外源基因在转基因植物中表达量的优化研究进展

转基因植物作为一种生物反应器将在生物工艺学上得到应用,其目的是为了生产和传输外源蛋白。但是外源基因在转基因植物中表达量低,为此,从几个方面介绍了提高外源基因在植物中表达量的方法。     

提高植物疫苗外源蛋白表达量的研究进展

综述了在转基因植物中实现外源基因高效表达的多种途径,其中包括启动子优化,添加5-′3-′非翻译序列,使用增强子,对目的基因进行改造与优化,消除位置效应,内含子在增强基因表达方面的应用,重组蛋白的细胞定位。     

我国转基因植物研究与产业化现状及发展对策

<正>植物转基因技术是指将人工分离或修饰过的基因(外源基因)导入植物细胞,经培养诱导分化出完整的植株,外源基因在这些植株或其后代中表达,从而引起植物体的性状发生可遗传改变的技术。经转基因技术改造的植物被称为"转基因植物"或"遗传修饰生物"(Genetically modified organism,简称GMO)。转基因植物新品种是指通过安全性评价和审定的转基因植物。     

外源基因在转基因植物中的表达

概述了外源基因在转基因植物中的表达特点，性能及影响外源基因表达的因素。     

植物病毒-新型的外源基因表达载体

与利用转基因植物表达外源基因相比,植物病毒载体具有表达水平高、速度快、宿主广等优点,是一类新型的外源基因表达载体.本文就植物病毒表达载体的构建策略、应用状况和存在的问题进行了综述.     

发展转基因药用植物前景光明

<正>植物转基因技术是将人工分离或修饰过的外源基因导入植物细胞,经培养诱导分化出完整的植株,外源基因在这些植株或其后代中表达,引起植物体的性状发生可遗传的改变。目前转基因技术已在农作物上得到了广泛     

实现转基因植物外源基因高表达的途径与安全性

近十年来,许多重要作用品种的遗传转化相继成功和得到可育的转基因植株,多种不同外源基因被导入大量不同植物。但由基因沉默、位置效应等原因,外源基因在转基因植株中不表达或表达水平低下,同时不同植株个体之间也存在差异。因此如何在转基因植株中实现有效表达和维持高水平稳定遗传,就是农业生物技术工作者面临的首要问题。     

CP基因3''''端短片段介导的对马铃薯Y病毒的抗性

目的探明马铃薯Y病毒脉坏死株系(PVYN)CP基因3′端序列短片段的不同结构转基因诱导转基因植物产生RNA介导抗性的有效性。方法以PVYN的CP基因cDNA3′端202bp片段构建非翻译的正向重复和反向重复结构的植物表达载体转化烟草。结果攻毒试验表明前者没有一例转基因植株表现为抗病,而转化反向重复结构的转基因植株82.8%表现近似免疫的高度抗病型,Southern印迹杂交证明目的基因已整合到烟草基因组,Northern印迹杂交结果显示反向重复结构转基因植物的抗病性与RNA的表达量呈现负相关。结论抗病性是RNA介导的病毒抗性。3′端短片段诱导产生的转基因抗病株比例比5′端短片段诱导产生的高。     

CP基因3'端短片段介导的对马铃薯Y病毒的抗性

【目的】探明马铃薯Y病毒脉坏死株系（PVYN）CP基因3′端序列短片段的不同结构转基因诱导转基因植物产生RNA介导抗性的有效性。【方法】以PVYN的CP基因cDNA 3′端202 bp片段构建非翻译的正向重复和反向重复结构的植物表达载体转化烟草。【结果】攻毒试验表明前者没有一例转基因植株表现为抗病，而转化反向重复结构的转基因植株82.8%表现近似免疫的高度抗病型，Southern印迹杂交证明目的基因已整合到烟草基因组，Northern印迹杂交结果显示反向重复结构转基因植物的抗病性与RNA的表达量呈现负相关。【结论】抗病性是RNA介导的病毒抗性。3′端短片段诱导产生的转基因抗病株比例比5′端短片段诱导产生的高。     

植物叶绿体基因工程研究进展

植物叶绿体基因工程与细胞核基因工程相比,具有许多独特的优势,如能够实现外源基因特异整合及高效表达、多基因共表达、外源基因不会随花粉扩散、没有位置效应和基因沉默等.目前已在16种植物中成功获得叶绿体转基因植株,改良了植物的农艺性状,特别是在烟草叶绿体中高效表达了40多种外源蛋白,包括多种抗体和疫苗.尽管如此,这项技术目前...     

Advances of Researches on the Mechanism of Transgene Silencing in Transgenic Plants

转基因沉默是导致外源基因不能在转化植株中正常表达的重要原因。在此,从转录水平和转录后水平两个方面,综述了转基因植物中外源基因沉默的机制。DNA甲基化是引起外源基因沉默的主要原因。人们目前用以下几种模型来解释转录后水平基因沉默的机制,如RNA阈值模型、异常RNA和异位配对模型及双链RNA模型。对外源基因沉默机制的探讨是顺利开展植物基因工程的迫切要求,也将促进植物功能基因组学研究的进一步深入。     

β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体的构建

【目的】构建β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因具有功能性间隔序列的发夹结构（Intron-hairpin RNAi,ihp-RNA）的RNA干扰(ihp-RNAi)表达载体并转化大豆,为通过RNA干扰技术改良大豆的营养品质奠定基础。【方法】以大豆总RNA反转录获得的cDNA为模板,通过PCR扩增克隆了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因的核心保守序列(400 bp),并将该片段的反义和正义片段插入到重组植物表达载体p3301P的种子特异性启动子7αp下游,将功能性间隔序列intron-SSR插入反义片段与正义片段之间,构建α′-亚基基因ihp-RNAi安全型表达载体p3301-PFNZ-α′-BADH,并进行PCR及双酶切鉴定。利用农杆菌介导法将带有p3301-PFNZ-α′-BADH 的菌株转化“吉农27”大豆植株,对转基因植株进行PCR、Southern杂交检测,并对转基因植株α′-亚基基因的表达量进行RT-PCR。【结果】成功构建了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体p3301-PFNZ-α′-BADH,利用农杆菌介导法转化大豆得到7株阳性转化植株;Southern杂交结果显示,外源基因以1～2个拷贝整合于大豆基因组中;RT-PCR检测表明,β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因的表达被明显抑制。【结论】成功构建了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体,获得了α′-亚基基因被明显抑制的转基因大豆植株,为应用基因工程技术进行大豆品质改良奠定了基础。     

增强外源基因在转基因植物中表达的策略

在转基因研究和生产应用中,人们往往期待目的基因能在转基因生物中高效表达从而实现相关目的--获得具有对杀虫剂、除草剂高抗性的农作物,或以植物作为生物反应器生产具有高附加值的疫苗、抗生素等医药用品以及工业用蛋白、酶类等。综述了各种用于增强外源基因表达效率的策略,从外源基因的整合、转录水平的调节以及外源基因翻译后的蛋白分选三个水平阐述提高外源基因表达的相关策略的利弊,从而为转基因研究提表达供载体构建方面的参考依据。     

利用核质结合区(MAR)增强外源转基因表达的研究进展

核质结合区(Matrix attachment region,MAR)是真核细胞染色质中与核基质结合的一段DNA序列。当大多数染色质蛋白和其他DNA被切割降解后,MAR仍能和核基质结合,或者能在竞争性DNA片段存在的条件下,在体外与纯化的核基质结合。将MAR构建于外源基因两侧时,能够增强外源基因的高效稳定表达,减少基因沉默。笔者评述了近年来应用MAR序列提高外源转基因在受体植物中表达的最新进展,分析了存在的问题。同时,对如何进一步应用MAR于转基因作物,提高外源转基因的功能表达进行了展望。     

病毒介导的外源蛋白在植物中的表达

植物病毒载体是一类新型的外源基因表达载体,与利用转基因植物表达外源基因相比,植物病毒载体具有表达水平高、速度快、宿主广等优点。文章主要介绍了病毒载体的发展过程,以及病毒载体的构建策略,如“全病毒”和“重组病毒”载体策略。     

百脉根花对称性基因LjCYC3转化烟草的研究

根据百脉根花对称性基因LjCYC3构建反义表达载体,经农杆菌介导正、反义LjCYC3基因转化烟草,以获得花型改变的转基因烟草植株,并根据表型选取正、反义各3株转基因植株和1株野生型植株进行Q-PCR分析,观察外源基因在远源植物中的作用和影响.PCR分析结果表明:转基因植株中正义基因和反义基因的转化率分别为62.5%和71%.表型观察显示:30%的正义转基因植株主要表现为花瓣和雄蕊数目减少;而40%的反义转基因植株表现为2朵花有一定程度的融合,花冠萼片有褪色现象,雄蕊端头有花瓣状结构,雌蕊2枚且与雄蕊有合生现象.Q-PCR分析结果表明:在正义转基因再生植株中,外源基因均高效表达,随着表达量的增加,花型变化更加明显;而在反义转基因再生植株中,外源基因也有表达,随着表达量的降低,花型变化更加明显;与正义基因表达量相比,反义基因表达量要小约150倍.本研究结果为下阶段用该基因转化花卉植物以改变花型、改良花卉品种打下了实验基础.     

利用微滴数字PCR技术分析转基因大豆‘GE-J12’中外源基因的拷贝数

为鉴定抗除草剂转基因大豆新品种‘GE-J12’的外源基因插入拷贝数,以该转化体的外源插入目的基因G2-EPSPS和GAT的序列、3′转化体特异性序列为靶序列,设计PCR扩增引物和TaqMan探针,并对引物探针特异性进行鉴定,同时以大豆内标基因Lectin为参照,建立微滴数字PCR拷贝数检测体系。特异性试验结果显示,只有以抗除草剂转基因大豆‘GE-J12’基因组DNA为模板才有扩增信号。以单株转基因大豆‘GE-J12’基因组DNA为模板,进行外源目的基因G2-EPSPS和GAT、3′转化体特异性序列的微滴数字PCR检测,转基因大豆‘GE-J12’的外源目的基因G2-EPSPS和GAT在基因组上的插入拷贝数均值分别为0.99和1.01。同时3′转化体特异性序列的拷贝数均值为1.00,验证单株转基因大豆‘GE-J12’为纯合子,因此鉴定该单株转基因大豆‘GE-J12’的外源基因在大豆基因组上为单拷贝插入,同时与Southern blot方法进行比较,结果一致。     

植物基因工程中存在的问题及对策

从外源基因进入植物细胞到功能的表达，存在许多不确定性，如外源基因拷贝数、结构的完整性、插入位点的选择以及整合方式。而且外源基因进入受体细胞后，与受体细胞的基因组间相互作用、相互影响从而使基因植物中存在的这些问题，近几年有了一些相应的对策，如对外源基因的密码子优化，使用从植物中克隆的具有组织与发育特异性调控作用的增强子、使外源基因带上合适的5‘端先导序列和3‘端URT区、去除标记基因、共转化系统的重新应用、多自－动转化系统的应用、筛选单拷贝转基因个体，采用Agrolistic转化法，同时对转基因与常规育种、农业资源遗传多样性的保护和环境生态平衡问题做了相应的研究。     

OsRhoGDI2过表达转基因水稻的筛选鉴定及外源基因拷贝数的初步分析

水稻Rho GDP解离抑制基因OsRhoGDI2是从幼穗中分离出的功能未知基因。为鉴定该基因的功能,笔者所在实验室前期构建了植物过表达载体pCAMBIA1302-OsRhoGDI2-GFP,并对水稻进行了遗传转化。对OsRhoGDI2过表达转基因水稻T_2代进行筛选和鉴定,采用PCR技术鉴定转基因植株,采用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR检测OsRhoGDI2在转基因水稻中的表达水平,结果显示,其中6个株系为过表达转基因植株,OsRhoGDI2表达水平上调1.69～13.35倍。为检测外源基因在转基因水稻中的拷贝数,分别以蔗糖磷酸合成酶基因SPS和潮霉素抗性基因HYG为内参基因和标记基因,采用实时荧光定量PCR(qPCR)技术结合内参基因和标记基因的标准曲线进行分析,结果显示在所检测的6个转基因株系中,外源基因的拷贝数均为1,提示已经获得稳定遗传的OsRhoGDI2过表达转基因水稻,为后续OsRhoGDI2基因的功能研究奠定基础。     

发展转基因药用植物前景光明

植物转基因技术是将人工分离或修饰过的外源基因导人植物细胞，经培养诱导分化出完整的植株，外源基因在这些植株或其后代中表达，引起植物体的性状发生可遗传的改变。目前转基因技术已在农作物上得到了广泛而深入地研究与实践，我国在这一领域经过十几年的发展已跻身于世界的先进水平。[第一段]