运用基因转移技术改造禾谷类作物

运用重组DNA技术遗传设计禾谷类(最重要的粮食作物)及其他禾本科作物的一个问题是不能用土壤杆菌(Agrobacterium)作为这类作物的基因载体,尽管在双子叶植物中已获得成功。但是,现已证明,通过培养具有遗传变异的愈伤组织,运用直接基因转移技术可以转化禾本科作物的原生质体,而不需要土壤杆菌载体(早期用烟草原生质体所作的成功实验即是以土壤杆菌作为基因载体)。业已证明,通过再生植株的杂交,基因即按孟德尔遗传方式导入烟草中。该项     

转基因迷局

<正>30多年前,美国科学家伯格利用限制性内切酶,将猿猴病毒DNA和噬菌体DNA切开、重组,得到了世界上第一批重组DNA分子,标志着DNA重组技术成为现代生物技术和生命科学的基础与核心。从那时起,就有人预言,利用转基因技术培育作物会引发第二次绿色革命:充足的改良食物、燃料和纤维将喂饱这个饥饿的世界,为农民带来收益,并促进环境好转。从许多层面来看,这场革命已经开始了。生命科学具有扭转乾坤的神奇魔力。在人类对农药的依赖日益加重,而对农药的残留又心怀恐惧时,转基因技术为人们提供了一种解决问题的新方法。但同时,人们对生命奥秘的畏惧之心,又让生命科学似乎具有引     

动植物的重组

重组DNA技术最初以及传统地应用于微生物,不过科学家们目前正在一种动物与另一种动物以及高等植物间进行基因转移,可以诱导作物表现它们以前从未具有的特性,人类的遗传性疾病也能终将变得可以校正。     

重组DNA的研究新进展

本世纪70年代初,美国科学家S. Cohen和H. Boyer等首次在体外成功地组建了具有生物功能的重组质粒,1974年,Morrow等将第一个真核基因即瓜蟾rRNA基因导入大肠杆菌,获得克隆,标志着重组DNA(rDNA)研究的开始。rDNA技术,是在试管内用酶及其他物质使不同物种间的DNA分子彼此结合,然后导入细胞内令其行使功能的技术。它涉及五个方面:1)DNA特异的剪切技术——获取目的基因;2)核酸分子杂交技术——鉴定未知核酸分子;3)DNA的分子克隆——目的基因的扩增;4)DNA顺序测定——确立基因的精细结构和功能的关系;5)目的基因的表达——产     

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     

重组DNA在诊断中的应用

现在,已实现了用重组DNA技术作为常规诊断工具。在科学研究中使用基因探针虽已有多年历史了,但把重组DNA技术扩大应用于大量样品的检测,并使这些分析程序成为医院、分析单位和商     

转基因食品常见问题

<正>1.什么是转基因食品?不是通过基因的自然重组,而是通过人工技术改变生物遗传物质(DNA),通常被称为"现代生物技术"或"基因技术",也称为"DNA重组技术"或"基因工程"。基因工程可从某个有机体选择单个基因传输到另一个有机体中,甚至可以在没有亲     

新型植物的遗传蓝图

遗传工程遗传工程是遗传学对于人类需要的一种应用。遗传工程最惹人著目的成果是培育成高产、耐寒和抗病的作物品种。近年来,发展抗风的、短秆粗壮的水稻和小麦,已受到发展中国家的极大重视。令人遗憾的是对我们的生活道路上已起了巨大而确有实际影响的遗传工程,近来已和“重组DNA”或“在试管中的DNA重组”相混淆起来了。重组DNA技术对于农业是象征着一种具有巨大潜在利益的革命性的新技术。然而,重组DNA仅仅是遗传工程师所运用的许多技术中的一种。这些技术包括通常的植物和动物育种实践。换句话说,遗传工程是一门许多世纪以来在实践上富有成果的古老艺术。     

籼稻原生质体高频分裂及植株再生

通过原生质体进行细胞融合,外源基因转化已成为定向改造作物种质的一种重要途径。利用原生质体进行遗传操作要求原生质体有较高的分裂频率并能再生成完整植株。但是由于禾本科植物原生质体再生植株比较困难,一定程度上限制了原生质体技术在作物改良方面的应用。近年来水稻原生质体再生植株相继已有报道。本文报道了以KM8p作为基本培养基培养籼稻原生质体,获得了原生质体高频分裂及植株再生的结果。     

现代生物技术的阴影——令人担忧的生物安全

1997年年初,克隆羊“多莉”的诞生把整个世界搅得沸沸扬扬。 除伦理学家外,生物多样性保护专家也在担忧:现代生物技术会给生物安全带来潜在威胁。 现代生物技术包括重组DNA(rDNA),单克隆抗体以及新的细胞和组织培养技术。 由于某些生物体先天缺少某个基因片段,而产生出一些特异性状,于是可通过人工将其加以修补、重组。也可将某类生物体性状强的基因片段转移到另外一类生物体上,以增加这种性状。比如,培育作物新品种,为了增强其抗病害的能力,就可以通过转基因技术将其他作物中的具有抗病害能力的基因片段转移到新品种上便可达到目的。目前许多国家已种植转基因作物,从而     

自然信息

化学合成的人类基因在细菌中表达1977年美国里格斯(Riggs)和博耶(Boyer)两个实验室合作,获得了基因工程学中十分杰出的成就。他们将人下丘脑的生长激素抑制素(Somatostatin,简称SS)基因与质粒PBR322的DNA重组,以此转化大肠杆菌,得到了表达产物SS。从下列几个方面,可以看出这一成就的巨大意义:     

一种简单易行的重组方法——三引物PCR法

报道了一种不需要限制性内切酶和连接酶的重组DNA方法－三引物PCR法（TP－PCR），TP－PCR反应体系中有2种模板和3种引物，从而在同一个反应体系中产生一个重组DNA分子，这种方法的主要优点是快速，高效且不依赖连接片段的限制酶位点，用这种方法已成功构建了融合蛋白基因－sck基因。     

牛Ⅰ型疱疹病毒感染性细菌人工染色体的构建和gN基因缺失病毒的细胞繁殖特性

通过同源重组将pHA2质粒插入到牛Ⅰ型疱疹病毒ZJ分离株基因组的UL15和UL18基因之间, 构建了重组病毒rBHV1-HA; 提取重组病毒的环状基因组DNA, 转化大肠杆菌DH10B, 获得了含有BHV1全基因组的感染性细菌人工染色体克隆pBHV1. pBHV1转染MDBK细胞可以拯救出病毒, 该病毒与野生毒株在细胞上的繁殖特性未见差异. 通过两步Red E/T重组, 构建了gN基因跨膜区缺失的pBHV1突变体, 并转染获得了重组病毒rBHV1-?gN. 病毒繁殖动态曲线显示, rBHV1-?gN的滴度比野生毒株低9%~20%. BHV1感染性克隆的成功构建, 将为研究新型BHV-1基因缺失疫苗和牛的病毒载体疫苗提供技术平台.     

CRISPR/Cas基因组编辑技术及其在农作物品种改良中的应用

CRISPR/Cas是存在于细菌及古细菌中成簇的、规律间隔的短回文重复序列及其核酸酶系统,是细菌和古细菌中破坏噬菌体与外源DNA的免疫防护机制.科学家将该免疫防护机制改造成了简便高效的基因组编辑工具,并在微生物、动物及植物的基因功能解析及改良方面取得了巨大的进展.本文先对基于CRISPR/Cas开发的植物基因组编辑工具,如CRISPR/Cas9、CRISPR/Cas介导的同源重组、胞嘧啶碱基编辑器、腺嘌呤碱基编辑器、双碱基编辑器和引导编辑器等进行介绍,接着详细阐述了在作物分子育种中越来越重要的DNA-free CRISPR/Cas植物基因组编辑技术,然后探讨了CRISPR/Cas基因组编辑技术在提高作物产量和品质、提高作物对生物及非生物逆境抗性、从头驯化及定向改良等方面的应用,分析了CRISPR/Cas植物基因组编辑技术的发展趋势、促进该技术应用的国家政策导向及社会环境,以便更好地促进CRISPR/Cas基因组编辑技术在农作物品种改良中的应用,助推我国种业振兴和藏粮于技战略的实现.     

与生物化学家保罗·伯格对话--生物学家应该支持干细胞研究

美国斯坦福大学的生物化学、荣誉教授保罗·伯格(PaulBerg),曾因研究操纵基因重组DNA分子而荣获1980年诺贝尔化学奖。在20世纪70年代初期,他将两种不同物种的基因通过剪切后拼接在一起,人工构成了世界上第一个重组DNA杂交分子。现在这项技术已成为遗传学和生物技术工业的支柱。伯格还在同一时期领导了一场不同寻常的运动并取得了巨大成就:科学家们自愿暂停了某些重组DNA的实验,直至他和他的同事们达成了协议——务必使经过生物工程改造的生物体释放到环境中的风险降到最低。不久前,《Discover》杂志的记者大卫·邓肯(DavidDuncan)采访了保罗·伯格,以下这次访谈的内容。     

生物学中的革命

三十年来分子生物学一直是一门成果丰富和进展中的学科,当前我们正处于以其前所未有的活跃和令人振奋为特征的时代的中间。两项有关的工艺——基因无性生殖和快速DNA测序开辟了新的巨大的研究领域。第一项进展——重组DNA使分离和研究真核基因的结构变得和以前研究细菌基因一样简便(或许更为容易些,因为还要通过重组体DNA手段来更多地了解细菌基因)。由Sanger等以及Maxam和Gilbert所发展的快速DNA测序术使测定真核基因的分子结构成为可能,一种我们在10年前没有想到的成就。     

结构基因在哺乳类种间的移植获得成功

美国斯坦福大学的贝格(P.Berg)和他的同事已经成功地把兔子的结构基因移植到猴细胞中,并得到了表达。科学家应用重组DNA技术,把结构基因从一种哺乳动物移植到另一种哺乳动物中去的尝试,终于首次获得成功。遗传工程以往取得的成果虽然鼓舞人心,但还只是将高等生物的基因移植到原核生物中去,它们并不能定向改变高等生物的遗传性状。只有实现真核生物种间的结构基因移植,才有希望按照人的愿望     

基因的自身维护与疾病的发生

主编: 潘学峰 出版: 科学出版社 2004年8月 定价: 52.00元 本书对基因在生物细胞内的组织、维护、DNA的遗传和变异, 以及人类基因疾病的分子基础进行了系统、紧扣前沿的描述. 全书分为3篇. 第1篇阐述了核酸, 染色体和表位遗传控制, 基因组分析; 第2篇则介绍了基因在各种情况下的维护机制, 包括DNA活体内代谢、DNA的损伤和修复、基因重组、细胞周期及细胞周期控制、DNA复制及损伤修复、重组的协同; 第3篇则有选择地介绍了与基因自身维护有关的人类疾病发生, 包括肿瘤和癌症的发生, 基因组的稳定性与人类疾病, 生存环境、基因突变和人…     

基因编辑还有很长的路要走

正基因编辑编年史可以追溯到30年前,第一次基因编辑是在酵母细胞实验中完成,但是直到近5年,随着CRISPR技术出现并且迅速成为目前最受欢迎的基因编辑手段,诞生于20世纪70年代末的重组DNA技术才真正被视为在人类新药研发中取得了革命性进步。专家预测这种基因编辑技术将会改造我们的星球,甚至改变我们生活的社会和周边的生物。基因编辑技术可能代表了药物研发的新     

农杆菌转化水稻系统的研究

自1988年以来,水稻基因转化技术已取得显著进展,建立了转化水稻原生质体(电击法和PEG法)和完整细胞(基因枪法)的有效方法,得到外源基因稳定整合的转化植株及后代,但双子叶植物中最普遍使用的农杆菌介导法,却不能很好地应用于水稻,虽有几篇报道,但未得到转化植株,也未有转化目的基因的报道.我们尝试用农杆菌介导,将人工合成的抗菌肽基因转化水稻不定芽,得到表达外源基因的工程植株,建立了一种转化水稻的有效方法.