超门杂交植物

读者们或许还记得1986年本刊第一期刊登的纲间杂交植物。今天,作者向大家简短介绍超门杂交植物:蘑菇—卷心菜。蘑菇系菌类(Fumgi)真菌门(Enmycophyta)的伞菌属低等植物,而卷心菜系十字花科的高等植物。采用外源遗传物质动态导入法,作者获得了蘑菇—卷心菜。在杂交植株     

植物遗传工程转化学初探

在我国的高技术发展规划中,生物工程技术是被重视的首项技术之一。新的生物工程技术的出现将能加快改造动植物的进程。原复旦大学生物系助教朱培坤采用首创的外源遗传物质动态导入法,继完成高等植物亚纲与纲间的杂交后,又获得了超门杂交植物:蘑菇——卷心菜及其无性繁殖的子一代。远在美国明尼苏达大学的朱培坤应本刊之邀,为读者撰写了这篇文章,并提出了“转化学”的新概念。我们期望被许多外国科学家所重视的“动态导入法”,能够为改良我国的植物起有效的作用。     

服务于人类的生物化学

在我国的高技术发展规划中,生物工程技术是被重视的首项技术之一。新的生物工程技术的出现将能加快改造动植物的进程。原复旦大学生物系助教朱培坤采用首创的外源遗传物质动态导入法,继完成高等植物亚纲与纲间的杂交后,又获得了超门杂交植物:蘑菇--卷心菜及其无性繁殖的子一代。远在美国明尼苏达大学的朱培坤应本刊之邀,为读者撰写了这篇文章,并提出了"转化学"的新概念。我们期望被许多外国科学家所重视的"动态导入法",能够为改良我国的植物起有效的作用。     

走向自动化的多肽合成

在我国的高技术发展规划中,生物工程技术是被重视的首项技术之一。新的生物工程技术的出现将能加快改造动植物的进程。原复旦大学生物系助教朱培坤采用首创的外源遗传物质动态导入法,继完成高等植物亚纲与纲间的杂交后,又获得了超门杂交植物:蘑菇--卷心菜及其无性繁殖的子一代。远在美国明尼苏达大学的朱培坤应本刊之邀,为读者撰写了这篇文章,并提出了"转化学"的新概念。我们期望被许多外国科学家所重视的"动态导入法",能够为改良我国的植物起有效的作用。     

由普通小麦与鸭茅状摩擦禾杂交获得小麦单倍体和杂种植株

1975年Bardclay首先报道用普通小麦(Triticum aestivum)和球茎大麦(Hordeum bulbosum)杂交后,由于在杂合子初期发育过程中父本染色体迅速完全消失,可以获得小麦单倍体。1986年以来,不同作者先后又发表了由普通小麦分别和玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum bicdor)、珍珠粟(Pennisetum americanum)、类玉米(Zea mays ssp.mexicana)等杂交获得小麦单倍体的报道。这些杂交打破了以往小麦只能和一些小麦族(Triticeae)族内属,如黑麦属(Secale)、山羊草属(Aegilops)、偃麦草属(Elytrigia)、披碱草属(Elymus)、大麦属(Hordcum)及簇毛麦属(Haynaldia)杂交的局限,使分类距离相当远的属间杂交成为可能。但是,由这些杂交均不能获得保留外源染色体的杂种,对于通过远缘杂交将外源属的染色体或染色体片段导入小麦,用于小麦的改良和种质创新是极不利的。     

福兮?祸兮?转基因植物

近来,常常听到欧洲某国的人们拒绝接受转基因产品,并为此向政府提出抗议,要求禁止这类产品生产的消息。转基因到底是什么?它为什么会让人如此情绪激昂呢?下面就和大家谈一谈植物转基因技术。 植物体内的“异己分子” 转基因技术就是将外源基因(不是受体细胞本身具有的基因)设法导入受体细胞,使受体细胞获得外源基因所表征的特性。那么如何将外源基因转入植物细胞中呢?早先人们发现在土壤中的一种植物病原菌——土壤农杆菌能侵入植物的受伤部位,使植物产生瘤,而瘤的组织基因组中插入了农杆菌的基因。进一步研究发现,这种菌中有Ti质粒,它是一个闭合环状的双链DNA分子,该质粒上的一段DNA,称为T—DNA,它能转移并整合进植物基     

高赖氨酸含量基因在转基因小麦的表达及其赖氨酸含量分析

构建了含高赖氨酸含量基因(wblrp)和赖氨酸合成关键酶(dapA)基因的植物表达载体pBPC102,用基因枪导入京花1号、京411、优899和烟农15等受体品种的幼穗和幼胚,获得了100多株转基因小麦植株(T0)及其后代株系(T1～T2).PCR和PCR-Southern杂交结果表明,外源基因已稳定整合到转化植株To和T1的基因组中.进一步用RNA分子杂交的方法对高赖氨酸基因的表达及水平调控进行了深入研究,结果表明外源基因已在T2不同株系中获得了表达.植株叶片游离赖氨酸(Lys)含量和种子结合态Lys含量的测定和分析结果表明,有9个转基因植株后代株系叶片的游离Lys含量提高了2～3倍,4个株系的Lys含量提高了10%以上,小麦的营养品质得到了显著的改善.     

钙调神经磷酸酶的Mn~(2+)结合位点与调控

小麦品质与某些种子蛋白质亚基有关,将某些外源种子蛋白质基因导入小麦可能是进行小麦品质改良的有效方法之一。利用染色体操作的新方法——“缺体回交法”已经培育成功了小麦(Triticum aestivum L.)品种天选15的黑麦(4R)-小麦(4D)代换系,对天选15、4D-4R代换系及其亲本——自花结实的天选15 4D缺体和黑麦(Secale cereale L.)品种德国白粒的种子谷蛋白SDS-PAGE(sodium dodecyl su-     

利用ubi1内含子增强Bt cry1Ah基因在转基因玉米中的表达

Bt cry1Ah基因是从国内苏云金芽胞杆菌分离株BT8中鉴定克隆的新型杀虫蛋白基因. 本研究构建了两个含有Bt cry1Ah基因的植物表达载体, 在其中一个植物表达载体(pUUOAH)的玉米Ubiquitin启动子与cry1Ah基因之间插入了玉米泛素蛋白基因ubiqutin1的第一个内含子(ubi1). 利用基因枪法将其导入玉米(Zea mays L.)胚性愈伤组织中, 得到了可育的再生植株. PCR及Southern blot检测结果表明, cry1Ah基因已整合入玉米基因组中, 并稳定遗传至下一代. 对T₁及T₂代转基因植株进行ELISA检测, 发现pUUOAH载体转基因植株Cry1Ah蛋白的平均表达量提高了20%. 对T₂代转基因植株进行了田间抗虫性鉴定, 发现转cry1Ah基因玉米对玉米螟有很高的抗性, 并且pUUOAH载体转基因植株的抗虫性好于pUOAH(无内含子)载体的转基因植株. 以上结果表明, 玉米ubi1内含子可以有效增强cry1Ah在转基因玉米中的表达.     

高等植物纲间杂交的探索

关于高等植物的远缘杂交,一般来说很难突破科的界限。本文作者(复旦大学生物系助教)在近几年里用他首创的“植物外源遗传物质动态导入法”,在高等植物目之间、亚纲之间、纲之间进行了“超远缘杂交”的试验,并且获得了完整的植株。这些成果陆续在多份学术期刊上发表。高等植物超远缘杂交的研究对于简便快速、大量丰富植物基因库,人工创造植物新品种、新物种,具有重要的价值。另外作者对无性杂交、无性杂种等科学概念提出了新的见解。本刊特邀作者就高等植物超远缘杂交的工作作一综述,以期引起各界人士的关注。     

一项新的细胞工程技术(L.B.技术)的创立和研究

创立了一项称为L.B.技术(Longevity Bud Technique)的新的细胞工程技术。这项技术是用化学物理方法促使染色质和细胞质从细胞壁的一处或几处、以不同的质和量通过扩大了的细胞间通道‘穿入’或通过密集的小的胞间通道‘渗入’相邻细胞,实现植物细胞对外源遗传物质或基因群的导入。它们的前导是细胞膜首先‘鼓入’相邻细胞,由于鼓入的细胞膜解体而使染色质和细胞质‘释入’相邻细胞。这项技术包括亲本胚性细胞团的诱导、分离和纯化;不同亲本胚性细胞的离散、组合、离心培养和新建细胞联结;新建胞间联结的两亲本胚性细胞团的增殖培养、活性K~+溶液处理和强化离心穿壁:选择培养系统的建立和植株分化以及杂种的鉴定等操作程序。采用这项技术,我们实现了烟草和菠菜、半夏和灰藜、胡萝卜和石刁柏、半夏和豇豆、胡萝卜和当归、石刁柏和当归、烟草和当归、半夏和胡萝卜、菠菜和当归、半夏和当归、半夏和美国莲花白等多种组合的细胞间染色质和细胞质的穿壁转移,再生了烟草+菠菜等科间杂交植株。经形态学,细胞学,遗传学,细胞分裂周期,代谢途径、植物化学和同功酶等研究表明,这项技术可以实现植物细胞对外源遗传物质的导入并使植物科间远缘杂交成为可能。由于它的普遍适用性和有效性,从而使这项技术成为植物细胞导入外源遗传物质或基因群的一项新的细胞工程技术。这项技术的创立为细胞生物学多方面的研究和广泛的应用前景提供了新的实验体系和理论依据。     

紫菜苔花粉原生质体的电激转化及Zm13-260-GUS-NOS融合基因的时序表达

利用花粉作为外源基因的媒介进行植物遗传转化是一个活跃的研究方向,而将外源基因导入花粉是这一转化体系的重要环节.但因花粉壁厚,导入外源DNA比较困难,而脱壁后的花粉原生质体则理应相对优越.近年花粉原生质体的分离与培养已取得了一定进展,以花粉原生质体作为转化受体已成为可能.为此,我们以花粉特异启动子Zm13-260控制的GUS基因作为报告基因,用电激法分别转化紫菜苔花粉原生质体和花粉粒,通过瞬间表达检测,比较了二者的转化效果,并探讨了GUS基因在不同发育时期花粉原生质体中的时序表达特性.     

绿色基因:生命的拼接

十年来,科学家预言遗传工程可以引起农业革命。他们证明:“基因拼接能够使研究工作者在实验室中设计培育出优良的植物,创造出高营养的玉米、耐涝的麦子或抗病的谷物。”不幸的是,他们由于在主要粮食作物中插入有遗传性状的外源基因的问题错综复杂而受挫。现在斯坦福大学有一组科学家研制发展了一种断裂基因阻障新技术——即电损伤植物细胞的“电穿孔(击)法“。这一方法是在细胞膜上产生微小的开口孔洞,使遗传学家能够将无亲缘关系的物种的遗传物质插入农作物细胞中进行遗传物质的研究。     

高赖氨酸含量基因在转基因小麦的表达

构建了含高赖氨酸含量基因(wblrp)和赖氨酸合成关键酶(dapA)基因的植物表达载体pBPC102, 用基因枪导入京花1号、京411、优899和烟农15等受体品种的幼穗和幼胚, 获得了100多株转基因小麦植株(T₀)及其后代株系(T₁~T₂). PCR和PCR-Southern杂交结果表明, 外源基因已稳定整合到转化植株T₀和T₁的基因组中. 进一步用RNA分子杂交的方法对高赖氨酸基因的表达及水平调控进行了深入研究, 结果表明外源基因已在T₂不同株系中获得了表达. 植株叶片游离赖氨酸(Lys)含量和种子结合态Lys含量的测定和分析结果表明, 有9个转基因植株后代株系叶片的游离Lys含量提高了2~3倍, 4个株系的Lys含量提高了10%以上, 小麦的营养品质得到了显著的改善.     

刀豆球蛋白A与小鼠腹水肝癌细胞膜受体的凝集作用的自旋标记研究

我们曾经用马来酰亚胺自旋标记物研究了刀豆球蛋白A(Concanavalin A,简称Con A)对小鼠腹水肝癌细胞膜糖蛋白构象变化的影响,发现Con A与膜受体交联,可以迅速诱导膜糖蛋白构象变化或物理重排。我们还研究了Con A对膜类脂流动性的影响以及膜受体蛋白与相邻类脂(界面脂)之间的相互关系。这些结果对阐明Con A外源信息如何导入癌     

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。     

基因枪转多基因库安托杨的获得

通过基因枪共转化方法将枯草杆菌果聚糖蔗糖酶基因(SacB)、透明颤菌血红蛋白基因(vgb)、双价抗蛀干害虫基因(BtCry3A+OC-Ⅰ)、调节基因JERF36及报告基因NPTⅡ等外源基因导入库安托杨, 共获得25株抗性植株. PCR及Southern杂交结果表明, 外源基因已整合到库安托杨基因组中, 其中7株含有上述全部5个外源基因. BtCry3A ELISA实验表明, 上述7株库安托杨BtCry3A基因已得到表达. 且上述转基因植株在滨海盐碱地中生长良好.     

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。     

优质HMW谷蛋白亚基转基因小麦的获得及其遗传稳定性和品质性状分析

利用编码除草剂PPT抗性的bar基因作为选择标记, 构建了含有优质HMW谷蛋白亚基1Dx5和1Dy10基因的植物表达载体pBPC30, 用基因枪导入京花1号、京411号和京冬6号等受体品种的幼胚和幼穗, 获得了一批转基因小麦植株(T₀)及其后代株系(T₁～T₅). PCR, 点杂交和Southern杂交鉴定表明, 外源基因已整合到转化植株T₀的基因组, 并稳定表达. 转基因植株T₁代能抗20～80 mg/L的PPT, 其中1株抗性超过150 mg/L. 经SDS-PAGE分析表明, 外源1Dx5和1Dy10基因在T₂代不同株系中获得了表达. 转基因系TG3-74缺失了亚基8, 但亚基2, 5, 10和12都表达, 同时出现了一个新的亚基位于亚基7与原有亚基8之间(暂记为8^*). 品质分析结果表明, 有5个株系的Zeleny沉淀值为44.2～49.0 mL, 与对照CNN(48.0 mL)相当, 分别比京花1号(26.9 mL)和京冬6号(30.7 mL)提高了59.6% ~ 64.3%. T₅代株系的粉质曲线稳定时间比受体品种(3～7 min)大幅增长, 转基因株系TG5-23b的稳定时间为16 min, TG1-28d, TG3-76b, TG5-98和TG5-99的面团稳定时间高达30 min以上.     

稗草幼穗再生植株在试管中开花

稗草(Echinochloa crus galli L.)是稻田的主要杂草之一。也是畜牧业的优良饲料。稗草具有光合效率高(为C_4植物),抗性强、熟期早、根系发达吸肥力强等特点。人们早有利用这些特性为我所用的设想和研究。采用稗草与水稻杂交以获得抗性强、适应性广的新品种等,但收效不大。本试验拟从稗草幼穗外植体通过组织培养的方法进行一些摸索,以探讨它的潜