抗烟草和黄瓜花叶病毒的双价抗病毒工程烟草

利用植物基因工程方法培育表达病毒外壳蛋白(CP)基因的抗病毒转基因植物已在烟草花叶病毒(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)、苜蓿花叶病毒(AMV)、马铃薯病毒X(PVX)等多种植物病毒中获得成功,正成为植物抗病育种的新手段。我们前已培育成功表达TMV(中国流行株)CP基因的抗TMV侵染的烟草。在我国烟草生产     

黄瓜花叶病毒外壳蛋白基因的cDNA克隆和全序列测定及比较

近年来,植物基因工程技术的迅速发展为培育抗病毒植物提供了一条新的途径。Powelf等人将编码烟草花叶病毒(TMV)外壳蛋白的基因加上植物基因启动子,并导入烟草细胞中使之表达,首次获得了可以抵抗TMV的转基因烟草和番茄。随后,人们用类似的方法分别获得了可以抗黄瓜花叶病毒(CMV)、苜蓿花叶病毒、马铃薯X病毒(PVX)和马铃薯Y病毒(PVY)的烟草、番茄、马铃薯等,成为目前培育抗病毒植物的一条很重要的途径。     

cp基因的修饰引起转基因的沉默及其介导的PVX抗性

将马铃薯X病毒(potato virus X, PVX)外壳蛋白(coat protein, CP)基因(cp)编码序列中植物偏爱密码子替换成稀有同义密码子, 并将此修饰的外壳蛋白基因(cpm)及未修饰外壳蛋白基因(cp)分别置于CaMV 35S启动子后, 构建植物表达载体, 并用农杆菌介导转化烟草.Northern杂交及Run on实验结果表明, 转cpm基因烟草比转cp基因烟草发生转录后基因沉默(PTGS)的频率明显增高(从6.25%增至35%), 并且对人工接种的PVX病毒抗性显著提高.以上结果表明, 基因中密码子的替换可以明显提高转基因植株的病毒抗性.     

cp基因的修饰引起转基因的沉默及其介导的PVX抗性

将马铃薯X病毒(potato virus X, PVX)外壳蛋白(coat protein, CP)基因(cp)编码序列中植物偏爱密码子替换成稀有同义密码子, 并将此修饰的外壳蛋白基因(cpm)及未修饰外壳蛋白基因(cp)分别置于CaMV 35S启动子后, 构建植物表达载体, 并用农杆菌介导转化烟草. Northern杂交及Run on实验结果表明, 转cpm)基因烟草比转cp基因烟草发生转录后基因沉默(PTGS)的频率明显增高(从6.25%增至35%), 并且对人工接种的PVX病毒抗性显著提高. 以上结果表明, 基因中密码子的替换可以明显提高转基因植株的病毒抗性.     

抗病毒基因

在美国由于农作物遭受病害,每年要损失三分之一产量,而且最大损失要算病毒病.为此华盛顿大学和蒙桑托公司的科学家共同制订出一种植物免受传染的生物工艺法.已经成功地改变烟草和番茄的遗传结构,使传播所谓“烟草镶嵌病毒”的病害免疫.植物获得了补充基因,这种基因控制蛋白质产生过程,而蛋白质形成一层病毒保护膜.此     

植物中的干扰素

最近,耶路撒冷希伯来大学的爱伦·希拉(Ilan Sela)从烟草中提纯出一种抗病毒因子。此因子只能在具有N基因的植物被感染病毒后才产生,它的少量存在(4～5分子/     

病毒诱导的烟草DHS基因的沉默

将本生烟草(Nicotiana benthamiana) DHS (deoxyhypusine synthase, 脱氧羟腐胺赖氨酸合酶)基因的cDNA片段插入到马铃薯X组病毒(PVX)载体中, 构建重组病毒载体PVX-NbDHS. 通过病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)系统, 抑制本生烟草DHS基因表达. 感染植株表现为生长增强、叶片叶绿素含量下降、叶片衰老延缓和开花推迟. 半定量RT-PCR和Northern blot结果表明, PVX-NbDHS-VIGS植株中DHS mRNA丰度显著下降. Western blot检测表明, DHS靶蛋白eIF-5A的表达量与DHS呈平行下调变化. 综合分析植物表型和相应基因表达水平, 可以推断DHS在植物生长与发育中起重要作用.     

禾谷类植物的基因转移

80年代初尚未见到业已证明在一个基因工程植物上表达外源基因的报道。此后情况发生戏剧性的变化。带有选择性标记的质粒载体的研制成功使得在植物上进行基因表达和调控的大量研究易于进行。在这些研究方面有的是着重于在遗传转化的烟草植株上把TMV基因序列作为核基因,研究当其表达后对病毒侵染引致的症状表达的抑制;也有的是研究萤火虫荧光酶基因在遗传转化烟草植株上的表达。尽管某些双子     

烟草曲叶双生病毒分子进化的初步研究

烟草曲叶病是烟草的主要病害之一,流行于热带和亚热带地区,其病原是烟草曲叶双生病毒(Tobacco leaf curl virus,TbLCV).TbLCV由烟粉虱(Bemisia tabaci)传播,能侵染属于茄科(Solanaceae)和番木瓜科(Caricaceae)的许多植物.在我国蔡健和等曾报道TbLCV的寄主范围、传毒媒介和与非洲木薯花叶双生病毒的血清学关系.本文首次报道TbLCV外壳蛋白基因的核苷酸序列,在外壳蛋白氨基酸水平上比较与其它双生病毒的分子进化关系,为进一步研究其分子生物学特性奠定了基础.     

棉疫病菌诱导非寄主过敏反应激发子基因的克隆

采用功能筛选策略从以PVX病毒载体建立的棉疫病菌(Phytophthora boehmeriae) cDNA文库中克隆了能诱导烟草产生过敏反应的激发子基因(片段). 以农杆菌Mog101为宿主、利用PVX病毒表达载体构建了含有6800个单克隆的棉疫病菌cDNA文库, 采用牙签接种本氏烟(Nicotiana benthamiana), 从4100个克隆中筛选到12个能引起烟草过敏反应的阳性克隆. 对上述阳性克隆进行序列测定和分析, 结果显示, 其中7个与已知的基因具有较高的同源性, 其中PBC43编码一个特异的elicitin蛋白; PBC163编码一个Rab蛋白, 与大豆疫霉的RAB同源性较高; PBC241编码抗增殖蛋白(prohibitin); PBN62编码一个热激蛋白60 (HSP60). 还有5个克隆在公共数据库中没有同源基因, 提示可能是该病原菌特异的激发子基因. 上述结果表明, 利用病毒表达载体构建cDNA文库, 用功能筛选策略可从棉疫病菌全基因组范围内筛选诱导烟草产生过敏反应的激发子基因, 该方法可望为其他植物病原菌激发子基因的克隆提供技术平台.     

烟草花叶病毒及番茄花叶病毒弱毒疫苗N14基因组重组体的构建与侵染性分析

用基因交换的方法将烟草花叶病毒普通株（中国分离物,ＴＭＶ－Ｃｖ和番茄花叶病毒弱毒疫苗Ｎ１４基因组的运动蛋白（ＭＰ）、外壳蛋白（ＣＰ）基因编码区和３＇非编码区嵌合于Ｎ１４和ＴＭＶ－ＣＶ ５＇非编码区和复制酶基因的下游,构建重组病毒克隆ｐＴＮ和ｐＮＴ,并进行体外转录和烟草侵染试验结果 ｐＴＮ和 ｐＮＴ体外转录物对烟草均具侵染性：前者感染枯斑三生烟（ Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔｏｂａｃｕｍ ｃｖ．Ｓａｍｓｕｎ ＮＮ）,等量感染的枯斑形成数比 ＰＴＭＶ－Ｃｖ少;感染普通烟（ Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔｏｂａｃｕｍ ｃｖ． Ｈｕａｎｇｍ－ｉａｏｙｕ,黄苗榆品种）,出现典型系统症状,但叶片畸形率较低．后者感染枯斑三生烟,等量感染的枯斑形成数比ｐＮ１４多;感染普通烟仍不出现系统症状．结果表明：重组病毒ＴＮ和ＮＴ仍能在试验用烟草中增殖,前者在普通烟上基本表现为ＴＭＶ－Ｃｖ的强病毒性状,后者在普通烟上表现为Ｎ１４的弱病毒性状; ＴＭＶ－ＣＶ和 Ｎ１４的复制酶与 ＭＰ, ＣＰ和 ３＇非编码区之间为非严紧型连接,两者在类似的各亚基因组之间可进行功能互补．初步推测,Ｎ１４复制酶编码基因的突变区对Ｎ１４的致弱起主要作用;其运动蛋白编码基因的突变区对被侵染烟草     

科学之窗

分子农业科学之窗杨觉雄加拿大的研究人员预计,不久将出现一种以“分子农业”为主导的农业革命。这种高科技农业的新方法,是利用遗传工程来研制能生产疫苗、药品和生物降解塑料的植物。分子农业的一种方法是从动物或细菌“切除”特定的基因,然后将它们“粘附”在植物细胞上,这是个耗时的过程。如果外来基因插入成功,将出现载有能生产疫苗和其‘已产品所需的新遗传物质的“转基因”植物。研究人员也能应用天然植物病毒作为媒介或新基因的载体,将遗传物质从一种植物转到另一种植物上,以生产高浓度的有价值的药物,如抗生素等。热心于此…     

烟草花叶病毒及番茄花叶病毒弱毒疫苗N14基因组重组体的构建与侵染性分析

用基因交换的方法将烟草花叶病毒普通株（中国分离物,ＴＭＶ－Ｃｖ）和番茄花叶病毒弱毒疫苗Ｎ１４基因组的运动蛋白（ＭＰ）、外壳蛋白（ＣＰ）基因编码区和３’非编码区嵌合于Ｎ１４和ＴＭＶ－Ｃｖ５’非编码区和复制酶原下游,构建重组病毒克隆ＰＴＮＴ和ＰＮＴ,并进行体外转录和烟草染试验。结果ｐＴＮ和ｐＮＴ体外转录物对烟草均具侵染性：前者感染枯斑三生烟（Ｎｉｃｏｔｉａｎａｔｏｂａｃｕｍｃｖ．ＳａｍｓｕｎＮＮ）,等     

免疫香蕉

美国康奈尔大学植物研究所的研究人员最近培植了一种奇异的香蕉,只要吃一个,就可像注射疫苗一样使人避免诸如乙肝、霍乱和痢疾等传染病。科学家通过将某种改变了形式的病毒疫苗注射进香蕉树,来培植香蕉疫苗,该病毒的遗传物质会永远成为植物细胞的成分,随着植物的成长,植物细胞就会产生出病毒蛋白,但它不是那种具有传染性的病毒。人食用这种香蕉以后,免疫     

粉尘螨过敏原在转基因植物中的致敏活性分析

在转基因食品潜在致敏性的研究中, 将粉尘螨过敏原基因(Derf₂)引入植物中表达. 经PCR, Southern和Northern杂交以及ELISA检测证明, 外源基因已发生整合并正常表达, 表明转基因烟草作为一个实验系统来研究基因产物的致敏性是可行的. 同时, 采用RT-PCR从转基因烟草中扩增出经植物加工后的致敏原基因Derf₂片段, 序列比对证明植物(烟草)能对动物(粉尘螨)的内含子进行正确识别和有效剪切.     

nifH基因能够在高等植物叶绿体原核环境中表达

以高等模式植物烟草为材料,对固氮酶铁蛋白基因nifH在叶绿体中的表达进行了研究。构建了nifH基因叶绿体转化载体,并利用基因轰击法对烟草叶片进行了转化。基因枪轰击后,共获得6株壮观霉素抗性再生植株。PCR检测及Southern杂交鉴定结果表明,aadA和nifH等外源基因已整合进入受体植物叶绿体基因组中;Western免疫学淀法的测定结果则证明,nifH基因能够在叶绿体原核环境中表达。     

抑制COMT与CCoAOMT调控植物木质素的生物合成

咖啡酸-3-O-甲基转移酶（COMT）与咖啡酰辅酶A-3-O-甲基转移酶（CCoAOMT）基因分别编码植物木质素生物合成中不同底物水平的甲基化酶,构建了它们的单价与双价反义表达载体,并用农杆茵介导转化烟草.PCR-Southern检测表明外源基因已整合到烟草基因组DNA中;Northern点杂交结果表明外源基因在烟草中以转录水平表达.对表达单个及两个甲基化酶反义基因的成熟转基因植株的木质素含量测定结果表明,反义抑制COMT与CCoAOMT的表达均使转基因植株的木质素含量下降,但单独抑制CCoAOMT表达引起的下降幅度明显大于COMT,并且两个基因同时被抑制时,降低幅度更大,说明它们具有协同效应.组织化学染色结果说明COMT被抑制引起紫丁香基（S）木质素显著减少.上述结果表明,抑制植物内源CCoAOMT表达是反向调控转基因植物木质素生物合成及改良造纸资源植物的有效途径.     

抑制COM与CCoAOMT调控植物木质素的生物合成

咖啡酸－3－O－甲基转移酶（COMT）与咖啡酰辅酶A－3－O－甲基转移酶（CCoAOMT）基因分别编码植物木质素生物合成中不同底物水平的甲基化酶，构建了它们的单价与双价反义表达载体，并用农杆菌介导转化烟草。PCR－Southern检测表明外源基因已整合到烟草基因组DNA中；Northern点杂交结果表明外源基因在烟草中以转录水平表达。对表达单个及两个甲基化反义基因的成熟转基因植株的木质素含量测定结果表明，反义抑制COMT与CCoAOMT的表达均使转基因植株的木质素含量下降，但单独抑制CCoAOMT表达引起的下降幅度明显大于COMT，并且两个基因同时被抑制时，降低幅度更大，说明它们具有协同效应，组织化学染色结果表明COMT被抑制引起紫丁香基（S）木质素显著减少。上述结果表明，抑制植物内源CCoAOMT表达是反向调控转基因植物木质素生物合成及改良造纸资源植物的有效途径。     

基因转移的开端

利用重组DNA转移植物之间的基因可以最终改变地球的面貌。卡尔金(Calgo脱)有一研究小组报告了将细菌基因引入烟草植物使之产生抗蒙桑托(Mon阻Ilt。)除劳剂草甘磷能力的情况。罗伯·富莱里(Rob Fraley)也报道了类似的结果;但用的是植物基因,引入西红柿以及烟草和矮牵牛属植物。草甘磷是一种无选择性的除荞剂,它既能除去杂草也能除去农作物故只能用于廓清。在农作物中容许有     

表达cryIA/gna双价抗虫基因烟草兼抗棉铃虫和蚜虫

利用人工合成的、密码子优化后的雪花莲凝集素（ＧＮＡ）基因,与人工合成的ＣＦＭ ｃｒｙＩＡ构建了双价抗虫基因植物高效表达载体。通过根癌农杆菌介导转化烟草,获得２８株卡那酶素抗性植株,经ＰＣＲ及Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹检测,证实了双价抗虫基因在烟草基因组中的整合,转基因烟草杀棉铃虫试验表明,４０％转基因烟草植株对棉铃虫具有高抗性;Ｂｔ杀虫蛋白ＥＬＩＳＡ检测获得与虫试较一致结果,抗虫性较强株Ｋ１１号ＣｒｙＩ