参与农杆菌侵染及T-DNA转运过程植物蛋白的研究进展和思考

农杆菌是一种革兰氏阴性土壤病原细菌,携带具有天然转基因功能的Ti质粒或Ri质粒,能将一部分遗传物质插入到寄主植物的染色体上,使其稳定遗传和表达,赋予植物新的性状。所以农杆菌作为最有效的转化媒介,已被广泛应用于多数双子叶植物和部分单子叶植物转基因研究。虽然农杆菌介导的转化技术具有操作简单、成本低廉,转基因沉默几率小,插入基因拷贝数少等优点,但农杆菌介导植物遗传转化是一个复杂的生物学过程,需要一系列农杆菌蛋白和植物蛋白相互作用,共同完成外源基因的转入和整合。植物相关蛋白在转化过程中起着重要作用。其中,阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGP)、植物根钙粘附蛋白和类玻连蛋白等参与农杆菌附着于植物细胞表面的过程;鸟苷三磷酸腺苷酶（GTPase）和BTI蛋白协助T-DNA和Vir效应蛋白进入植物细胞;actin、GIP、VIP等蛋白参与T-DNA复合体在细胞质中的运输的过程;与Vir效应蛋白互作的VIP1、VIP2、KAPa、PP2C、Roc等蛋白协助T-DNA定位于植物细胞核;组蛋白、VIP1和VIP2等引导T-DNA在植物基因组上的整合。由于植物种类间存在巨大差异,上述一些植物蛋白基因的过表达虽能提高农杆菌转化某些植物的转化效率,但不能提高另一些植物的转化效率。在容易被农杆菌遗传转化的植物如拟南芥、水稻中的研究表明,VIP1、VIP2、AGP、H2A等蛋白与农杆菌转化关系密切,但这些蛋白在利用农杆菌转化较难的作物如小麦、玉米中的功能还不明确,因而需要在不同植物中继续筛选和鉴定与T-DNA转化相关重要蛋白的编码基因。目前,农杆菌介导的植物遗传转化有2个显著特点,一是农杆菌介导转化烟草、拟南芥、水稻等模式植物的技术日渐成熟,二是农杆菌介导转化小麦、玉米、大豆等重要作物的技术仍然没有本质突破,植物相关蛋白在T-DNA转运、整合等过程中的作用还需要深入研究和进一步明确。文章主要对参与农杆菌介导遗传转化植物整个过程中相关植物蛋白的研究进展进行了综述,以期为提高农杆菌转化顽拗型作物的转化效率提供参考。     

农杆菌介导遗传转化宿主的研究进展

综述了最近根癌农杆菌介导不同宿主遗传转化的转化机理和T-DNA的整合方式等方面的研究进展及目前对农杆菌介导的遗传转化中植物、真菌以及人类细胞宿主的研究进展。     

发根农杆菌诱导植物毛状根形成的研究进展

发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)属于根瘤菌科(Rhizobitaceae)农杆菌属(Agrobacterium)的革兰氏阴性菌,具有侵染绝大多数的双子叶植物和少数单子叶植物以及个别的裸子植物的生物学特性。发根农杆菌侵染植物后可以诱发被感染植物的受伤部位长出毛状根(hairy root)。发根农杆菌对植物的这种致根特性,是由于发根农杆菌具有能诱导植物产生毛状根的R i质粒。R i质粒是位于发根农杆菌染色体之外的独立的双链环状DNA,一般在180~250 kb之间。R i质粒具有Vir区和T-DNA区。毛状根的产生是由于T-DNA转移并整合到植物细胞基因组中产生的结…     

发根农杆菌诱导产生发状根及其在植物科学领域中的应用

发根农杆菌Ri质粒上T-DNA中含有的rolB基因可以通过转化侵染植株形成大量的发状根。由于通过发状根体系容易获得再生的转化植株,而且这些植株可表现出很多能稳定遗传的表型变异,因此该技术在植物科学领域中有着广阔的应用前景。对发根农杆菌的生物学特性、Ri质粒的结构和功能、rolB基因的位点与特征、发根农杆菌诱导发状根的转化机制和方法、诱导发状根发根的影响因素、发状根除菌后植株再生及鉴定等方面进行了归纳和分析,并对发根农杆菌诱导产生发状根在植物科学各领域的应用进行了简单的综述。     

农杆菌T-DNA介导的桑树遗传转化研究进展

农杆菌介导外源基因是目前研究最多,应用最广的植物转基因方法。本文对农杆菌介导的植物遗传转化机理,以及T-DNA介导在植物基因组中的加工、转移、整合的分子机理和桑树遗传转化的近几年研究进行了综述,并对桑树基因工程进行了展望。     

质粒拯救型T-DNA标签质粒的构建

[目的]为了高效率地获得转基因植物的旁邻序列。[方法]以pUC18及pWM101为出发质粒,通过用限制性内切酶EcoRⅠ和HindⅢ双酶切质粒pUC18,得到含大肠杆菌复制起点及氨苄青霉素抗性基因的pUC18大片断,并将这段DNA整合到pWM101的T-DNA之中构建重组质粒。[结果]该质粒利用根癌农杆菌转化植物后,可利用潮霉素筛选转化细胞,拯救质粒则可转化大肠杆菌后,以氨苄青霉素进行筛选。[结论]该研究为以后的用T-DNA标签研究植物功能奠定了基础。     

农杆菌T-复合物招募蛋白的发现和生物学功能鉴定

农杆菌是一种能使部分双子叶植物发生冠瘿瘤病害的病原菌,其致病机理是从自身的Ti质粒上转运一段T-DNA到宿主细胞中,并使宿主细胞发生遗传转化.农杆菌是以蛋白质-单链-T-DNA复合物(简称T-复合物)的形式来转运这段T-DNA.T-复合物是通过四型分泌系统(T4SS)转运到宿主细胞中,T-复合物与T4SS之间的识别是由一种被称为T-复合物招募蛋白的蛋白质来完成的.将对农杆菌T-复合物招募蛋白的发现过程和生物学功能鉴定方面的研究进展进行简要评述.     

农杆菌在单子叶植物上的研究进展

在植物基因工程中,农杆菌质粒介导的遗传转化是比较完善与有效的基因转移方法,但在单子叶植物上应用较少。在此,对农杆菌介导植物的机理与特点、影响农杆菌转化单子叶植物的因素、农杆菌介导转化单子叶植物的研究进展及其应用前景进行了较全面分析。     

重组质粒导入根癌农杆菌冻融法的研究

对重组质粒导入农杆菌冻融法的几个技术环节进行改进与优化。结果表明：该方案可简便、快速、有效地将重组质粒导入农杆菌,转化效率高、重复性好。应用该改进和优化的标准冻融法将重组质粒pBISPl．pBIPl,pBIAP1和pBISgpl20分别导入根癌农杆菌EHAl05和LBA4404,构建了植物双元表达载体,为用农杆菌介导法进行植物遗传转化提供了良好的载体系统。     

转基因植物发根农杆菌研究的进展及应用

农杆菌转化法作为植物基因工程使用最广泛的转化方法之一,分为根癌农杆菌Ti质粒和根瘤农杆菌Ri质粒2种类型。发根农杆菌(A gmbacterium rhiz-ogenes)的Ri质粒能够诱导植物产生毛状根。本文阐述了发根农杆菌的特性及Ri质粒的分类、结构特征和转化特点,介绍了发根农杆菌在实际生产中的应用,分析了影响发根农杆菌成功转化的因素,综述了发根农杆菌在理论研究、植物基因工程、植物品种改良、植物次生代谢产物生产和植物栽培生根等方面的应用,并指出未来领域研究的着重点。     

农杆菌介导的植物遗传转化影响因素研究进展

农杆菌介导的高效遗传转化体系建立的关键是优化T-DNA导入的各因素,优化外植体、菌株、侵染及共培养条件等因素。文中详细阐述了农杆菌介导植物遗传转化的主要影响因素,为实践操作提供了理论依据。     

苎麻CCoAOMT基因干扰表达载体构建及对烟草的转化

根据已克隆的苎麻CCoAOMT(咖啡酰辅酶-A-氧甲基转移酶)基因cDNA序列,以其编码纤维素合成酶底物结合和催化合成结构域的 cDNA 序列为目标,采用PCR扩增方法引入克隆的酶切位点,分别将其正、反方向克隆到植物RNA干扰表达质粒PFGC5941 T-DNA上CHSA内含子两侧,构建了植物表达苎麻CCoAOMT基因的干扰重组Ti载体.将该载体转入根癌农杆菌LBA4404后,采用农杆菌介导法对木质素研究的模式烟草WS38进行了遗传转化,抗性筛选和分子检测表明,成功获得了转基因植株.转基因植株生长延缓,表明可能存在基因表达干扰现象.     

农杆菌介导的病毒侵染方法在禾本科植物转化上的研究进展

综述了农杆菌介导的病毒侵染方法在禾本科植物转化研究方面的进展，利用农杆菌的Ｔｉ／Ｒｉ质粒载体将病毒或类病毒的核酸导入植物细胞的方法，近年来在禾本科植物包括水稻，大麦，小麦和玉米等具有经济重要性的粮食作物的转化研究上取得了长足的进展，它具有直接，高效、灵敏等特点，在导入植物过程中不需制备病毒或类病毒的核酸，也不需通过介体昆虫的介导，因此，农杆菌介导的病毒侵染方法是人们研究农杆菌及其禾本科寄主的相互关     

三裂叶葛毛状根的诱导及葛根素的产生

利用发根农杆菌R1601感染药用植物三裂叶野葛叶片、茎段、芽、叶柄等外植体,诱导毛状根产生,通过PCR扩增和southern印迹试验,证实发根农杆菌Ri质粒的T-DNA片段已整合进植物的核基因组中,这些毛状根可以在无激素的培养基中快速生长.本试验探索了不同的外植体对诱导率的影响,对产生的毛状根活性物质的含量进行了分析,结果表明,葛转化中叶片是最合适的外植体,而不同的毛状根细胞株中葛根素的含量差异较大,平均含量达到4.21%.     

影响辣椒T-DNA标签突变体库构建的转化因素探讨

以辣椒自交系H8124无菌苗子叶和下胚轴为外植体,采用根癌农杆菌侵染转化法,将T-DNA标签导入辣椒,以探讨影响转化效率的主要因素,包括外源植物生长调节剂浓度、农杆菌类型、外植体材料、预培养时间、侵染时间等。结果表明,采用苗龄10-15 d的子叶为外植体,预培养2 d后用农杆菌GV3101侵染5 min,外源植物生长调节剂为5.0mg/L 6-BA,辣椒的T-DNA转化可以获得较高的转化效率。     

发根农杆菌Ri质粒的特征及其应用

发根农杆菌（Agmbacterium rhizogenes）的Ri质粒能够诱导植物产生毛状根。就发根农杆菌Ri质粒的发现、类型、结构、遗传转化等基本特征以及诱导植物产生毛状根的方法、鉴定技术和形成机制进行阐述;同时对诱导植物毛状根产生次生代谢物质的研究现状进行综述。     

根癌农杆菌介导的甘薯遗传转化研究进展

目前,利用根癌农杆菌介导方法获得了许多转基因植株,由于甘薯本身的特性致使部分甘薯的遗传转化受到限制,但在研究过程中可根据不同甘薯品种选择不同的受体、条件,用根癌农杆菌介导的方法也获得了成功。综述了根癌农杆菌介导法的转化机理及影响根癌农杆菌转化甘薯效率的诸多因素,如:植物基因型、转化受体、菌液浓度、选择标记等,以及采用遗传工程技术改良甘薯品种的进展。     

根癌农杆菌介导VirE2-N-EGFP在2种茄科植物中的表达分析

为了明确根癌农杆菌介导的外源蛋白在茄科植物叶片细胞中能否瞬时表达,克隆了土壤根癌农杆菌的VirE2基因,并融合至绿色荧光蛋白(EGFP)的N端,成功构建pPZP-VirE2-N-EGFP植物表达载体.以茄科的本氏烟为对照,根癌农杆菌介导在辣椒和番茄叶片细胞中进行了表达分析.用共同聚焦显微镜可以在本氏烟和辣椒叶片细胞中观察到绿色荧光,而在番茄叶片细胞中未观察到.表明外源蛋白VirE2-N-EGFP可以在辣椒叶片细胞瞬时表达.该研究结果为进一步研究辣椒中与植物病原互作基因的功能奠定了基础.     

农杆菌介导果树遗传转化因素分析研究进展

<正>根癌农杆菌介导遗传转化系统是目前研究最多、机理最清楚、技术方法最成熟的转基因技术。该技术广泛应用于双子叶植物,迄今为止已获得的近200种转基因植株中,80%以上植物是利用该方法获得成功的。根癌农杆菌介导果树遗传转化研究最常用的方法为叶盘法。叶盘法(leave dish transformation)是Horsch等研究出的转化方法,其优点是适用性广,即对于能被农杆菌感染,并能从     

柱花草炭疽病菌T-DNA 插入突变体库的构建与分析

胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的柱花草炭疽病是热带牧草柱花草的主要病害,利用根癌农杆菌介导转化(Agrobacterium tumefaciens mediated transformation,ATMT)的T-DNA插入突变技术,可使炭疽病菌基因组上被插入部位的基因丧失功能,是研究柱花草炭疽病菌致病机理的重要方法.在先前优化根癌农杆菌介导柱花草炭疽病菌遗传转化体系的基础上,构建了4 616个转化子的突变体库,从中随机选取部分突变体,对其T-DNA插入拷贝数、遗传稳定性、生长速度、产孢量、分生孢子萌发等进行分析.结果表明,所得转化子多为单拷贝,能稳定遗传.一些转化子的生长速度、产孢量、分生孢子萌发率与野生型相比有明显差异.