论应用多基因转化策略综合改良生物体遗传性研究方向的前景Ⅱ.多基因转化策略中的规律、前景和问题

随着后基因组时代的到来,人类将克隆到越来越多的、生物学意义明确的有用基因应用于基因工程对生物体的遗传改良中.但生物体的绝大多数性状和生理功能都是依靠多基因的协调表达而实现的.因此,多基因转化策略必将成为今后基因工程在基础理论与实际应用研究中的主流方向.综述了近年来中山大学生物工程研究中心∥基因工程教育部重点实验室在多基因改良农作物方面的研究工作和进展,分析了多基因转化中的基本规律和存在的问题,最后对多基因转化策略在未来的应用前景作出了简要的展望.     

多基因双T-DNA植物表达载体的构建及拟南芥转化

多基因植物表达载体用于植物遗传转化是培育具有多种优良品质作物的有效策略. 双T-DNA系统是实现筛选完成后选择标记基因删除的一种简便可行的方式. 为培育高度抗逆或去除标记基因的农作物，构建了多基因双T-DNA植物表达载体2T-bbgdD，其中含有一个抗除草剂基因bar, 3个抗逆相关基因(DREB1A, Na+依赖性Pi转运体基因（d5）, betA)和一个报告基因gfp. 利用农杆菌介导法将该载体转入拟南芥，获得了多基因共转化及去除标记基因的转基因拟南芥. 可将此植物表达载体进一步用于作物的遗传转化.     

基因工程技术的应用现状

基因工程是通过DNA重组技术,获得具有特殊生物遗传性状和功能的遗传工具生物体,基因工程技术广泛应用于农业、医学、食品工业等。本文就基因工程的应用现状综合阐述。     

农杆菌介导的Bt基因转化马铃薯的研究

马铃薯块茎蛾的危害极为严重,通过植物基因工程将Bt基因的Cry1Ab类型导入马铃薯,以期获得抗虫性提高的马铃薯基因工程植株.以马铃薯品种‘会-2’为受体材料,对影响转化效率的因素进行了优化,结果表明:3号(1/2MSO+50μLAs+2 mL农杆菌悬浮液)浸染液有利于抗性芽的分化,乙酰丁香酮可以提高叶片的转化率,共培养3 d的分化率较高.共获得经过卡那霉素筛选的114个转化植株,对初筛株系进行PCR分子鉴定,结果有55%的植株扩增出目的条带,初步证明Cry1Ab基因已整合到马铃薯的基因组中.转化植株的抗虫性鉴定正在进行中.     

基因工程：农业发展的曙光

生物技术被公认为21世纪技术的核心和重要的支柱产业,它由4个部分构成:基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程.它的标志技术,一项是基因工程,一项是蛋白质工程.它是分子遗传学与工程技术相结合的产物.何谓基因工程?众所周知,生物的一切特性是由细胞内脱氧核糖核酸(简称DNA)的分子构造决定的,而一个DNA分子是由许多核苷酸片断携带着一定的遗传信息,是一个遗传因子,叫做基因.科学家则采用类似工程设计的方法,人为地转移或重组DNA中的基因,从而使生物体突变.基因工程也称为DNA重组、基因重组.而农业科技进步的龙头和被誉为农业第三次革命的生物技术,已在农业领域获得广泛应用,其前景极为广阔.正如美国科学家预示的那样,美国的第二硅谷将不再是半     

农杆菌介导的DREB1A基因转化多花黑麦草及其转化体系的优化

采用携带卡那霉素抗性基因nptII和GUS基因的ubiquitin启动子驱动的表达载体pBI121／DREB1A的根癌农杆菌AGL1, 对多花黑麦草幼胚来源的胚性愈伤组织进行了遗传转化,并优化了各种影响因素。胚性愈伤组织经根癌农杆菌感染和共培养后,用50mg／L巴龙霉素筛选抗性愈伤组织,待抗性愈伤组织在IB分化培养基上分化成苗后用25mg／L卡那霉素进一步筛选再生植株, 获得了部分抗性植株。抗性植株的总DNA用DREB1A基因的特异引物进行PCR检测,转化频率为2.14％,PCR-Southern blot进一步验证了转化植株基因组中含有该外源基因。各种影响转化效率因素的优化实验表明,当转化时菌液浓度的OD600为2.0、侵染时间为1h、共培养时间为2d、共培养温度为21℃及在共培养期间使用乙酰丁香酮等,均可明显提高转化频率。     

花卉试管繁殖及基因工程研究进展

综述了花卉基因工程基础工作（建立转化受体系统、目的基因的分离等）的研究进展，对基因工程技术在花卉业的应用前景作概括介绍。     

多类别肿瘤分类的特征基因选择方法研究

以肿瘤基因表达谱指导肿瘤的分类是目前机器学习领域的一个研究热点.对多类别肿瘤分类中的关键问题——特征基因选择方法进行了研究,提出了混合式特征基因选择策略.该策略首先利用7种特征选择算法提取与分类高度相关的基因,随后采用SSiCP算法消除冗余基因.实验是在肺癌的多类别基因表达谱数据集上完成的.实验比较了7种特征选择算法的性能,发现CFS算法加SSiCP算法的混合式基因选择策略可以获得数量较少的特征基因集,在训练集和独立测试集均有较高的准确度.所获得的最精简基因集中的部分基因据文献报道与肺癌的发生发展密切相关.实验结果证实了混合式特征基因选择策略的有效性.     

非洲菊基因转化受体体系的建立

就非洲菊基因转化受体系统的诸多因素进行了试验,初步建立了良好的非洲菊基因转化受体体系,为用农杆菌进行感染而进行基因转化奠定基础.     

衣藻的核基因组转化及外源基因转录分析

通过珠磨法将衣藻表达载体pSP108转入到莱茵衣藻细胞壁缺陷型CC-400藻株中,经抗性筛选及PCR鉴定,获得了24个转化藻株.在抗性基因ble编码序列的中间部位和末端部位分别设计两对不同的探针引物,运用实时荧光定量PCR对转基因藻株进行外源基因转录水平的分析.结果发现:不同转化藻株外源基因的转录水平有明显差异;同一转化藻株两对探针引物,外源基因的转录水平也存在差异.说明莱茵衣藻在转化过程中,外源基因整合到基因组上的片段数量及片段长度和完整性具有不确定性.     

口蹄疫抗原决定簇融合基因转化胡萝卜的研究

利用转基因植物生产疫苗是目前植物基因工程的一个研究热点,具有生产简单、成本较低、使用安全方便、易贮存等优点.本实验通过农杆菌介导的遗传转化,以O型和A型口蹄疫抗原决定簇基因O21-O14-A21转化胡萝卜.通过筛选,获得潮霉素抗性愈伤组织,经胚状体再生得到156棵抗性苗.通过GUS染色检测,GUS报告基因在部分转化的愈伤组织中瞬时表达,并在部分抗性苗中稳定表达.对部分抗性植株进行PCR和PCR-Southern杂交检测,证实目的基因已经成功整合到胡萝卜基因组中.     

细菌遗传转化与水平基因转移

介绍了细菌中水平基因转移、转移途径(转化、接合和转导)以及细菌遗传转化即自然条件中的转化、自然遗传转化及人工转化等研究进展，并且对细菌遗传转化在水平基因转移中的作用进行了探讨．     

麻疯树毒蛋白(curcin)基因转化水稻的研究

以粳稻(Japonica)品种日本晴与中花11号为材料,对影响农杆菌介导水稻转化体系的几个因素进行了研究,建立了农杆菌介导的有效水稻转化体系.在该体系中,首次使用浓度为10-4g/mL嘌呤合成抑制剂acivicin在转化前对水稻愈伤组织进行预处理,结果表明此法可有效提高GUS基因的瞬时表达率.同时,利用插入了麻疯树毒蛋白(curcin)基因的植物表达质粒pBI121-curcin,通过农杆菌介导转化水稻,获得了多株转基因植株.通过PCR鉴定,证实curcin基因已整合到水稻基因组中.     

植物基因工程的研究进展与前景展望

植物基因工程是现代科学技术的重要支柱之一,是分子生物学、细胞生物学研究高度发展的产物,其迅猛发展引发了一场新的绿色革命浪潮,它为植物育种学开辟了一条崭新的途径.1 植物基因工程研究的总体状况从技术角度看,植物基因工程包括几个重要的环节:目的基因的分离和鉴定、基因的修饰及植物表达载体的构建、受体的遗传转化、基因工程细胞     

生物安全性

生物安全性是指生物体对人是否安全,一般特指生物体经过基因工程改造后对人是否还依然安全。有关基因工程改造的生物产品的生物安全性问题的争论由来已久,就像核技术开始发展时一样,有人坚决反对,也有人认为只要使用得当就能为人类造福。有的人还担心有些基因工程改造过的生物其危害恐怕不是短时间可看到的,例如在农业上人们已经通过基因工程获得了抗各种除草剂的农作物,这种基因工程农作物种到地里,洒上     

根癌农杆菌介导AtNHX1基因转化小麦

利用根癌农杆菌对 3种基因型小麦进行了转化研究 .发现基因型对转化有明显影响 .将小麦品种烟优 36 1、烟 10 3、核生 3号的胚性愈伤组织用含报告基因NPTⅡ和抗盐基因Na H 反向转运AtNHX1的农杆菌菌株pROK2AT GV310 1感染和共培养后 ,用巴龙霉素 5 0 - 15 0mg L筛选抗性愈伤组织及转化植株 .对抗性植株的总DNA用AtNHX1基因的特异引物进行PCR检测 ,目的基因的PCR阳性频率为 1.3(烟 10 3)和 2 .9% (核生 3号 ) .Southern杂交证实外源基因已经整合到小麦的基因组中     

多杀性巴氏杆菌幽灵的研究

采用基因工程方法,将PhiX174噬菌体裂解基因E和温敏控制表达系统与质粒pPBA1100基因杂交,构建了重组子pPBA1100-E.将重组子转化到多杀性巴氏杆菌中,通过温度诱导使裂解基因表达.用限制性内切酶检验重组子.扫描电镜观察多杀性巴氏杆菌细菌幽灵和菌落形成单位评价遗传灭活率.结果表明:重组质粒经限制性内切酶酶切鉴定,琼脂糖电泳呈现三条谱带,相对分子质量与理论值一致.扫描电镜观察显示,重组子在多杀性巴氏杆菌中成功表达,获得了细菌幽灵.菌落形成单位检验结果显示,多杀性巴氏杆菌遗传灭活率达到99%.     

植物基因的克隆与转化研究进展

综述了近２０ａ来植物基因工程、特别是ＤＮＡ重组技术和基因遗传转化技术的发展历程,比较了各种分子克隆和转化方法的优劣,将有助于广大青年学者了解并掌握现代分子生物学的最新动态     

西瓜NPR1抗病基因的遗传转化

比较了不同预培养时间、侵染时间、共培养时间等因素对农杆菌转化西瓜的影响。西瓜遗传转化的适宜条件:3 d苗龄的子叶,预培养1 d,农杆菌侵染10~15 m in,共培养3 d;不定芽与根的潮霉素(Hyg)筛选浓度分别为20 m g.L-1和6 m g.L-1。对20株西瓜转化苗进行DNA提取,PCR检测,其中5株呈阳性,初步证明目的基因已经整合到西瓜基因组中。     

酵母克隆基因的转化和稳定性检测

采用放射性探针分子杂交技术鉴定及选出重组DNA的可靠转化子。实验结果表明:双倍体受体的转化效率约为单倍体的2倍;含有酵母染色体端粒区GT重复顺序的重组质粒的转化效率约为含染色体内部区GT重复顺序重组质粒的3倍;在克隆基因的稳定性方面,整合型转化子要比自主复制型转化子高得多。因此,用酿酒酵母作基因工程生产菌时以双倍体为好。经分析并证实,含酵母染色体端粒区GT重复顺序的重组子有些具有多靶整合作用,这种整合转化在基因工程中有实用价值。