丹参生物工程的研究与开发

中药材的品质改良是中药现代化进程中的一个重要问题,现代生物工程技术是进行中药材品质改良的可行途径之一。对丹参的组织培养、毛状根诱导培养及基因工程等方面的最新进展作一综述,以期为利用生物工程技术遗传改良丹参品质提供一些参考。     

离体条件下几种不同的因子对芦笋诱导生根的研究

以芦笋的茎尖为外植体,分别从糖、无机盐、激素等方面研究了在离体条件下影响芦笋生根的因素。结果分析表明：1/2 MS、20 g·L^-1的糖有利于生根;10 g·L^-1糖、1/4 MS培养基上预处理12 d后,生根率可达到100%,根的质量明显优于生长在含有激素培养基上的根;激素预处理并不能提高生根率。因此,低盐及低糖预处理是提高芦笋生根率的一种比较好的方法。     

拟南芥网状突变体E-210基因精细定位

通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变与遗传分析,从拟南芥(Arabidopsis thaliana)中筛选到一株隐性单基因控制的网状突变体E-210。该突变体植株生长缓慢,叶脉呈绿色,叶肉呈黄色。通过透射电镜观察,发现野生型植株和突变植株在叶绿体结构上差异不大,猜测该突变体E-210基因与叶绿体的发育可能没有直接关系,而很可能同叶绿素或叶绿体的生物合成有关。通过图位克隆的方法,将该突变体的突变基因定位在第5条染色体上的MRB17和MBG8-5的分子标记之间,精确到87.130kb。对MRB17和MBG8-5的分子标记之间的22个基因进行了分析,预测突变体E-210基因可能是At5g54770,编码THI1,即噻唑合成酶。     

拟南芥白化突变体心口的基因定位与分析

EMS30是拟南芥经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变得到的白化突变体。该突变体的叶绿体结构存在严重缺陷,同时伴随叶绿素缺失。遗传分析显示EMS30突变体的突变表型受隐性单基因控制。采用图位克隆的方法对EMS30突变基因进行定位的结果显示,该基因位于拟南芥第一条染色体的分子标记F21M12和F14N23之间的96kb区间内,该区间包含25个基因。通过生物信息学分析发现,该区间内有3个基因定位在叶绿体或与叶绿体发育相关。这些结果有助于该基因的克隆,为阐释叶绿体发育提供线索。     

MS1516是拟南芥四分体形成和小孢子发育的必需基因

以前报道了雄性育性下降突变体ms1516,而且图位克隆的方法已将突变基因MS1516定位到拟南芥基因组第3条染色体上28kh的区间内。本文通过进一步的生物信息学分析,发现该定位区间内有一个与减数分裂有关的基因AtATM,而且等位实验结果表明rns1516和nfm0是等位突变体。细胞学分析结果表明,ms1516突变体在花药发育过程中产生多个不均等的小孢子,而且大多数的小孢子不能发育成成熟的花粉。DAPI染色的结果显示小孢子母细胞减数分裂过程中,染色体不能正常分离,对成熟花粉的扫描电镜观察结果发现突变体多数花粉形态异常。以上结果说明MS1516基因在小孢子形成和发育过程中具有重要作用。     

一个水稻高效表达启动子Os252的分离

植物基因的表达受启动子的控制,高效表达启动子的分离及功能分析不仅是植物基因工程研究的重要研究方面,也是表达调控研究的重要内容。根据EST数据克隆了一个预测在水稻茎中高效表达的启动子Os252。将该启动子与GUS基因构建成表达载体并转入水稻。转基因水稻PCR分析表明,GUS基因已经成功地整合进水稻基因组中。GUS组织化学分析表明,Os252能启动GUS基因在水稻叶、茎以及胚乳中表达。进一步GUS酶活性的测定表明,叶和胚乳中Os252启动子活性分别是35S启动子的1.9和2.5倍。由于Os252来自于水稻,在叶和胚乳中活性高于35S启动子,因此该启动子可望用于水稻基因工程研究。     

水稻OsMS2基因在花药发育中的功能分析

拟南芥MS2(MALE STERILITY 2)是一个调控花药花粉发育的关键基因。水稻OsMS2(Os03g07140)基因与拟南芥MS2的序列具有高度同源性。利用RNA干扰技术研究OsMS2基因在水稻花药发育过程中的功能。与野生型水稻相比, 转基因 植株营养生长阶段正常, 但雄性育性降低。转基因植株雄性育性降低与RNA干扰引起的OsMS2基因表达水平降低有关。进一步对转基因植株花药进行细胞学观察, 结果表明OsMS2基因表达水平的降低导致绒毡层细胞退化延迟, 小孢子壁的形成出现异常。扫描电镜观察结果显示, 小孢子壁光滑, 不能形成正常的外壁。以上结果表明OsMS2基因在水稻花药发育过程中起重要作用。     

拟南芥未知功能基因At4g22890编码蛋白的叶绿体定位

蛋白质的亚细胞定位信息对于深入了解该蛋白质的功能具有重要意义。本文对一个预测的拟南芥叶绿体未知功能基因At4g22890编码蛋白进行了叶绿体定位研究。我们克隆了该基因5′端长208bp的DNA片段,与绿色荧光蛋白(GFP)基因构建重组表达载体pMON530-cTP-GFP,经农杆菌介导转化拟南芥。转基因植株经激光共聚焦显微镜观察,GFP荧光仅在叶绿体中观察到,表明所克隆的DNA序列编码的多肽能够将At4g22890编码蛋白质引导进入叶绿体,由此推测该蛋白质为叶绿体蛋白质。     

外源GUS基因在PEG介导的花椰菜原生质体中的瞬间表达

为了将外源基因导入花椰菜原生质体获得转基因植株,本文研究了ＰＥＧ介导的外源基因在花椰菜下胚轴原生质体中的瞬间表达。（１）２０％ＰＥＧ将质粒ｐＢＩ２２１导入原生质体后ＧＵＳ表达比１３％ＰＥＧ导入的高,但易造成原生质体损伤。（２）热激处理增强表达,但在随后的培养过程中易造成原生质体降解。（３）原生质体状况对表达有重要影响,５ｄ龄下胚轴原生质体比８ｄ龄的表达强。（４）不同质粒及启动子表达强度不同。质粒ｐＫＩＷＩ１０１比ｐＢＩ２２１表达强３倍左右。     

油菜抗冷相关基因BnCOR14的克隆及序列分析

以油菜沪油15幼叶为材料,采用RACE技术克隆获得1条新的抗冷相关基因(BnCOR14,GenBank登录号AY456378).该基因全长为564bp,含有1个387bp的开放阅读框(ORF),编码129个氨基酸的多肽,其理论分子量约为14kD.序列分析表明BnCOR14与拟南芥及荠菜等COR蛋白具有较高的相似性,且BnCOR14具有典型的LEA蛋白序列特征,表明BnCOR14可能在油菜抵抗冷胁迫的过程中具有重要的作用.