培育无选择标记的转基因植物

目前,几乎所有的植物遗传转化都要通过使用选择标记基因,如抗生素或除草剂抗性基因等来筛选转化子,虽然没有研究结果表明选择标记基因影响人类健康或环境安全,但近年来也引发了人们对转基因产品安全性的担心。为了消除公众对转基因食品的安全性顾虑,无选择标记的转基因植物应运而生。本文综述了共转化系统、位点特异性重组系统(包括FLP/FRT、Cre/lox、R/RS及Gin/gix系统)和转座子系统(Ac/Ds转座子系统)在培育无选择标记转基因植物中的应用。     

植物无选择标记转基因技术的研究进展

自上世纪80年代转基因植物诞生以来,世界各国专家在转基因作物对健康和环境的影响问题上就一直争论不休,并严重地影响了转基因作物的商业化。解决的方法就是在转基因植株筛选后将选择标记和其它一些辅助序列剔除。综述了近年来国内外在植物无选择标记转基因技术方面的发展和研究成果,详细地论述了这些转化系统的基本原理和操作方法,并进一步比较了它们彼此间的优缺点,结合实际预测了该技术在生物技术和商品化农业上的巨大潜力。     

无标记(Marker-Free):转基因植物研究的新趋势

目前,几乎所有的植物遗传转化中都要使用选择性标记基因诸如抗生素或除草剂抗性基因等来筛选转化子.为了消除由此而引起的公众的安全性顾虑,一种全新的发展策略即获取无选择标记的转基因植物应运而生.无选择标记的转基因植物具有许多独特的优势,如消除大众对转基因植物中含有选择标记基因而引起的恐惧及可以反复地向已转化的植物中叠加外源基因等,因此,这种新策略(无标记)有着巨大的应用潜力.本文对获得无标记转基因植物的一些途径做一综述.     

去除转基因植物标记基因的研究进展

得到转基因植物以后 ,标记基因就失去了筛选的作用。但它的存在引起公众对转基因植物的安全性以及环境效应的担心 ,所以在目的基因转入后 ,要去除标记基因。该文主要就利用共转化、转座子、同源重组、位点特异重组酶等去除标记基因的方法进行了总结 ,并对各种方法的优缺点进行了比较 ,对该技术未来的发展趋势也进行了展望。     

培育具有安全选择标记或无选择标记的转基因植物

转基因植物中选择标记的安全性已成为植物基因工程研究的热点之一。从两个方面可以解决转基因植物中的选择标记问题。一是选用安全的正向选择标记,主要是与糖代谢和激素代谢相关的基因。二是构建能去除选择标记基因的转化系统,主要有共转化系统、双T-DNA边界载体系统、位点特异性重组系统和转座子系统等。这些植物基因工程的方法将有助于培育安全的转基因植物。 Abstract:The bio-safety of selective markers in transgenic plants has been a hot spot in the field of plant genetic engineering.To solve the problem of selective markers in the transgenic plants,two means of producing transgenic plants have been developed.One is the utilization of bio-safe positive selective markers which are genes mainly related to metabolism of auxins and carbohydrates.The other is the establishment of transformation systems allowing marker genes to be eliminated from the transgenic plants,which include co-ransformation,double T-DNA border vectors,site-specific recombination and transposition.All these approaches of plant genetic engineering will benefit breeding transgenic plants with bio-safety.     

无标记（Marker—Free）：转基因植物研究的新趋势

目前 ,几乎所有的植物遗传转化中都要使用选择性标记基因诸如抗生素或除草剂抗性基因等来筛选转化子。为了消除由此而引起的公众的安全性顾虑 ,一种全新的发展策略即获取无选择标记的转基因植物应运而生。无选择标记的转基因植物具有许多独特的优势 ,如消除大众对转基因植物中含有选择标记基因而引起的恐惧及可以反复地向已转化的植物中叠加外源基因等 ,因此 ,这种新策略 (无标记 )有着巨大的应用潜力。本文对获得无标记转基因植物的一些途径做一综述。     

无筛选标记转基因作物的研究进展

目前,大部分植物遗传转化都要使用选择标记基因,诸如抗生素、除草剂等来筛选转化子,由此而引起的转基因生物安全性问题受到了人们的关注。为了消除转基因作物中的筛选标记,一种全新的策略即无选择标记的转基因技术迅速发展起来。该技术既能够减轻大众对转基因植物中含有选择标记基因而引起的恐惧,又能将多个基因逐个整合到同一作物以实现基因聚合。因此这种新策略有着巨大的应用价值。对获得无筛选标记转基因作物的一些方法及其最新研究进展进行综述。     

利用双T-DNA载体系统培育无选择标记转基因烟草

建立了一种利用双T-DNA载体培育无选择标记转基因植物的方法。通过体外重组构建了双T-DNA双元载体pDLBRBbarm。载体中,选择标记nptⅡ基因和另一代表外源基因的bar基因分别位于2个独立的T-DNA。利用农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tabacum L.),在获得的转化植株中,同时整合有nptⅡ基因和bar基因的频率为59．2％。对4个同时整合有nptⅡ和bar基因植株自交获得的T1代株系进行检测分析,发现在3个T1代株系2个T-DNA可以发生分离,其中约19．5％的转基因T1代植株中只存在bar基因而不带选择标记nptⅡ。这一结果说明双T-DNA载体系统能有效地用于培育无选择标记的转基因植物。研究还利用位于2个不同载体上的nptⅡ基因与bar基因通过农杆菌介导共转化烟草,获得共转化植株的频率为20．0％～47．4％,低于使用双T-DNA转化的共转化频率。     

无选择标记基因植物转化系统研究进展

在转基因植物中,将选择标记基因去掉,将提高转基因植物的食用安全性和对环境的安全性,更易为广大消费者所接受,也有利于对同一个植物品种进行多次转基因操作。科学工作者已经在建立无选择标记基因转化系统方面作了大量尝试,获得了无标记基因的转基因植物（MFTPs：Marker-Free Transgenic Plants)。本文将这方面的研究进展介绍给大家,以推动植物生物技术产业化进程。     

转基因植物选择标记基因及其安全性问题

就目前使用的选择标记基因和提高选择标记基因安全性的策略进行了评述.     

高效删除标记基因的Bhlea2植物表达载体的构建

为培育去除选择标记基因的耐旱转基因植物,同时利用Cre/Lox和FLP/frt系统,构建一个能够高效删除标记基因的Bhlea2基因植物表达载体.拟南芥rd29A启动子是在低温、干旱、高盐胁迫下的快速应答启动子,玉米ubiquitin启动子可有效驱动外源基因的转录,拟南芥pAB5启动子是花粉及胚胎等发育早期特异表达的启动子,利用上述启动子构建了表达Bhlea2基因并能够删除标记基因的植物表达载体.该表达载体包括重组酶表达元件pAB5-FLP、Bhlea2抗旱基因表达元件rd29A-Bhlea2和bar标记基因表达元件ubiquitin-bar.     

利用FLP/frt重组系统产生无选择标记的转基因烟草植株

在植物转基因植株产生过程中,对转化细胞进行抗性筛选是通用程序,转化细胞的抗性一般是抗生素抗性或除草剂抗性,将赋予转化细胞抗性的选择标记基因删除是提高转基因植物生物安全性的重要措施。来自于啤酒酵母的FLP/frt位点特异性重组系统可有效删除同向定点重组位点frt之间的基因。通过多步骤重组,建立了可在植物中广泛应用的FLP/frt位点特异性重组系统。该系统包括含有frt位点的植物表达载体pCAMBIA1300-betA-frt-als-frt和含有由热诱导启动子hsp启动的FLP重组酶基因的植物表达载体pCAMBIA1300-hsp-FLP-hpt。利用二次转化的方式将二者先后转入烟草植株,热激处理后,热诱导型启动子hsp调控的重组酶FLP基因的表达催化位于选择标记基因als两侧同向frt位点间的重组反应,有效地删除了选择标记基因als。41%的经热激处理的二次转化植株发生了选择标记基因的删除,表明该系统在获得无选择标记基因的转基因植株中有很好的应用价值。     

通过构建三段T-DNA载体高频率获得无标记转基因大豆植株的研究

高频率获得无选择标记转基因植株有利于转基因植物的环境释放和安全性生产,农杆菌介导的共转化法是获得无标记转基因植株的方法之一。含二段T-DNA载体的共转化法已被人们成功应用,而二段以上T-DNA载体的共转化法还未见报道。基于这一目的,通过几个中间质粒构建了含有三段T-DNA的双元表达载体pNB35SVIP1,其中包含1个拷贝bar基因选择标记基因表达盒和2个拷贝VIP1目的基因表达盒。利用EHA101农杆菌菌系介导法转化大豆子叶节,经过在含3~5mg/Lglufosinate培养基上多次筛选,获得了一定数量抗性再生植株,然后对抗性再生植株进行叶片涂抹除草剂、Southernblot和Northernblot检测,共鉴定出51棵T0代转基因植株,转化频率0·83%~3·16%,二个基因的共转化频率为86·4%。在对T1代群体进行叶片涂抹除草剂检测的基础上,不抗除草剂植株进行PCR、Southernblot和Northernblot检测,共鉴定出41棵无选择标记转基因植株,无标记植株获得率为7·6%。检测结果还表明,T1代群体中22·7%的株系发生了基因丢失现象,27·3%的株系发生了bar基因沉默现象,目的基因在37·1%的无标记植株中发生了沉默现象。三段T-DNA的双元表达载体是获得无标记转基因植株的理想途径。     

通过构建三段T-DNA载体高频率获得无标记转基因大豆植株的研究

高频率获得无选择标记转基因植株有利于转基因植物的环境释放和安全性生产,农杆菌介导的共转化法是获得无标记转基因植株的方法之一。含二段T-DNA载体的共转化法已被人们成功应用,而二段以上T-DNA载体的共转化法还未见报道。基于这一目的,通过几个中间质粒构建了含有三段T-DNA的双元表达载体pNB35SVIP1,其中包含1个拷贝bar基因选择标记基因表达盒和2个拷贝VIP1目的基因表达盒。利用EHA101农杆菌菌系介导法转化大豆子叶节,经过在含3～5mg/L glufosinate培养基上多次筛选,获得了一定数量抗性再生植株,然后对抗性再生植株进行叶片涂抹除草剂、Southern blot和Northern blot检测,共鉴定出51棵T₀代转基因植株,转化频率0.83%～3.16%,二个基因的共转化频率为86.4%。在对T₁代群体进行叶片涂抹除草剂检测的基础上,不抗除草剂植株进行PCR、Southern blot和Northern blot检测,共鉴定出41棵无选择标记转基因植株,无标记植株获得率为7.6%。检测结果还表明,T₁代群体中22.7%的株系发生了基因丢失现象,27.3%的株系发生了bar基因沉默现象,目的基因在37.1%的无标记植株中发生了沉默现象。三段T-DNA的双元表达载体是获得无标记转基因植株的理想途径     

转基因植物在环境污染监测中的应用

在通常情况下,污染物的存在很难被发现。它们对环境和人类的潜在危害就更加难以估计。在众多生物监测体系中,转基因植物监测系统脱颖而出。综述了几种成功应用于污染物质遗传毒性监测的转基因植物系统,并对今后生产高效率转基因植物监测体系的关键问题进行了探讨。     

转基因植物发展状况及外源基因在后代中遗传分离研究进展

转基因植物近年来得到迅猛发展。本文综述了转基因植物 ,特别是转基因林木的的发展现状。并从单基因位点孟德尔遗传 ,多基因位点孟德尔遗传以及非孟德尔式遗传三个方面介绍了外源基因在转基因植物后代中遗传分离的研究进展。并就影响外源基因遗传分离的因素进行了讨论。     

一种马铃薯高效无标记转基因技术的建立

用农杆菌介导法转化马铃薯栽培品种紫花白的叶盘,通过1/4 MS培养基预培养、热激处理、低pH、高糖培养基共培养,之后利用PCR直接检测转化体,结果表明遗传转化效率可达5.1%,建立了马铃薯无标记转基因技术.该技术受基因型的限制小,用于其它3个不同的栽培品种东北白、晋薯7号和早大白,遗传转化效率亦达到了4.1%~8.3%.利用这项无标记转基因技术,在载体构建时就剔除了标记基因,遗传转化后直接分化培养,不必对转化细胞进行抗性筛选,缩短了遗传转化周期,省去了费时费力的标记基因剔除步骤,亦为重复转化聚合多个优良基因提供了便利.     

转基因植物表达植酸酶研究进展

植酸是植物体内磷的主要存在形式,其绝大部分不能被单胃动物消化吸收,而随粪便排出体外造成环境污染;同时,植酸又是一种抗营养因子,它通过络合植物体内的一些营养成分而降低植物的营养价值。通过植物转基因方法使植物自身表达足量的植酸酶,以减小植酸带来的不利影响,是提高植物性饲料营养价值和控制环境磷污染的一种经济有效的措施。就转基因植物植酸酶的优势、研究现状、存在的问题及其发展前景进行了综述。     

转基因植物生产药用蛋白的研究进展

利用转基因植物作为生物反应器生产具有重要价值的多肽和蛋白质,包括抗体、疫苗、药用蛋白等较之其他生产系统具有很多优越性,已成为当前植物医药基因工程和药物生物技术领域中的研究热点,本文着重就这一领域近年采国内外的研究现状、发展趋势以及目前存在的问题及对策进行综述。