工程的范畴之内。 五十年代和六十年代分子遗传学的蓬勃发展,使人们搞清了基因的本质以及遗传信息复制和传递的机制,再加上七十年代初限制性内切酶的发现,基因分离技术的进展和细胞转化方法的建立,使遗传工程这门定向改造生物的新技术应运而生。1973年,Cohen等使大肠杆菌的抗四环素质粒和抗链霉素质粒在试管中重组,并在大肠杆菌中表达,进行了第一项遗传工程实验。     

植物基因载体—Ti质粒的应用方法<上>

七十年代中期,在生物化学、分子生物学、DNA重组技术及细胞培养技术的发展基础上,出现了一个新的研究领域——植物基因工程。由于传统的农业育种工作对新技术的迫切需要,高等植物之基因工程一开始就发展迅猛。植物基因工程的关键是如何将外源DNA引入具有细胞壁的植物细胞,Chilton等(1977)证明,根癌农杆菌使许多双子叶植物产生冠瘿瘤是其     

外源海岛棉DNA导致陆地棉性状的变异

近年来,将不同生物的具有已知遗传信息的DNA片段导入受体生物细胞内,并使之表达的研究正在方兴未艾。尽管有些人对这类工作的结果提出质疑,引起争论,可这几年来,许多用植物组织培养系统做的遗传转化研究工作相继表明,外源DNA片段可以通过转化的手段导入植物细胞内,部分片段似还可被受体细胞DNA整合乃至表达。 在我国,自1977年底起开展协作,用小麦、水稻、棉花等作为受体亲本,配成各种亲缘不同的组合,进行外源DNA片段的导入研究,初步获得了一些结果。本文报道了利用外源海岛棉DNA注射导入陆地棉后,在其子代中产生变异的情况。     

重组DNA技术在昆虫学中的应用

重组DNA技术即基因工程,亦为人们称做基因克隆或基因操作。重组DNA技术已被应用于昆虫学的基础研究和应用研究中。本文首先对重组DNA技术及基因转移技术(在昆虫学研究中与重组DNA技术配合应用的重要手段)作一简述,然后着重介绍这些技术在昆虫学研究中的应用概况。 重组DNA技术 重组DNA技术就是将DNA从细胞中分离出来,切割成片段,与载体DNA连接,形成重组DNA分子,然后导入宿主细胞,进行复制。     

T_i-质粒与植物基因工程

随着分子生物学的迅速发展,又开拓出新的生物学领域一植物基因工程。近年来有关该领域的研究发展迅猛,突破很多。植物基因工程的基本模式是:分离和制备目的基因,将目的基因嵌入载体,获得重组DNA,将重组DNA引入植物细胞,使其稳定存在并能复制,转录和翻译;重组DNA还可经有性或无性方式传递给植物子代,达到按人类的目的修饰和改造植物细胞的遗传性状。     

用激光微束法将外源基因导人水稻细胞的研究

将外源基因导入植物细胞是植物基因工程的关键步骤之一。用激光微束技术转化动物细胞已经取得了成功,并证明外源基因已整合到细胞染色体上。最近又证明激光微束可穿透植物细胞壁和细胞膜,将pBR322DNA导入植物细胞和细胞器。本实验在利用激光微束技术将外源基因导入水稻培养细胞上进行了探索。 所用外源DNA是pBI121质粒,该质粒带有CaMV35启动子和β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因,用     

拟南芥组蛋白分子伴侣AtHIRA参与体细胞同源重组及盐胁迫响应

HIRA是组蛋白H3.3的特异分子伴侣, 在组蛋白H3.3掺入染色质的过程中发挥重要作用。研究表明, HIRA在哺乳动物胚胎发育和DNA损伤修复过程中不可或缺。而目前人们对于植物中HIRA同源基因功能的研究相对较少。该研究主要关注拟南芥(Arabidopsis thaliana) AtHIRA基因在植物体细胞同源重组以及减数分裂同源重组过程中的功能。将体细胞同源重组和减数分裂同源重组报告系统分别导入野生型和hira-1突变体后统计同源重组频率, 结果表明在正常生长条件下及在伯莱霉素(bleomycin)或UV-C处理条件下, hira-1突变体体细胞的分子内和分子间同源重组频率均低于野生型。而在正常生长条件下, 野生型与hira-1突变体花粉母细胞间的减数分裂同源重组频率没有明显差异, hira-1突变体的DNA损伤水平与野生型接近。qRT-PCR结果表明, DNA损伤修复相关基因RAD51和RAD54在hira-1突变体中的表达水平均高于野生型。此外, 盐胁迫处理实验表明, hira-1突变体对于高盐胁迫更加敏感。综上, AtHIRA在拟南芥体细胞同源重组及盐胁迫响应过程中发挥了一定作用。     

DNA直接导入植物细胞

现在已经有一系列体细胞技术和分子技术来补充常规的植物育种技术。外源基因的引入和表达现在被用于:调整植物生理和发育的一些基本过程;向植物引入商业上重要的性状如抗虫、抗除草剂等,插入一些在体细胞杂交时有用的可选择的显性标记基因。一些DNA直接转移的技术已经建立,包括将DNA用化学法或电激法导入分离的原生质体中,及用注射和高速离子将DNA导入整个组织中。DNA直接转移法适用于稳定和瞬间基因表达研究,并且运用了各种各样的载体,包括那些用作基因克隆的载体。虽然用DNA直接转化法时稳定转化的频率相当低,但是它适用于那些对农杆菌转化无效的植物,尤其是单子叶植物。     

植物基因打靶效率的研究进展

基因打靶技术是将外源DNA定向整合入基因组中对特定基因进行精确修饰,从而改变生物遗传性状的技术。它在特定基因功能研究、遗传育种和生理机制的理解方面有着重要意义,但植物中较低的基因打靶效率制约着它的进一步推广和应用。本文着重从载体构建、筛选策略、受体细胞状态等方面对打靶效率的提高进行分析,并介绍同源重组酶系、锌指核酶和寡核苷酸技术在基因打靶中的应用。     

水产养殖类体细胞基因的转移

新加坡国际大学的研究人员正在研究体细胞形式的基因转移,以提高动物繁殖力。称为直接肌肉注射(DMT)的技术避免了通过对精细胞进行操作使外源基因在动物中表达所面临的伦理、法律和技术方面的问题。DMT 技术是将重组 DNA 原位注入肌肉组织。该技术最初是用来对人类进行基因治疗,例如:将 dy-     

DNA转移的现代技术

随着基因工程研究的不断深入,将外源DNA导入受体细胞的方法越来越多,一般采用物理或化学的方法导入,不同的方法各有其特点,因此,基因工程学家可以根据研究的具体情况选择适当的DNA导入方法。基因在受体细胞内的表达一般是通过检测报告基因的活性来测定的,而报告基因导入受体细胞则要通过物理的或化学的方法。下面对一些常见的方法作逐一的介绍: 1、磷酸钙转染技术:1973年,F.L.Graham等人首创采用磷酸钙,将外源基因导入哺乳动物细胞的技术程序,磷酸钙转染法的基本操作是:     

外源DNA导入技术在植物育种中的应用

外源DNA导入技术,是植物分子育种的内容之一.它不同于目的基因分离、构建重组分子、装载体、转导的基因工程技术.它是以植物的植株为受体,直接将带有目的性状的供体遗传物质或供体的总DNA片段进行导入,最后筛选获得目的性状的后代,达到改良品种之目的.由于它简易可行,已引起了育种者极大的兴趣.近十多年来,这一技术已     

基因组编辑技术在植物中的研究进展与应用前景

外源DNA导入细胞并与基因组靶基因发生同源重组可以精确修饰或替换靶基因,但在植物中产生自发同源重组的概率很低.近几年出现的人工改造核酸酶可以大幅提高同源重组的效率,实现基因组的精确、定向改造.其中,归巢核酸酶、锌指核酸酶和TALE核酸酶已在植物基因工程中得到成功应用,最近开发出来的基于CRISPR/Cas系统的基因组编辑技术则更具有高效方便等特点.这些人工核酸酶的应用为植物基因工程的发展呈现了更加美好的前景.首先介绍了基因组编辑技术及其发展历程,随后详细阐述了提高植物基因组定点编辑效率的策略,最后对基因组编辑技术在农业和植物基因工程上的应用进行了展望.