非豆科作物共生固氮的研究(Ⅲ)——~15N同位素稀释法测定小麦诱发根瘤的固氮作用

70年代以来,由于氮素化肥的能源耗费和环境污染等问题日趋严重,生物固氮研究日益受到世界各国重视。近年,生物固氮研究中令人瞩目的课题是研究如何向非豆科作物转移固氮能力,以减少农业对化肥的依赖。目前,此项研究已成为生物固氮研究中的新兴领域,是当代农业科学中富有挑战性的研究课题。     

禾本科/豆科间作促进豆科共生固氮机理研究进展

综述以往研究发现,大多数禾本科/豆科间作都会显著增加豆科作物的固氮比例(%Ndfa),并认为这种增加是由于禾本科作物对豆科作物根际氮素的耗竭作用引发的.但豆科作物体内通常会在氮磷之间保持稳定的化学计量关系,豆科作物共生固氮的增加会使作物生长受到磷的限制.在这种磷素限制条件下豆科作物会被激发出潜在的磷吸收策略,即通过根系分泌物或丛枝菌根真菌增加对土壤磷素的获取满足其自身固氮对磷素的大量需求,进而增强豆科作物自身的结瘤及固氮.此外,随着分子生物学技术的发展,新近研究发现禾本科作物根系分泌物能上调豆科根部关键结瘤基因NODL4, ENODL2, ENOD93,固氮基因FixI3,查尔酮-黄酮异构酶CFI基因和生长素响应基因GH3.1的表达,这些基因超量表达可促进豆科作物类黄酮物质的分泌、根毛卷曲、结瘤并促进豆科作物固氮.间作作物间通过根际氮素耗竭作用、磷素活化作用以及固氮基因分子调控等三个层面上互相偶联来促进间作系统氮素吸收、优化氮素利用效率和提升作物产量,这些研究对促进和发展禾本科/豆科间作固氮理论体系具有重要指导意义.     

非豆科作物共生固氮的研究(Ⅱ)——根瘤菌与小麦共生结瘤的固氮酶活性

一、前言豆科植物和根瘤菌共生结瘤固氮是农业的主要生物固氮资源,但广大面积的非豆科粮食作物并不具有这种固氮自肥能力。因此,如何扩大根瘤菌共生固氮范围,使粮食作物也能结     

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。     

共生固氮体系中最佳固氮结瘤控制模型

共生固氮体系是用以探明核酸与蛋白质之间相互关系的极好研究对象。对该体系中固氮结瘤过程的了解和控制,可望使原来不结根瘤的禾本科等经济作物也能结瘤固氮。“共生固氮体系中最佳固氮结瘤控制模型的研究”这一国家基础性研究重大关键项目,在我固有着坚实的基础,更有着美好的前景。     

外源基因在绿豆、赤豆叶肉原生质体中的表达

目前,高等植物遗传工程的飞速发展已经使将外源基因直接引入植物细胞或原生质体中成为可能。豆科植物因为其特有的固氮功能,一直是国内外植物生理学家热衷研究的对象。近些年来,许多科研工作者都在致力于建立一些有效的转化系统(如用PEG法、电击、     

小鼠精子捕获外源DNA的研究

随着遗传工程研究的发展,现今已有多种方法实现外源基因向受体细胞的转移。较常用的方法有显微注射法和反转录病毒载体等方法。但晚近Lavitrano等报道用精子作为外源DNA的载体可以生产转基因动物。这一报道引起了国内外学者的广泛关注。一些作者试图重复这一实验,但至今还没有成功的报道。虽然如此,至今并不能排除精子作为外源DNA的载体的可能性。对这一问题的研究,至少具有以下三方面的意义。第     

遗传工程的最新成就——大肠杆菌首次制造人胰岛素实验成功

遗传工程是当代生物学的一个生长点,它是分子生物学的一个重要分支。所谓遗传工程就是在分子水平上按照人工设计的蓝图,对生物遗传物质(基因)进行体外“施工”,把重新组合的新的遗传物质(新基因)再引入寄主生物细胞中,以得到具有新遗传性的生物类型。这样,便打破了物种的界限,可以使人们有计划地按照需要改造现有生物种,并为创造新的生物类型开辟了崭新的道路。同时,它也将为人类创造更多的有价值的产品,如稀有的生物激素等,展现美好的前景。本文是介绍近年来美国科学工作者,在遗传工程方面所取得的一些突出成就.     

超极蛛丝

美国科学家积多年艰辛探索和潜心研究在生物学诸多领域中取得了长足发展,他们在生物遗传工程和仿生学上的成就举世瞩目。近年来他们又对屈身人类脚下遍布全球的蜘蛛进行了广泛深入的探索并进行提取蜘蛛造丝基因。通过PCR技术在培养菌中转移拼合培植入造超级丝的伟大尝试。目前实验虽尚未取得结果但前景诱人,令人鼓舞。     

基因向野生亲缘植物的传播

过去20多年来,从微生物、植物和动物中分离基因并把它们插入到大量的植物种类里已经成为可能,在今后20年里,在农业上极有可能广泛种植遗传工程植物。这便能选育能够抵抗病虫害侵袭,能够更好适应恶劣环境和能够获得更好品质的农作物。随着生物科学的重大进展,便提出了上述这些农作物和环境之间产生的后果的质疑。其中关于遗传工程作物广泛应用的一个主要质疑是那些被导入的基因(转基因)是否会经异花授粉而转移到植物野生种群里去的可能性和可能的结果。例如,如果携有一种抗除草剂或一种抗重要害虫的转基因在一野生植物种群里扎根落户了的话,那将会发生什么后果呢? 此短篇综述旨在讨论基因转移的可能性及其可能的结果和在它们被广泛栽培之前可以采用什么样的步骤来评价那些新奇的转基因植物。     

基因安全:山重水复与柳暗花明

2001年6月22日,美国研究人员一项发表在《自然》杂志上的研究结果似乎给一直担心转基因危害人体和环境的人们吃了一颗定心丸。研究结果表明,致病菌或其他生物的有害基因是不可能直接转移到人体的。对于生物遗传工程,人们最担心的是转基因动植物产品对人和环境的危害。虽然转基因食品在全球闹得沸沸扬扬,但无论是对人还是对环境,它的负面作用迄今还没有体现出来,也还没有严重的事件发生。而对于转基因动物,如转基因猪,人们对基因污染的关注一     

中国生物固氮研究现状和展望

生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一, 它在生产实际中发挥着重要作用: 为植物特别是粮食作物提供氮素、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病、防治土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可持续发展. 本文在介绍国际生物固氮研究进展的同时, 着重叙述了生物固氮研究取得的重大进展和成果: 收集了根瘤菌资源, 建立了最大的数据库, 修正和发展了国际上对根瘤菌的分类; 发现了固氮基因, 证实了克氏杆菌固氮基因操纵子的连锁性及正调控基因的调节机制和对氧、温度的敏感性; 发现苜蓿根瘤菌结瘤调控基因nodD3的产物对结瘤基因表达的启动不受宿主类黄酮的作用; 发现苜蓿根瘤菌的碳利用基因和固氮生物氮代射和碳代谢基因表达及其调节的偶联作用; 化学合成了根瘤菌的结瘤因子; 在固氮基因表达调节基础上, 构建了固氮基因工程菌株, 并在生产中得到应用; 提出了化学模拟固氮酶的结构和功能, 固氮酶活性中心的模型和合成了模型化合物, 受到了国际高度评价. 根据国际上研究的趋势并结合国内的研究进展, 提出了生物固氮研究的发展方向, 建议在联合(内生)固氮菌固氮基因调控及其提供氮素的作用, 根瘤菌与豆科植物共生结瘤固氮的信号传递和分子相互作用, 氮、碳代谢和固氮与光合作用的偶联与共生结瘤固氮中功能基因组学等方面展开积极研究.     

转基因植物在农业中的应用展望

本文报导了1990年3月20日在伦敦召开的农业团体学术讨论会有关农业中的转基因植物应用展望。一、马铃共载体和转化系统的研究进展植物和植物细胞培养遗传工程的定义是不明确的,但是,总得来说,它涉及三个过程:(l)特定基因的鉴定、分离和操纵;(2、将这些特定基因转移到植物细胞中,并在细胞培养或转基因植物中生长:(3)检验插     

中国作物学会全国豆科作物学术讨论会

中国作物学会于8月26日至9月3日,在江苏徐州召开了全国豆科作物学术討論会。出席会議的有全国各省、市、自治区豆类作物科学工作者47人。会議共收到論文42篇,其中大多数是有关大豆栽培育种与大豆生物学方面的研究論文。会議集中討論了如何提高黄河、淮河平原地区(以下簡称黃淮地区)大豆的产量与品貭的問題;以及大豆栽培育种的基础理論研究方向与規划問題。此外,会議对蚕豆,小豆等杂豆类作物的科学研究方向与內     

未传粉子房显微注射向水稻转移外源基因的研究

基因转移无疑是改造高等动植物的遗传特性,实现培育新品种最终目标的重要途径之一。美国Palmiter和Brinster等人用显微注射法进行基因转移,培育出大体形小白鼠,比利时的Montagu和联邦德国的Shell等利用Ti质粒载体向烟草等双子叶植物中转移了外源基因,并且得到了表达。这些成功的实验向人们展示了基因转移技术的美好实用前景。单子叶植物,     

毁灭人类的“世界末日武器“

“一打一大片,一杀一条线,遗患无穷”的基因武器,以其将导致人类毁灭的残酷性,被称为“世界末日武器”。众所周知,丧心病狂的日本“731部队”对我抗日军民使用生物武器,曾造成无穷后患。基因武器则是在生物武器的基础上发展起来的所谓“不可制服的生物武器”。 遗传工程“走火入魔” 产下的怪胎 20世纪70年代以来,分子化学取得了突破性进展,以基因拼接技术为标志的遗传信息基因,引入另一种生物体内,从而使后者获得前一种生物体所特有的生物特征。因而,遗传工程也叫基因工程。美国一位生物学家指出:“如今遗传工程的发展,为人们提供了利用一个细胞复制出另一个一模一样的人的可能性,人类在     

Frankia纯培养的无细胞抽提液固氮

自从1960年Carnahan等人证明巴氏梭菌粗抽提液的固氮酶活性以来,迄今已从大约20种不同微生物中获得了含固氮酶活性无细胞制剂,并对其中一些固氮酶的性质作了详细研究。但对非豆科树木形成固氮根瘤的Frankia内生菌纯培养尚未见报道。     

紫云英根瘤菌nif DNA的分子克隆

固氮微生物中涉及到与固氮作用有关的基因的研究已有详细的报道. 共生固氮根瘤菌中参与固氮作用的基因有二类,一类是与肺炎克氏杆菌Kp nif基因有同源性的基因——nif基因,另一类是在共生状态进行固氮作用所必需的其它基因——fix基因.根瘤菌中nif与fix基因中的任何一个基因发生突变,根瘤菌虽仍感染宿主发育成根瘤,但不能固氮.     

植物固氮研究新进展

植物固氮研究新进展有些植物——主要是豆科植物——可让农民们少费不少心、这些植物在它们的根部长有能够自己固氮的瘤，而其余的植物则必需要施肥。科学家们已经试验了多年——不过还没有成功——试图让非豆科植物也长出固氮瘤。然而，研究人员知道，豆科植物的这种本领...     

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