农杆菌介导玉米遗传转化的研究进展

植物遗传转化是指以植物器官、组织、细胞或原生质体作为受体,通过某种技术或途径转入外源基因,获得使外源基因稳定表达的可育植株。玉米作为最重要的粮食作物之一,也是现代食品工业、医药     

蚕丝心蛋白基因导入早熟陆地棉新种质选育

植物基因工程是应用重组DNA技术将外源基因导入到受体植物细胞内,从而使植物获得新的遗传性状。采用花粉管通道法将蚕丝心蛋白基因(fibroin)导入到选定的受体材料新B-1和陆8中,以期获得较受体材料绒长、强力更好的棉花新种质新品种。通过对转入蚕丝心蛋白基因(fibroin)T2代阳性反应的50株阳性反应的转化后代植株的15项品质检测分析结果表明,蚕丝心蛋白基因(fibroin)对棉纤维的衣分、马克隆值和伸长率影响较大,对棉纤维的强力有一定的影响,对棉纤维伸长影响较小。     

转Bt基因水稻与非转基因水稻在虫压下的适合度差异(英文)

以转Bt抗虫水稻Bt63、R1、R2和非转基因常规水稻Ⅱ优838为试材,采用高、低两个不同虫害胁迫水平和转基因与非转基因水稻相间种植方式,通过观察水稻植株营养生长、结实以及对螟虫危害的抗性表现等差异,研究比较Bt外源基因插入后对水稻植株适合度的影响,以解转基因水稻的基因扩散效率和潜在生态风险。结果表明:在低虫害胁迫条件下,转Bt基因水稻在植株分蘖数、生物量鲜重等营养生长指标方面与非转基因对照品系间无明显差异,但株高、穗长、穗重等指标不及对照,且R2和Bt63与对照间差异显著;在高虫害胁迫条件下,3个转Bt基因水稻品系的分蘖数、穗长、穗重等指标明显高于对照。而不同转基因品系株高适合度效应不同,这可能与受体品系本身的特性相关。3种转基因水稻的单株结实粒数、千粒重与对照在两种虫害胁迫条件下均无显著性差异,Bt基因对受体植株的结实影响不明显。在高虫害胁迫条件下,3种转Bt基因水稻的抗虫能力均显著优于非转基因水稻,表明Bt基因对受体植株的抗虫性影响显著。本研究结果还表明转Bt基因水稻的适合度代价较小,预示了抗虫转基因水稻外源Bt基因在一定环境条件下具有逃逸的可能,但这种风险比较小。     

前沿动态

正基因叠加对玉米转录组代谢组的影响基因叠加(gene stacking)是当前转基因作物研发的趋势,即在一个植物中同时转入两个或两个以上外源基因。对基因叠加的效应评估是转基因作物安全评估中的重要问题。12-5是浙江大学研发的含有     

高分子量谷蛋白亚基转基因小麦检测技术的研究

针对该实验材料转入的外源基因选择了标准中通用的外源基因CaMV35S,NOS,bar和植物内源基因tRNALeu作为特异性引物,对影响定性PCR检测(反应体系:氯化镁浓度,引物和模板浓度;反应条件:退火温度和时间,循环数等)的主要条件进行了实验优化和选择,同时对PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳分析。结果表明,可以检测到CaMV35S,NOS,bar外源基因预期大小的目的条带,表明定性PCR检测所优化的条件适合转基因小麦。实验还测定了定性PCR最低检测灵敏度为1%(w/w)。同时对转入外源目的基因进行了表达蛋白的检测,蛋白电泳结果表明检测出1Dx5亚基和1Dy10亚基。     

植物基因叠加技术的研究进展

将不同外源基因转入植物并实施基因叠加是植物基因工程技术发展的一个重要方向.虽然在商业化的转基因作物中,一部分已经实现了基因叠加和优良性状的重组,但只是极少数转基因事件实现了3个或者更多外源基因的导入.为此,综述了基因叠加的几种主要方法,分析了其面临的问题,并对其发展前景进行了展望.     

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。     

莲藕PPO基因密码子偏好性特征分析

为了解莲藕多酚氧化酶(PPO)基因密码子使用偏好性、不同物种中PPO基因同源关系及异源表达受体,本研究运用CondonW和EMBOSS程序对莲藕PPO基因密码子进行分析。结果表明,莲藕PPO基因偏好性较弱但偏好于G/C结尾的密码子,其中高频密码子有24个(同义密码子相对使用度1),偏好性最强的有3个(同义密码子相对使用度2)。用SPSS和MEGA软件对34种单子叶和双子叶植物的PPO密码子进行偏性比较和聚类分析,发现不同物种PPO基因存在不同密码子偏好模式,多数单子叶植物PPO基因密码子偏好性比双子叶植物强。PPO密码子相关性分析结果表明,莲藕PPO密码子使用偏好主要受突变压力的影响。在异源转化受体选择中,大肠杆菌真核表达系统适合莲藕PPO的异源表达,拟南芥则是莲藕PPO转基因的理想受体。莲藕PPO密码子偏好模式分析为后续的PPO基因遗传转化研究提供了理论依据。     

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...     

转基因改良水稻的抗螟虫性研究

以质粒 pCUSBK -HPT作抗虫基因供体 ,优良籼型恢复系蜀恢 5 2 7为受体 ,采用基因枪转化法 ,获得了转抗虫基因sbk的植株。室内和田间试验发现转基因植株抗虫性得到提高。分子证据表明外源基因在受体植株中的遗传是稳定的。外源基因的转入没有改变受体的优良农艺性状     

哈茨木霉(Trichoderma harzianum)多种胞壁降解酶基因表达载体的构建及转化水稻

为提高水稻的抗病性,利用哈茨木霉(Trichoderma hazianum)P1菌株的3个胞壁降解酶基因ech42、nag70与gluc78构建了7个植物表达载体,每个基因受独立的Act1启动子调控.构建的7个载体不仅包含3个外源基因的所有组合(A,B,C,A+B,A+C,B+C,A+B+C),而且具有双元载体本身携带的HPT基因与Gus基因,为研究不同T-DNA长度、不同基因组合与不同基因排列方向对植物遗传转化效率以及外源基因在转基因植株中表达的影响提供了一套比较完整的材料.利用本实验室的农杆菌高效转化体系,将所有组合的7个载体分别转入粳稻品种石狩白毛(Oryza sativa L ssp. Japonica cv. Ishikari-shiroge)中,共获得再生植株1800余株.对部分再生植株进行了PCR检测,证明96%的植株至少携带有外源基因中的一个,80%以上的植株整合有完整的外源基因片断.     

IAA和乙烯与NR基因的表达及相关的生长生理反应

试验以番茄为材料,通过IAA和乙烯对番茄黄化幼苗"三重反应"、植物细胞膜透性、呼吸作用、气孔导度、蒸腾作用和细胞间CO2浓度和NR基因表达的影响,探讨了激素对乙烯信号转导的影响.结果表明:当没有外源乙烯处理时,IAA抑制了乙烯的产生,使NR等受体蛋白基因处于不活跃状态;因而表现出叶片维持稳定的细胞膜透性;植株叶片蒸腾作用、呼吸作用和气孔导度都降低(IAA处理2 h后).在有外源乙烯处理时,乙烯与IAA诱导植株产生的内源乙烯足以诱导乙烯受体蛋白基因NR基因的大量表达,并反过来抑制了乙烯的合成;因而植株代谢表现出与乙烯相拮抗的作用,如高浓度的IAA处理(≥4 mg/L)、使番茄黄化幼苗下胚轴迅速伸长,抵消乙烯对幼苗下胚轴生长的抑制作用;IAA抑制乙烯引起的植株叶片蒸腾作用、呼吸作用和气孔导度的增高和促进叶片细胞膜透性的增加.因此,NR基因是负调节子.     

蛋白质组学方法评估转基因抗虫玉米非预期效应

【目的】转基因育种是将对人类有益的外源基因通过生物技术整合进受体植物的基因组中,使其获得通过自然进化无法获得优异性状,这是转入外源基因的"预期效应"。然而,外源基因插入受体植物还可能产生无法控制和预期的细胞、代谢或表型等方面的改变,即"非预期效应"。非预期效应是转基因植物安全评价的核心内容之一,也是近年来研究的热点和难点。本研究以抗虫转基因玉米为材料,利用差异蛋白质组学技术比较研究转基因玉米与其非转基因玉米之间的非预期效应,为蛋白质组学技术解析转基因植物非预期效应提供理论参考。【方法】选取4份已经进入中国农业部安全评价阶段转苏云芽孢杆菌(Bacillus thuringeinsis,Bt)内毒素基因的抗虫玉米材料,即SK12-5zd、IE034z、Bt799z、Bt799zd,以及它们的对照玉米材料郑单958和郑58,分别种植于可控人工温室中。待玉米幼苗生长至5叶1心期时,每份材料取长势一致的6个单株最上部完全展开叶片,混合作为一个样本进行取样,并提取叶片蛋白质。双向电泳技术分别分离4种转基因玉米和它们各自对应的非转基因材料高丰度蛋白质组,利用Image Scanner扫描仪扫描脱色后的蛋白质凝胶,PD Quest 8.0软件(Biorad,USA)分析蛋白质凝胶图谱,以蛋白点相对体积(%Vol)来表述每一个匹配蛋白质的表达丰度,将电泳凝胶上特异性蛋白质和相对体积大于2倍的差异蛋白质点取样,依据相应蛋白质数据库进行质谱鉴定,并对鉴定出的特异性和差异性蛋白质进行细胞功能富集分析(GO)和代谢途径富集分析(KEGG),以评价转基因抗虫玉米的可能非预期效应。【结果】通过比较4种不同转基因抗虫玉米及其非转基因对照的高丰度蛋白质组,除目标抗虫基因外,共鉴定出61个蛋白质,其功能主要是富集于光合作用、碳固定、能量转运等基础细胞功能相关酶类,如核酮糖二磷酸羧化酶、ATP合成酶、丙酮酸磷酸双激酶等。仅有少数几个与光合作用、碳固定和ATP合成途径等基础代谢过程相关基因出现上调表达。KEGG分析表明,与对照ZD958相比,SK12-5zd的差异蛋白在光合生物碳固定途径中显著富集;Bt799zd的差异蛋白则分别在光合生物碳固定途径、光合作用和碳代谢途径中显著富集。与对照Z58相比,IE034z和Bt799z的差异蛋白均在光合作用代谢途径中显著富集。证明4种转基因材料与对照蛋白质组相似性较高,未见基因的异常表达。【结论】测试的4种转基因材料在蛋白质水平未发生影响其安全性的非预期效应;当前结果表明蛋白质组学技术可以用来验证转基因植物的非预期效应。     

植物抗寒性研究进展

低温不仅影响植物的生长和分布,严重时还会导致植物死亡。因此,研究植物抗寒性具有非常重要的意义。根据国内外植物抗寒性研究现状对低温胁迫对植物显微结构和超微结构的影响、生理生化指标的变化、抗寒相关基因的研究、外源生长调节剂对植物抗寒性的调控作用以及植物抗寒性鉴定方法进行综述,并提出植物抗寒性的研究重点及应重视的研究对象,旨在为植物抗寒性研究提供理论参考。     

植物转基因的整合特性及遗传分析

对转基因植物的外源基因整合到受体染色体上的整合机制,整合随机性与非随进性,整合位点及拷贝数等特性进行了综述.并对3种外源基因遗传规律的方式进行了分析,它们分别是:单基因位点(single-site)的孟德尔遗传方式、多基因位点(multi-site)的孟德尔遗传方式和非孟德尔(non-Mendel)的遗传方式.     

三个外源抗稻瘟病基因聚合与抗性研究

本研究利用属于7个生理小种的8个云南稻瘟病菌株对以南29和中花9号为受体,分别转入水稻外源基因几丁质-葡聚酶基因和溶菌酶基因的T7代和T10代亲本株系、6个杂交F1代及3个基因聚合后的35个花培株系进行接种分析。结果表明,F1代和3个外源基因聚合后花培的所有株系对所用的8个稻瘟病菌株都表现高抗,抗性明显提高,这是3个外源基因互为补充的结果,说明基因聚合可扩大抗谱,提高稻瘟病抗性。     

转基因工程植物启动子的研究进展

启动子在决定外源基因的转录效率、定位导入和表达增强中起着重要作用。针对转基因工程研究中植物启动子的类型、特点及功能进行综述,并展望了转入载体的基因构建。     

食品安全与人体健康(二)

<正>转基因食品为什么要进行食用安全评价?答:与传统育种方法不同,转基因生物技术是通过生物技术手段打破了物种生殖隔离屏障,将某一基因片段引入到其他生物基因组中以改变其遗传性状,使动物、植物、微生物三界的遗传物质实现交流。为了预防在基因操作过程中,把一些可能对人体健康或环境安全有害的基因转入受体生物,或者由于基因操作引起受体生物产生不可预期的变化,影响人体健康和环境安全,各国政府都重视和评估转基因生物的安全性。     

外源物质干预对逆境胁迫下植物生长代谢的影响研究进展

逆境胁迫是指对植物施加有害影响的环境因子,是目前造成植物减产、品质下降的主要影响因素。植物在遭受逆境胁迫后施加外源物质可显著提升植物对逆境胁迫的抵抗能力。目前,植物遭受逆境胁迫后常用的外源干预物质主要有植物生长调节剂、有机物、无机物和金属离子等,国内外针对植物面临逆境胁迫下利用不同的外源物质对其进行缓解及调控的研究主要集中在生理生化、活性氧、代谢酶、基因变化等细胞和分子水平,针对外源物质对逆境胁迫下植物生长发育的影响机制尚不明确。本文对此进行了综述并提出了今后利用外源物质研究植物抗逆的方向,为后续深入探索外源物质干预对植物应对逆境胁迫的反应机制,从而为改善植物的生长提高植物的产量和品质提供科学依据。     

转基因植物种植地土壤微生物区系生态变化及其外源基因的分子检测

对转基因植物种植地土壤中微生物种群数量的影响及外源基因是否转移到土壤微生物中的可能性进行检测,是转基因植物生态安全评价的重要组成部分.本研究从云南省农业科学院大棚采集了转基因西红柿及对照土壤样品12份,采用平板稀释法对该土样中的微生物进行分离鉴定,结果表明种植转基因西红柿的土样中微生物的数量和种类有一定的变化.设计35s启动子、反义基因、卡那霉素抗性标记基因等特异引物对上述土样的总DNA,以及菌株DNA进行PCR扩增,均未检测到外源基因扩增产物.