2004年6月国内外重要科技新闻

●6月1日,著名考古学家邹衡教授接受新华社记者专访时说:“陕西省岐山县周公庙遗址西周大型墓地的发现,从学术价值上说,是新中国成立后国内堪称第一的最重大的考古发现。”●新华网东京6月3日电,日本九州大学鹿内利治副教授和奈良尖端科学技术大学研究生院田坂昌生教授发现了在植物生长合成能量的反应路径中对光合作用发挥重要影响的物质,这有助于通过基因技术培养优良品种。●6月5日新浪科技讯,清华大学和美国路易斯安那州立大学的科学家们发明了一种用纳米碳管取代钨丝的新型灯泡,从而在节省用电和亮度方面都远远超过了传统的灯泡。●世界…     

一种新型叶绿体表达系统的构建

针对目前的叶绿体转基因技术存在载体构建步骤繁琐耗时的问题,建立了一种新型的不需自带启动子的叶绿体表达系统,选择模式植物烟草叶绿体中的假基因作为外源基因的插入位点.通过基因枪转化法获得4株独立的叶绿体转化植株.此新技术可实现叶绿体载体构建的时间、技术成本最小化,从而促进转基因叶绿体的应用.     

烟草悬浮系培养与细胞器的分离

通过诱导BY-2型烟草叶片愈伤组织,进一步建立烟草细胞悬浮系．酶解去壁从细胞悬浮系中获得原生质体,用含有0．5％Triton X-100的CSK缓冲液破裂细胞膜,释放出细胞器,再通过不连续的蔗糖,Percou梯度进行速率区带离心,分离纯化出细胞核和叶绿体,通过分离、纯化细胞核的对照实验证明不同培养条件对烟草细胞悬浮系的生长和周期具有显著影响。     

日本科学家让植物生产动物蛋白

日本北海道大学和北海道绿色生物研究所等把动物遗传基因植入植物中，使植物产生能干涉肝炎病毒蛋白质的动物蛋白，再把这种蛋白从植物中提取出来。日本首次研究成功这种技术。北海道大学等正在用烟草和马铃薯继续进行上述实验，看哪种植物更适合这项技术。北海道绿色生物...     

国外撷英

让植物快速生长的方法英国科学家最近发明了一种新的基因工程技术。它通过加快植物细胞分裂速度来促使植物更快地生长。有朝一日，这种技术会导致农作物产量增加，生长期缩短，并减少除草剂的使用。发表在最近一期《自然》杂志上的这项实验是由英国剑桥大学的一个研究小组进行的。他们先从拟南芥属植物──一种经常被用于基因实验的会开花的野草中，提取了一种会促进细胞分裂的基因，然后把基因移殖到一种烟草作物里。这种基因在烟草作物里特别有效，它能大量制造某种蛋白质，这种蛋白质和烟草里原有的其他化学物质一起使烟草根尖和芽尖的细…     

过量表达SlOPA3-like基因对烟草叶片叶绿体发育的影响

3型视神经萎缩蛋白(Optic atrophy type 3,OPA3)普遍存在于真菌、植物和动物中,但它在植物中的功能尚不清楚。本研究构建了番茄OPA3-like (SlOPA3L)基因的过表达载体35S∶∶SlOPA3L并遗传转化烟草。与野生型烟草叶片相比,过量表达SlOPA3L基因的转基因烟草的子叶呈花叶状、部分组织失绿,转基因烟草的少数早期真叶呈花叶表型,随着叶片发育后又逐渐恢复正常。转基因烟草的叶片细胞表型分析表明:真叶花叶的叶片的海绵组织和栅栏组织发育受到显著的影响。这些结果表明:Sl OPA3L基因可能影植物叶片细胞的分裂和参与植物叶片发育早期的叶绿体形成。     

由转基因产品论转基因烟草的安全性

随着转基因技术的不断发展,转基因生物安全问题在全球已经引起人们的广泛关注,围绕它的争论始终不断.烟草作为重要的经济作物和模式植物,也借助转基因技术平台在多个研究方向取得了可喜的进展.如通过植物基因工程技术将一些与抗虫、抗病、抗寒、抗旱、抗盐、抗除草剂以及与微量营养元素的吸收利用、光合作用等相关的外源基因构建到植物表达载体上,导入受体烟草细胞或组织中,由受体细胞或组织再生,最终获得这些品质性状得到改善的转基因烟草,同时还可以间接地减少化学肥料和农药的使用,节约成本,减少产量损失,减轻环境污染.面对转基因的诸多争论,我们必须客观、科学地对转基因的安全性进行评估,制定完善的政策和管理措施,既以慎重的态度保证转基因产品的安全,又要积极对待新生事物的发展,同时理性、正确地对公众进行科普宣传和指导,让广大消费者全面认知转基因产品.本文在简述转基因产品安全性的基础上,对转基因烟草的研究作出概括,并对转基因的发展趋势进行了展望.     

日本研究人员发现神经轴突生长的机制

日本奈良尖端科学技术大学院大学、东北大学等机构的研究人员9月12日报告说，他们通过动物实验，发现了神经细胞轴突形成的机制。轴突是神经细胞长出的一根较长的圆柱形细长突起，每个正常的神经细胞只会伸出一个轴突。它是神经系统主要的信号传递通道，人类的轴突最长可以达到1米。此前，研究人员已知轴突的前端是通过扩展细胞膜而伸长的，但是一直不清楚其详细的形成机制。新研究中，     

天山雪莲△~9硬脂酰脱饱和酶基因信号肽的功能分析

为了验证天山雪莲△9硬脂酰脱饱和酶基因sikSAD信号肽的功能,本研究利用PCR法从已构建的天山雪莲cDNA文库中克隆了sikSAD的96bp信号肽序列,将其与报告基因GFP连接,成功构建了融合基因植物表达载体pCMBIA2301-sp-GFP。通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草NC89,获得转基因植株。通过激光共聚焦显微镜观察GFP在转基因烟草叶片中的激发荧光,确定天山雪莲△9硬脂酰脱饱和酶sikSAD定位于天山雪莲的叶绿体中。     

抗人端粒酶逆转录酶单链抗体基因在烟草中的表达

构建了含抗人端粒酶逆转录酶单链抗体基因ScFv-hTERT的植物表达载体p1304-SH,通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草.转基因烟草植株叶片总DNA的PCR,Southern b lot检测结果表明,ScFv-hTERT基因已整合进了转基因烟草植株基因组中;RT-PCR,SDS-PAGE分析证实目的基因已在烟草叶片中成功表达,竞争性ELISA的结果表明,表达的重组抗体与其抗原有良好的结合活性.     

浅谈叶绿体基因组分析技术在植物系统学中的应用

本文对植物叶绿体基因组做一简介,包括叶绿体基因组的发现、结构与特点、编码基因、进化特点和遗传方式。综述了DNA杂交、DNA限制酶谱分析、RFLP分析、PCR-RFLP分析、微卫星序列分析、SSCP分析和核酸序列分析等叶绿体DNA分析技术的原理、特点及应用。阐述了叶绿体DNA在植物系统学研究中广泛应用的利弊。     

野苋菜凝集素基因的克隆及抗蚜性

通过PCR从苋科植物野苋菜Amaranthus viridis L.基因组DNA中扩增出野苋菜凝集素的核基因片段AVA。序列分析结果表明该基因为1831 bp,含有一个922 bp的内含子和两个分别为212 bp和697 bp的外显子。采用反向PCR技术获得了该基因的编码区克隆。分别构建含有内含子和不含内含子的AVA基因植物表达载体pBI121AVA-GUS和pBI121AVAc-GUS,通过根癌农杆菌介导法转化烟草。PCR、GUS检测结果均表明AVA基因不仅已整合到烟草基因组DNA中,而且初步表明转基因烟草有AVA蛋白表达。抗蚜实验表明含内含子和无内含子的AVA基因在转基因烟草中的抗蚜能力不同,转AVA和AVAc烟草对蚜虫的抑制率分别为60.81%和50.63%,有的植株高达97%。实验结果表明所克隆的AVA基因是具有抗蚜能力的苋菜凝集素基因家族中的新成员。     

冷诱导基因的转录因子CBF1转化油菜和烟草及抗寒性鉴定

为研究冷诱导基因的转录因子CBF1(C-repeat binding factor)基因对植物抗寒的作用,利用PCR技术从拟南芥菜(Arabidopsis thaliana)中扩增并克隆了该转录因子,并将其与CaMV 35S启动子融合构建成植物表达载体pBPCBF1.以农杆菌介导的叶盘法,分别转化了油菜和烟草.经PCR程序的DNA分析和Southern杂交对具有卡那霉素抗性的再生植株进行了鉴定,表明CBF1基因已整合进烟草和油菜基因组中.以电解质渗漏法分别检测了转化的油菜和烟草的抗寒性,结果显示转基因油菜的抗寒性较未转基因油菜有明显提高,转基因烟草抗寒性也有一定的提高.因此利用对转录因子的调控来提高植物的抗寒性可能有很好的应用前景.     

过量表达脯氨酸的转基因烟草细胞对毒性重金属的抗性增强

脯氨酸(Proline)在植物对环境胁迫的耐受性中发挥了非常重要的作用。本文中,我们将来自飞蛾豆(V igna acon itifolia L.)的△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(△1-pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)基因转化烟草(N icotiana tabacum cv SR I.),经PCR扩增及Southern杂交分析证实飞蛾豆p5 cs基因已整合到烟草细胞基因组中,并在转基因烟草中得以表达。与野生型细胞相比,转基因烟草细胞中脯氨酸含量提高了80%;在毒性重金属镉(Cd,浓度50-100μM)的胁迫下,转基因细胞的生长速度更快,与镉结合的能力也提高近4倍。还原型/氧化型GSH之比和丙二醛水平分析表明,转基因细胞脯氨酸的增加与GSH的氧化还原状态和丙二醛水平是有关的。     

转基因西洋参冠瘿组织培养基中人参皂苷类成分的分离鉴定

西洋参冠瘿组织是本研究组利用植物转基因技术将根癌农杆菌(Agrobacerium tumefacins)中Ti质粒上的一段DNA(Transferred DNA,T-DNA)插人西洋参植物细胞核基因组而得到的转基因植物组织.本试验在前期工作的基础上,从西洋参冠瘿组织培养基中分离得到5个化合物.经波谱解析,将其鉴定为:20-(R)拟人参皂苷PF11、人参皂苷Re、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rb3和胡萝卜苷.上述化合物均为首次从转基因西洋参冠瘿组织培养基中分离得到.     

日本分离出光合作用遗传基因

日本筑波生物遗传工程技术研究所首次分离出水稻、梨树和松树的光合作用遗传基因。科研人员运用遗传工程技术将光合作用较强的遗传基因拼接到光合作用较弱的植物中去,以提高和加快植物光合作用的速度和能力;加速农作物的成熟过程;大幅度提高农作物产量。     

通过pR1aS导肽提高植物中绿色荧光蛋白的激发强度

绿色荧光蛋白在植物细胞胞质表达中对转化植物细胞的再生存在不利的影响,为增强绿色荧光蛋白在植物细胞中的表达,在mgfp的5'端连接了pR1aS信号肽序列,同时在3'末端引入滞留在内质网中的特异序列KDEL,成功构建了植物表达载体pBLG-pR1aS-gfp,经转基因烟草表达分析,结果表明:转化体植株显著增加了绿色荧光蛋白在烟草中的表达,同时消除了绿色荧光蛋白对植物潜在的光毒害。这为植物转基因转化频率的研究和转基因植物安全性评价提供了一种有利的工具。     

基于Gene-Deletor系统的安全复合性状转基因烟草研究

本研究利用农杆菌介导法将带有水稻花粉特异启动子籼稻花粉过敏原基因(OSIPA)启动子驱动的Gene-Deletor外源基因清除系统,水稻Os GA3ox2(D18)启动子驱动水稻Os GA2ox1基因,玉米Ubiquitin启动子驱动BAR::GUS融合基因为筛选标记基因以及水稻Actin1启动子驱动驱动抗虫Cry1Ab基因复合性状植物表达载体p GM626-D18-Os GA2ox1遗传转化三星烟草。通过GUS组织化学染色及PCR分子鉴定,获得了43株转基因烟草植株。结果表明,水稻OsGA2ox1基因在烟草中表达能降低转基因烟草植株高度,但不影响植株生殖生长。转基因烟草对烟草斜纹夜蛾幼虫具有抗性,可抑制烟草斜纹夜蛾幼虫的取食与发育。以50 mg/L的除草剂Basta处理野生型和转基因烟草离体叶片,发现BAR基因提高了烟草抗除草剂的能力。对12株转基因烟草T0代花粉外源基因清除效率进行研究,发现部分烟草株系外源基因清除可达到100%,其他未完全清除外源基因株系的清除效率介于42.84%~99.97%之间。     

Cre-lox重组系统介导转基因烟草中外源基因删除的研究

对Cre在转基因个体中介导的重组效率进行了研究。构建了含有Cre 基因(p35S-Cre)和 GUS 基因侧翼含同向loxP 位点的(loxP-p35S-GUS-loxP)两种植物表达载体。以共转化的技术将两种基因元件同时转化烟草得到转基因植株,根据对共转化植株GUS 基因的活性分析、分子检测、PCR检测及对重组后扩增DNA片段进行序列分析表明：Cre-loxP 重组系统在转基因烟草中能精确高效地介导转基因的删除,但也存在部分植株不能完全删除的现象。     

农作物大幅度增产的新希望

最近,日本科研人员成功地分离出四种植物的光合作用遗传基因。这四种植物是:水稻、梨树、松树和玉米。分离出前三种植物的光合作用遗传基因在世界上还是第一次。人们发现,不同的植物,其光合作用的能力和光合作用的速度也有差异。热带的主要作物(如玉米和甘蔗)的光合作用比温带主要作物(如水稻、麦类和大豆等)强,光合速度也是前者快。因此,科学家设想,如果能将光合能力强、光合速度快的热带作物