基于组织培养的红花生物反应器研究进展

利用植物生物反应器表达生产具有临床应用价值的药用蛋白已成为植物基因工程的热点领域之一,具有极大的市场前景和商业价值,已引起全球科研工作者和商业化公司的关注。红花生物反应器是以红花为载体表达生产外源蛋白的转化平台。从愈伤组织介导再生、细胞胚胎发生和器官发生三个方面归纳红花的组织培养,重点综述红花遗传转化的研究进展,并分析红花作为植物生物反应器的优势和存在问题,同时提出解决策略。     

烟草生物反应器生产药用蛋白的研究进展

总结了烟草生物反应器生产药用蛋白的3种类型,归纳了细胞核表达、叶绿体表达以及瞬时表达等外源重组蛋白的表达体系,重点阐述了利用烟草表达自身抗原的口服免疫耐受诱导,进而提出了烟草生物反应研究存在的问题与解决方法。通过上述分析,对下一步利用烟草生物反应器生产药用蛋白及其在中国烟草控制规划中的应用前景进行了展望。     

利用植物生物反应器生产口服疫苗的进展

利用植物生物反应器生产口服疫苗已成为目前研究的热点。与传统疫苗相比,植物源性疫苗具有安全、稳定、高效和廉价等优点。植物作为生产疫苗的载体可将抗原表达于植物的可食部位(例如种子和块茎)。当植物被食用或饲喂时,植物源性疫苗可激发保护性的黏膜免疫反应。随着生物技术的不断完善,植物生物反应器将会成为疫苗生产的有效途径,并部分替代传统疫苗的生产方式。本文综述了植物源性口服疫苗的研究进展,并对可能出现的问题及解决途径进行了探讨。     

可食用植物疫苗的探讨

利用植物生物反应器生产口服疫苗已成为目前研究的热点。与传统疫苗相比,植物源性疫苗具有安全、稳定、高效和廉价等优点。植物作为生产疫苗的载体可将抗原表达于植物的可食部位。当植物被食用或饲喂时,植物源性疫苗可激发保护性的黏膜免疫应答。综述了植物源性口服疫苗的原理,并对可能出现的问题及解决途径进行了探讨。     

利用根部真空侵染法在烟草中瞬时表达外源蛋白

由于植物瞬时表达系统具有经济、安全、快速、高效的特殊优势,已经成为药用蛋白表达和生产的最理想的"分子工厂"。我们利用根部真空侵染法在烟草(Nicotiana tabatum L.)中瞬时表达了报告基因GFP,并利用半定量RT-PCR和Western Blot对外源蛋白的表达水平进行了分子水平上的检测。结果表明外源蛋白GFP在烟草(N.tabacum)中成功获得了表达。此外,我们优化了新表达体系的各种侵染条件,为利用新型生物技术生产药用蛋白提供了帮助。     

中国农科院植保所合作揭示蛋白糖基化修饰调控稻瘟病菌致病新机制

正蛋白N-糖基化在内质网和高尔基体中进行,调节生命体蛋白质折叠,运输等过程。然而,在植物病原真菌中,被N-糖基化修饰的大量蛋白还未被鉴定,其调控病原菌生长发育和致病过程的分子机制尚不清楚。近日,中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队在《PLoS Pathogens》上在线发表的研究论文,报道了通过定量蛋白质组学技术系统鉴     

生长因子FGF10转基因本氏烟草植株的获得及其表达分析

成纤维细胞生长因子10(FGF10)具有非常重要的科研和医疗价值,但其目前有限产量难以满足市场需要,而植物生物反应器能为解决这一问题提供切实可行的途径。本研究构建了由组成型强启动子CaMV 35S驱动且人工修饰的FGF10基因植物表达载体,通过农杆菌介导法将其导入本氏烟草基因组中,利用筛选标记基因Bar进行草铵膦抗性筛选,获得413个抗性株。经PCR检测鉴定,其中398株为转基因阳性,阳性率为96.4%。通过RT-PCR和ELISA检测分析,最终筛选得到5株高表达转基因后代,其目的蛋白表达量占可溶性总蛋白的0.1%以上,表达量最高的达到0.24%,意味着利用植物生物反应器表达平台生产FGF10蛋白的可行性。这些结果表明,通过该高通量遗传转化平台可以获得具有市场应用潜力的烟草转基因种质资源,并为后续FGF10蛋白相关产品的开发提供了支撑。     

植物非生物胁迫中蛋白质磷酸化的研究进展

作为固着生物,外界生物胁迫和非生物胁迫极大地影响植物的正常生长发育。可逆的蛋白磷酸化作为真核生物体内最普遍的翻译后修饰之一,在植物抵御外界胁迫过程中起着最主要的作用。本综述重点总结了近年来植物在低温、盐渍和干旱等胁迫响应中的蛋白磷酸化研究进展,分析与讨论了其中重要的激酶和磷酸酶的作用,并对此方面的研究热点做了展望。深入了解蛋白磷酸化修饰在植物应对非生物胁迫信号通路中的重要作用及意义,有助于耐胁迫作物的选育。     

HPV45-L1和HPV58-L1蛋白植物表达载体的构建及水稻转基因植株的鉴定

利用水稻胚乳细胞生物反应器,构建含有HPV45-L1和HPV58-L1基因的重组植物表达载体,为HPV-45L1和HPV58-L1蛋白的表达提供一种新的高效、低廉的表达方式。利用PCR技术克隆人乳头瘤病毒HPV45-L1和HPV58-L1蛋白编码基因,将其重组于中间载体pMP3和植物表达载体pCAMBIA-1300中,构建含HPV45-L1和HPV58-L1基因的植物表达载体pCAMBIA-1300-pMP3-HPV45-L1、pCAMBIA-1300-pMP3-HPV58-L1,随后采用根癌农杆菌侵染水稻愈伤组织介导的水稻遗传转化,获得HPV-L1转基因水稻植株。PCR检测结果表明,HPV45-L1和HPV58-L1基因已整合到水稻基因组中,说明已成功构建水稻胚乳特异性表达载体。     

真菌免疫调节蛋白FIP在烟草中的瞬时表达

当短时间内需要高水平的基因表达时,采用病毒载体介导的植物瞬时表达系统是具有一定优势的。本研究中我们构建了植物瞬时表达载体p35S-30B-FIP,并将表达载体转化农杆菌EHA105,建立了植物瞬时表达体系。利用一种瞬时表达体系的新型农杆菌侵染技术(根部真空侵染法)在烟草(Nicotiana tabatum L.)中进行真菌免疫调节蛋白(fungal immunomodulatory protein,FIP)的瞬时表达,并采用Trizal法提取植物总RNA进行了半定量RT-PCR检测。研究结果表明:外源蛋白FIP在烟草(N.tabacum)中获得了瞬时表达。本研究为新型农杆菌侵染技术的利用以及药用蛋白的生产奠定了实验基础。     

动物乳腺生物反应器研究进展

712100陕西杨凌西北农林科技大学动物科技学院     

Transformation of the L-Asparaginase II Gene to Potato Hairy Roots for Production of Recombinant Protein

Journal of Crop Science and Biotechnology - Nowadays, transgenic plants are considered as an expression system for therapeutic recombinant proteins. One of the approaches to recombinant protein...     

The Experimental and Commercial Release of Transgenic Crop Plants

With advances in recombinant DNA methods and transformation procedures, it is possible to transfer genes into crop plants from unrelated plants, microbes and animals. Many of the modifications being carried out, or envisaged, are for disease and pest resistance, product quality and tolerance to environmental stress, but there are additional opportunities to modify crops to give specialized products for industrial or pharmaceutical use. Some of the characteristics of transgenic plants are considered, including: transgene copy number, position, expression, stability, pleiotropy, selectable marker genes and somaclonal variation. There have been several hundreds of field trials with transgenic plants, and the first transgenic varieties are likely to be approved for commercial production in 1993. Before releasing transgenic plants, it is necessary to carry out a risk assessment to determine whether the transgenic variety will behave differently from a conventionally bred variety. Assessment procedures are being harmonized internationally by various organizations. There is a growing commitment to apply these genetic modification methods to crops in developing countries, as genes relevant to their crops and environments become available.     

Progress of Research on Expressing Antibodies in Plants

One of burgeoning fields of biology is the use of transgenic plants for the expression of antibodies. It refers to introducing into plants and expressing in them the genes encoding antibodies or antibody fragments. The plant-derived antibodies can serve the fuction of antigen recognition and binding. A number of transformation techniques have been used to introduce antibody genes into plant cells. An important advantage of expressing antibodies in plants is that it can produce inexpensively therapeutic antibodies in large scale. Immunotherapy can also be aimed at plants themselves, that is, these recombinant antibody molecules can be effective in insect or disease resistance. Furthermore, intracellular expression of antibody molecules can be used to modulate the metabolism of the expressing cells. Several groups have expressed antibody molecules in plants, either to modify or improve plant performance and characteristics or with a view to harnessing plants as bioreactors for large-scale production of antibodies. The research and development of expressing antibodies in plants are reviewed.     

基于Cre/loxP系统的无筛选标记转耐低磷转录因子GmPTF1大豆种质创制与分析

筛选标记基因在转基因植物应用中存在一定潜在安全风险,在转基因植物改良中如何合理消除该基因非常必要。转录因子PTF1具有改善植物在低磷胁迫下吸收磷效率的作用。本研究用根癌农杆菌介导法将Cre/loxPGmPTF1导入大豆品种豫豆22,利用β-雌二醇诱导Cre/loxP系统删除筛选标记基因,获得了无筛选标记的转GmPTF1基因大豆。用PCR法扩增删除标记基因后的重组序列并测序显示,筛选标记基因在大豆基因组中已经被完全删除,重组序列中目的基因序列正确并保持了正确开放读码框;loxP位点重组出现一种新的拼接类型,重组后2个loxP序列全部缺失,新重组拼接位点长38 bp,与NCBI数据库的其他序列均无同源性,并且重组涉及2个loxP位点的外侧翼序列,造成Cre/loxP盒上游loxP和下游loxP外侧翼序列部分缺失。经过RT-PCR和Western杂交验证显示无筛选标记转基因大豆植株中GmPTF1能够正常转录和翻译,在根系、叶片及茎中的GmPTF1蛋白表达量均高于野生型对照,而在种子中与对照无显著差异。沙培试验表明,在低磷条件下无筛选标记转基因大豆苗期根系指标、生物干重、叶绿素含量和磷含量均显著高于野生型对照,而丙二醛含量低于对照。利用Cre/loxP重组系统可以有效删除转基因大豆中的筛选标记基因。     

水稻OsAAA1基因超表达载体构建及遗传转化

为了构建带Flag标签的OsAAA₁超表达载体,获得阳性转基因植株并分析其OsAAA₁基因表达情况。以日本晴的cDNA为模板,将OsAAA₁克隆至pU1301-Flag载体;重组质粒通过PCR、酶切及测序鉴定正确后,以农杆菌为介导进行遗传转化至日本晴;转基因植株通过分子鉴定正确后,采用Real-time PCR检测OsAAA₁基因的mRNA表达水平变化。成功构建了OsAAA₁-pU1301-Flag重组载体;遗传转化后获得33株转基因植株;通过分子鉴定筛选出26株阳性转基因植株;荧光定量PCR结果分析发现23株阳性转基因植株OsAAA₁基因的表达出现不同程度上调。与日本晴相比,有8株表达量达到30倍以上,其中有5株表达量超过40倍。成功构建了带Flag标签的OsAAA₁超表达载体;遗传转化结果表明OsAAA₁-Flag能整合到日本晴的基因组DNA中,从而使OsAAA₁基因的表达水平增加。本研究为后续通过Flag标签,在水稻植物体内直接挖掘与OsAAA₁互作的功能蛋白奠定了基础。     

医药分子农业的受体系统评述

利用转基因植物以农业规模生产口服疫苗、植物抗体、药用蛋白的途径称为医药分子农业。随着医药分子农业的发展,可作为受体的植物的种类正逐步扩大。但对于一个特定的目标蛋白,选用何种受体植物更有利于外源蛋白的高效稳定表达和经济快捷的提纯,仍是需要首要考虑和解决的问题。本文结合最近的研究进展,阐述各类植物受体的特点及应用情况,以期为科学地确定医药分子农业的适宜植物受体系统提供参考。     

农杆菌介导法将高赖氨酸蛋白基因sb401导入水稻

培育高赖氨酸的水稻品种是提高稻米营养品质的重要途径。本研究利用农杆菌介导法将水稻胚乳特异表达启动子PGlu驱动的马铃薯花粉特异水溶性蛋白基因sb401导入粳稻品种日本晴和籼稻恢复系501R的幼胚愈伤组织中,以期提高水稻胚乳中赖氨酸的含量。经PCR检测,从70株T0再生植株中筛选出18株转基因植株(日本晴13株,501R5株)。对转基因植株的Southern blotting分析表明,sb401基因已经转入并整合进了水稻基因组中。测定10株T0代转基因植株成熟种子的总蛋白含量和赖氨酸含量,结果表明,有8株的总蛋白含量,5株的赖氨酸含量皆提高了20％以上;其中,8号样品(日本晴转基因植株)的种子总蛋白含量和赖氨酸含量分别为10．5％和0．383％,与对照相比分别提高了32．74％和35．34％,表明sb401基因在大部分转基因植株中的翻译水平上得到了比较有效的表达。     

猪传染性胃肠炎病毒纤突糖蛋白在转基因玉米中的表达

本研究拟构建携带猪传染性胃肠炎病毒纤突糖蛋白基因(TGEV-S)的转基因玉米植株并检测其表达情况。首先利用PCR方法自携带TGEV-S基因的重组质粒中扩增2.2kb的S基因片段,然后插入植物表达载体pBAC176中,该表达载体以编码除草剂草甘膦抗性的EPSP基因作为选择标记,目的基因以双增强子的CaMV35S(E35S)及其玉米Hsp70第一内含子为驱动。以授粉后10～12d约0.5～1mm大小的玉米幼胚为受体,用基因枪进行转化,经过愈伤组织诱导、草甘膦抗性筛选和分化再生培养,先后获得74株转化再生植株。利用PCR和Southern blot检测表明,T0代转基因苗有9株检测结果为阳性。T1代转基因玉米株系经PCR检测有14个转基因株系为阳性,初步确定了目的基因在这些转基因玉米中的稳定整合。进而通过间接ELISA分析初步确定目的基因在7个T1代转基因玉米株系获得了表达。研究结果为进一步研究表达TGEV-S转基因玉米的生物学活性奠定了基础。