植物基因工程中Ri质粒的研究和应用

近10年来,植物基因工程获得了很大的发展,其中以农杆菌为介导的转化植物的方法已成为一种有效的基因转导手段。目前,对根癌农杆菌Ti质粒的研究和应用已日趋成熟,那末有关发根农杆菌Ri质粒的结构、功能和它的应用情况又如何呢?     

植物基因工程的新突破——植物RNA病毒作为基因工程载体系统的现状与展望

植物基因工程领域研究工作的快速发展,日益引起人们的关注。在将外源顺序导入植物寄主中去的植物基因工程的载体系统中,冠瘿瘤农杆菌的Ti质粒和植物花椰菜花叶病毒是两类研究得最多的载体系统。冠瘿瘤农杆菌以许     

酚类化合物能促进致瘤农杆菌对单子叶植物鸭跖草的转化

致瘤农杆菌能够侵染受伤的植物细胞,并继而将其Ti质粒上的一段DNA(即T-DNA)转移至植物基因组,使植物产生冠瘿瘤。农杆菌的Ti质粒是目前可资利用的高等植物基因工程的最好载体。早期实验表明:除百合目和天南星目的部分单子叶植物外,农杆菌的宿     

农杆菌介导高等植物基因转化的影响因素

简述了近年来农杆菌转化的基本原理和载体系统的进展，同时着重阐述了不同属性农杆菌，不同植物基因型和外植体，不同再生植株的细胞起源，不同培养方法，不同药物选择以及在叶绿体与细胞核中转化等因素影响农杆菌介导高等植物基因转化，以及这个研究课题的进展现状。     

根癌农杆菌介导遗传转化研究的若干新进展

综述了根癌农杆菌介导的遗传转化近几年获得的新进展,在转化机理方面,对农杆菌自身转录与调控的研究与相当深入。而对有关的植物编码因子的研究也已取得了实质性进展;在转化范围上,对真菌与裸子植物的转化取得了不少进展,单子叶植物尤其是一些有重要经济价值的禾谷类作物应用农杆菌介导相继获得了转化植株。     

小鼠金属硫蛋白突变体ββ基因在生菜中的表达及高锌生菜的培育

将人工合成的金属硫蛋白结构域突变体ββ基因克隆到植物高效表达载体pGPTVd35S中,用根瘤农杆菌介导的叶盘法转化生菜品种Salinas88,得到了抗除草剂的转化植株,PCR和Southern印迹分析表明,ββ基因已经整合到生菜基因组中,Northern和Western印迹分析表明,ββ基因可以在生菜中正常转录和表达,并能通过有性繁殖传递给后代,不同生长条件下的转基因生菜中,锌的含量都明显高于对照植株。     

小鼠金属硫蛋白突变体 bb 基因在生菜中的表达及高锌生菜的培育

将人工合成的金属硫蛋白结构域突变体bb基因克隆到植物高效表达载体pGPTVd35S中, 用根瘤农杆菌介导的叶盘法转化生菜品种Salinas 88, 得到了抗除草剂的转化植株. PCR和Southern印迹分析表明, bb基因已经整合到生菜基因组中. Northern和Western印迹分析表明, bb基因可以在生菜中正常转录和表达, 并能通过有性繁殖传递给后代. 不同生长条件下的转基因生菜中锌的含量都明显高于对照植株.     

利用农杆菌设计新基因

一类叫做农杆菌的微生物,能把DNA插入植物细胞,科学家现在力图利用这种天然系统的优点来改良作物。科学家们选取的一种基因,已首次置放在农杆菌DNA的载体上并转移到植物细胞中,而且这种新基因在植物内的存在已为实验所证实。跨出了这一有希望的步子以后,科学家们看到,有可能利用遗传工程赋予     

小鼠金属硫蛋白突变体

将人工合成的金属硫蛋白结构域突变体ββ基因克隆到植物高效表达载体pGPTVd35S中, 用根瘤农杆菌介导的叶盘法转化生菜品种Salinas 88, 得到了抗除草剂的转化植株. PCR和Southern印迹分析表明, ββ基因已经整合到生菜基因组中. Northern和Western印迹分析表明, ββ基因可以在生菜中正常转录和表达, 并能通过有性繁殖传递给后代. 不同生长条件下的转基因生菜中锌的含量都明显高于对照植株.     

农杆菌转化水稻系统的研究

自1988年以来,水稻基因转化技术已取得显著进展,建立了转化水稻原生质体(电击法和PEG法)和完整细胞(基因枪法)的有效方法,得到外源基因稳定整合的转化植株及后代,但双子叶植物中最普遍使用的农杆菌介导法,却不能很好地应用于水稻,虽有几篇报道,但未得到转化植株,也未有转化目的基因的报道.我们尝试用农杆菌介导,将人工合成的抗菌肽基因转化水稻不定芽,得到表达外源基因的工程植株,建立了一种转化水稻的有效方法.     

高粱C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的分子克隆及其转基因水稻的培育

应用PCR的方法从C4植物高粱的基因组中分离出C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因). 通过分步克隆的方法, 将此基因插入pCAMBIA1301质粒载体上, 构成重组的表达载体p1301-PEPC, 并利用农杆菌介导的转化系统将其转入农垦58和中花10两个粳稻品种. 经PCR分析、PEPCase活性检测、Western杂交、Northern杂交和Southern杂交等多种方法鉴定表明, C4型Ppc基因已转化进受体水稻植株的核基因组, 并能高水平表达. 生理学检测显示, 转基因水稻植株的CO₂补偿点和光呼吸速率显著降低, 光饱和光合速率和羧化效率提高, 显示出C4植物的光合特征.     

酚类化合物促进根癌农杆菌对植物离体外植体的高效转化

建立有效的遗传转化系统是植物基因工程研究中一个十分重要而又活跃的领域。最近证明,宿主植物细胞分泌的某些物质,能够诱发根癌农杆菌及其Ti质粒中有关促进T-DNA由细菌向植物细胞中转移基因的活化,特别是诱导Ti质粒上毒性区(Vir)调节子的活化及Vir基因的表达。Vir基因是T区DNA开始由Ti质粒向宿主细胞核中转移所必须     

苜蓿膜联蛋白MtAnn3基因的鉴定及其在根毛发育中的功能

通过5′RACE扩增了苜蓿膜联蛋白MtAnn3基因cDNA的5′末端序列.典型的膜联蛋白由一个N端结构域和一个C端保守的核心结构域组成,核心结构域一般含有4或8个由70个氨基酸组成的重复单元,而MtAnn3蛋白的核心结构域仅有1个重复单元.在洋葱表皮细胞中瞬时表达MtAnn3蛋白,揭示其具有细胞膜结合的特性.借助农杆菌介导的苜蓿转化实验表明,过表达MtAnn3的根部在不含Ca2+的培养基上生长,改变了根毛的极性,根毛顶端膨大变形,有时出现分叉现象.在农杆菌介导的MtAnn3启动子-GUS实验中,外源植物细胞分裂素可以诱导MtAnn3启动子的增强表达;接种苜蓿中华根瘤菌进行结瘤实验,启动子在根瘤原基和幼嫩根瘤中有较强的活性,而在成熟根瘤中活性较低,在衰老的根瘤中检测不到启动子活性.虽然MtAnn3在根瘤中的表达具有一定的时序性,它却不是瘤特异性的,它在苜蓿的根、茎、叶中都有高水平的转录表达.     

利用修饰的T7 RNA聚合酶基因建立一种植物耦联表达系统

通过基因修饰，在T7RNA聚合酶基因的5′端添加了SV40大T抗原的核定位信号编码序列，利用CaMV35S启动子和修饰的T7RNA聚合酶基因构建了植物表达载体pBBT7。同时，利用T7启动子和β－葡糖醛酸酶基因（gusA）构建了另一个植物表达载体pBTG。通过农杆菌介导法将上述两个植物表达载体共转化烟草，共转化植株表现出较强的β－葡糖醛酸酶基因（β－glucuronidase，GUS）活性，上述结果表明T7RNA聚合酶－T7启动子耦联表达系统在植物中是有效的，说明已成功构建了一种植物耦联表达系统。     

遗传转化植物作为研究植物基因分子结构的工具

土壤植物病原菌根瘤农杆菌是一种复杂的寄生菌,它采用遗传工程的程序迫使感染植物细胞改变其有机碳、氮的运输途径以供应合成侵染细菌能特异异化的营养物——胭脂碱。这种遗传转化的植物细胞受刺激后增生从而形成典型的称之为冠瘿瘤的肿瘤组织。     

Ti质粒基因在单子叶植物朱顶兰和吊兰中的表达

致瘤农杆菌感染创伤的双子叶植物后,由于创伤激活了细胞体内的特异性信号分子,诱导Ti质粒毒性基因(vir)的调节和转移DNA(T-DNA)中间物的产生,从而使T-DNA转移到植物细胞之中。T-DNA中致瘤基因(onc)的表达导致冠瘿瘤的形成;胭脂碱合成酶基因(nos)或章鱼碱合成酶基因(oct)表达产生胭脂碱(nopaline)或章鱼碱(octopine)。这类胍基衍生物(opine)的检测就能为T-DNA是否在植物细胞中表达提供了直接的证据。因此,人们能够以nos或oct为标记基因利用农杆菌的Ti质粒作为植物基因工程载体,从     

C3—C4中间型植物Flaveria anomala中甘氨酸脱羧酶P—蛋白亚基上游调控序列在转基因水稻中的表达

将C3-C4中间型植物Flaveria anomala中甘氨酸脱羧酶(GDC)P-蛋白亚基基因(gdcsP)的上游调控序列与β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因编码区以及CaMV终止子融合,构建植物表达载体.采用农杆菌介导方法转化水稻,并在转基因水稻中分析了GUS的表达活性和特异性.结果表明,在水稻中gus嵌合基因特异地在木质部和韧皮部表达,在不同器官及组织中表达活性也有所差异,其中以根中最高,茎秆次之,叶再次,而在成熟胚乳中没有表达.在转基因水稻中,gdcsP启动子的表达也受水稻发育时期的调控,随植物组织成熟度的增加而降低.     

表达卫星RNA和外壳蛋白的高抗黄瓜花叶病毒的转基因烟草

研究证明病毒外壳蛋白基因在转基因植物中产生抗病毒侵染的早期抗病性,而卫星基因产生抗病毒复制的晚期抗性,但由于两种基因的各自的局限性,以其中的任一基因单独转化植物,都难以获得抗病效果良好的工程植物,本实验室利用植物基因工程方法构建了包含黄瓜花叶病毒外壳蛋白基因和卫星基因的嵌合基因植物转化载体(pRCPI),     

甘蓝畸胎瘤的诱导及T-DNA的转移

进行植物遗传工程研究需要把外源的DNA引入到植物的细胞中,继而使其和植物细胞的基因组整合并能表达。致瘤农杆菌(Agrobacterum tumefaciens)的Ti质粒被证明是植物基因转移的良好载体本文作者曾利用致瘤农杆菌诱导龙葵植株产生畸胎瘤,并且在培养条件下,分化出含有胭脂碱合成酶基因的愈伤组织和幼苗,从而完成了T-DNA在龙葵细胞中的转移。Hall和Kemp成功地利用Ti质粒将插入到T-DNA的菜豆贮藏蛋白基因转移到向日葵,在其瘤组织中产生菜豆蛋白的DNA的转录产物,为植物遗传工程的研究展开了一个美好的前景。     

Ti质粒诱发荚竹桃休眠芽的萌发及T-DNA在枝条上表达

植物基因工程的研究中,致瘤农杆菌的Ti质粒被认为是最有希望的基因运载工具。但在实际应用之前仍有许多困难尚待解决。其中困难之一,是Ti质粒诱导的植物冠瘿瘤不是在所有的植物物种上成为畸胎瘤而能分化出幼苗,使T-DNA在植株个体水平上表达。据目