植物疫苗

许多植物的病虫害是由病毒所致。既然疫苗可以使人获得对病毒的免疫力,那么是否也能给植物接种疫苗来抵抗病害呢?这并非幻想。第一种植物疫苗现今业已问世。美国华盛顿大学与密苏里州圣路易市的蒙桑托公司的研究人员用生物工程方法从烟草花叶病病毒的DNA中抽取出基因,此基因被植入植物细胞中,从中培育出八棵西红柿与烟草植株,以增长积累基     

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.     

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。     

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     

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.     

3价转病毒外壳蛋白基因马铃薯的获得

马铃薯在全世界广泛种植,既是重要的粮食作物,又可作蔬菜,其世界年总产量仅次于小麦、水稻和玉米.马铃薯Y病毒(PVY)、马铃薯X病毒(PVX)和马铃薯卷叶病毒(PLRV)引起的病害是造成我国马铃薯退化的重要原因,严重危害马铃薯生产.尤其是2种甚至3种病毒混合侵染带来的损失远大于各病毒单独侵染.国外科学家的研究表明,表达病毒外壳蛋白(CP)基因的转基因马铃薯能显著延缓该病毒病害症状的发展并减轻其危害程度.美国已获得同时表达PVX和PVY CP基因的双价转基因马铃薯,其中1个转基因株系对这两种病毒的混合侵染表现高抗.国际上还未见转3基因抗病毒马铃薯的报道.     

从植物中采集药物的新方法

１９９０年在圣路易斯举行的第１６届国际植物学会议上，有两项新的进展，植物担当起蛋白质工厂的任务：其一，促使植物的根系分泌出蛋白质；其二，就是利用烟草花叶病毒，把新的基因引进植物体内。     

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     

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/     

哈密瓜抗疫霉病的诱导免疫研究

近年来植物免疫的研究已引起人们广泛的兴趣,应用病毒、细菌、真菌以及其病原体和非病原体的代谢物作为诱导因子、使宿主植物获得对病害的整体免疫,国外在烟草、梨、苹果、菜豆、黄瓜、马铃薯等作物上已有成功的报道,其中以烟草的工作较多。国内有关免疫诱导的研究目前尚处于起步阶段,陈延熙等曾对苹果的免疫诱导取得一定结果。哈密瓜疫霉病是     

高粱叶绿体psbD基因的克隆及其高效表达

近年来光合作用基因工程的研究进展十分迅速,许多重要的编码光合作用反应中心的蛋白质及酶的基因,已在多种植物叶绿体基因组及核基因组上定位并测定了其碱基序列,杉浦昌弘等先后完成了烟草、水稻等高等植物叶绿体基因组全序列分析,但是C_4植物除玉米外,叶绿体基因的研究较少,高粱是主要的C_4植物,其叶绿体光系统基因的研究国内外均     

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.     

外源基因在植物中表达的策略：工程病毒的潜在使用

高等植物基因转移技术的发展已经导致了植保工作的重大进步,同时促进了DNA重组技术的应用.除了植物基因工程外,植物生物工程学者们对利用植物病毒来表达外源基因的可能性引起了兴趣.然而,必须指出的是,谙熟所使用的工程病毒的组成是一项重要的安全问题.     

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.     

让植物生产蜘丝

研究人员已将蜘蛛基因插入马铃薯和烟草植物 ,以使这些植物在它们的组织中制造大量的丝蛋白。如果将此蛋白质织成线 ,它们不仅能生产出坚韧的纤维 ,而且可制成无毒的能生物分解的生物医药用布。来自德国Ｇａｔｅｒｓｌｅｂｅｎ研究所的尤多·康拉德 (ＵｄｏＣｏｎｒａｄ)和同事们制成了金黄色球形蜘蛛丝蛋白基因的人造变体并把它们拼接入几种植物的基因组。他们发现 ,有些植物的蛋白质总量中 ,有 2 %以上由丝蛋白构成。将蜘蛛丝基因转入细菌已获成功。这些细菌在发酵罐里人工培养并在那里制造丝蛋白。但这些细菌得用相对昂贵的丝蛋白成分即…     

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     

碳纳米材料可能损害脑组织

科学家们尝试从菠菜中提取一种蛋白质合成系统中的基本蛋白质,结果发现其66%的基因片段与细菌中起同样作用的蛋白质的基因片段同源,而且又有46%的基因片段与后者完全相同。为进一步弄清这种蛋白质的作用,科学家们将其植入细菌中,结果发现细菌的蛋白质合成立即受到抑制。这表明,这种植物蛋白质具有良好的杀菌作用。这种蛋白质含有RRF基因,它首先在细胞中合成,然后被送到叶绿体中发挥作用。细菌蛋白质合成受到抑制,正是由于植物的RRF基因对细菌的RRF基因产生了重要干扰,从而使植物产生化学抗病作用。研究人员发现,植物中存在着一道迄今人…     

抗烟毒素基因的分子克隆及其序列分析

烟草野火病是烟草生产上的主要病害之一,在我国云南等主要烟草栽培地区常年发生,一般发病率为40—50%,重病田发病率高达90%以上,危害十分严重;而且收获后在烘烤过程中病斑还会明显增大,损失惨重,为此探索有效的防治途径是烟草生产上的当务之急.野火病菌侵染烟草叶片后,产生一种细菌毒素即烟毒素(tabtoxin),干扰寄主细胞代谢,并间接影响叶绿素的合成,形成野火病症.该毒素是非专一性的,除烟草之外,对多种植物、