植物基因工程中Ti质粒的研究与应用进展

Ti质粒是双子叶植物转化的普通而有效的载体,近年来又广泛应用于单子叶植物的基因转化研究,并在很多重要粮食作物上获得成功,例如水稻、玉米、小麦等。该方法以转基因低拷贝、遗传稳定及能够转化大片段的DNA等优点,又受到人们的极大关注。本文对Ti质粒在植物基因工程转化的机理、方法,及应用等方面的新进展和方向作一评述,并提出有价值的研究方向。     

我国葡萄根癌农杆菌Ti质粒的特征

以窄宿主葡萄农杆菌Ag162Ti质粒的T-DNA区tmr、tmsl和ocs基因座位以及T_A-DNA和T_B-DNA片段为探针,对12株我国分离的不同生物型、质粒类型和寄主范围的葡萄根癌农杆菌的引质粒转移DNA(T-DNA)进行Southern杂交分析。在9株生物3型octoplne Ti质粒菌株中,与上述探针均同源。其中窄宿主葡萄根癌农杆菌菌株杂交片段彼此较一致。广宿主葡萄根癌农杆菌菌株的杂交片段彼此差异较大。1株无致瘤能力的生物1型菌株与5个探针均不杂交。1株生物3型nopaline Ti质粒菌株及1株诱导冠瘿瘤中只合成精氨酸的菌株,杂交带的变化也大。由此可见葡萄农杆菌在生物进化过程中其转移DNA呈多态性,成为农杆菌中特殊类群。本分析对葡萄根癌农杆菌致病菌株的鉴定亦有帮助。     

双元Ti载体的发展

双元Ti载体是目前植物基因工程中最重要的植物转化载体。近年来双元Ti载体得到迅速的发展,新的载体不断出现。新发展的双元Ti载体结构优化,适用范围广,易于基因克隆操作,同时提高了植物转化的效率,更便于进行植物基因功能的研究。本文介绍了构建高容量载体、多基因载体、定点整合载体所采用的新策略。     

农杆菌-植物间基因转移的分子基础

植物病原细菌多以Ⅲ型分泌系统运送毒性因子或无毒基因产物到植物细胞,但根癌农杆菌利用Ⅳ型分泌系统转移致瘤基因片断T-DNA到植物细胞核,并整合到植物基因组,使植物产生肿瘤,作者将介绍vir基因的诱导、T-DNA的加工、T-DNA的转移,以及T-复合体运输的装备等方面的最新研究进展,以探讨农杆菌-植物间基因转移的分子基础,研究该系统转移基因的分子基础将有利于开发和改良植物遗传工程的载体工具;另外,农杆菌-植物作为一种模式植物病害系统,其研究也为植物-病原菌的基础理论研究提供参考。由于有些人体病原细菌也采用Ⅳ型分泌系统运送毒性因子到人体细胞,研究农杆菌-植物间的基因转移系统也有利于医学研究。     

根癌农杆菌毒力调节基因在识别寄主植物及T-DNA转移的作用

土壤病原菌根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)通过遗传转化植物细胞,引起许多植物(主要是双子叶)发生冠瘿病。转化实质在于农杆菌DNA中的一个特殊片段,T-DNA从大的(>200Kb)Ti质粒转移到植物细胞核     

T-DNA转移及整合的分子机制研究进展

农杆菌介导的外源基因转化是目前植物转基因应用比较广泛的方法。近年来关于农杆菌介导的整合机制的研究已经取得了很大的进步。研究表明,在VirD2和VirE2协助下,农杆菌转移T-DNA进入植物细胞,这两种蛋白共同协助T-DNA完成转移、核定位及在植物基因组中的整合。近年来关于拟南芥突变体的研究表明,被转化植物的宿主基因在T-DNA转移及整合过程中发挥主要的作用。通过对现有研究成果详细讨论了Vir’蛋白(VirD2和VirE2)及植物基因在农杆菌介导植物转化中的作用,详细讨论了依靠VirD2蛋白和SDSA(synthesis-dependent strand-annealing)整合的两类不同的整合模式,根据最新的研究成果阐述了以基因组的双链断裂修复为基础的整合模型,并提出新的观点。     

用Ti质粒作基因转移进入新阶段

据三个研究小组在迈阿密冬季讨论会上提出的报告,Ti质粒现已可用于将新特性引入植物的遗传工程。这三个研究小组,一是华盛顿大学Masy-Dell Chilton实验室的,一是蒙桑托(Monsanto)公司的St.Louis实验室的,还有一个是欧洲的,包括来自科隆M.普朗克植物育种研究所和比利时根特州立大学的研究工作者。     

发根农杆菌Ri质粒及其应用

土壤微生物(Agrobacterium)的作用引起人们的极大兴趣。Agrobacterium与根瘤菌(Rhizobium)接近,同属于根瘤菌科,为革兰氏阴性菌。同属内已知有引起不同病征的许多种类。     

Ti质粒介导的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶cDNA转化烟草植株

将玉米Ｃ４－磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（ＰＥＰ羧化酶）ｃＤＮＡ亚克隆至穿梭质粒ｐＢｉｎ１９,通过在杆菌Ｔｉ质粒（ＬＢＡ４４０４）介导的时圆片共培养法将其转入Ｃ３植物烟草中。在获得的抗性转化植株中,８０％具有较强的ＮＰＴⅡ报道基因表达。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交表明Ｃ４－ＰＥＰ羧化酶ｃＤＮＡ已被整合到了烟草核基因组中。     

土壤杆菌Ti质粒遗传工程的一项新技术

本文叙述了一种新技术,可以容易地把外源遗传成分引入根癌土壤杆菌DNA的特定区段。所用的质粒(1)可以进入根癌土壤杆菌但不能在其中保持,(2)它和受体菌基因组有一段同源区,(3)有适当的标记。选择标记就可以选到外来质粒与寄主基因组发生重组的转移接合子。     

两种质粒中gus基因在植物细胞和根癌农杆菌中的表达特性研究

以含有基因转化操作过程中常用的两种质粒载体pBI121和pCAMBIA2301的根癌农杆菌EHA105为材料,分别转化甜瓜子叶,应用组织化学方法检测了甜瓜子叶和子叶培养后的愈伤组织及根癌农杆菌菌液的瞬时转化效果,研究了两种不同的质粒载体上所含的gus基因在根癌农杆菌中和植物细胞中的表达特性.结果表明,不同质粒载体上所含的gus基因的表达特性不同,质粒载体pBI121上所含的gus基因既能在植物细胞中能表达,也能在根癌农杆菌细胞中表达,而质粒载体pCAMBIA2301上所含的gus基因能在植物细胞中表达,但是不能在根癌农杆菌细胞中表达.     

根癌农杆菌介导的转新城疫病毒融合蛋白基因水稻植株的获得

利用转基因植物作为生物反应器可以表达重组蛋白、生产外源蛋白质,也可以成为动物疫苗的廉价生产系统。以编码新城疫病毒融合蛋白(NDV-F)的基因为外源基因,以玉米泛素蛋白(Ubi)启动子为启动子,以潮霉素磷酸转移酶(HPT)基因作为选择标记基因,β-半乳糖苷酸酶(GUS)基因作为报告基因构建了适宜于农杆菌介导转化水稻的表达质粒pUNDV,并通过农杆菌介导转化水稻,获得了多株转基因植株。通过PCR分析和GUS活性检测,证实含有NDV-F基因的T-DNA已整合到水稻核基因组中,为研制廉价安全的转基因水稻新城疫基因工程疫苗奠定了基础。     

Ti质粒基因在单子叶植物中的表达

<正> 根癌农杆菌感染双子叶植物时,能侵入双子叶植物的细胞壁,并通过一种未知机制将其Ti质粒DNA导入植物细胞内。导入的Ti质粒DNA(T-DNA)能整合到植物细胞的核基因组中,并被转录。通过遗传操作插入Ti质粒T区的任何DNA片段似乎都能随根癌农杆菌一起转移到植物细胞内。因此,根癌农杆菌作为载体,已广泛用于高等植物外源遗传物质的导入研究。它最终有可能给作物的基因组加入一些有益的遗传成分。遗憾的是,把Ti质粒用作转     

植物的光调节基因在受体细胞中的表达-植物遗传工程的一个新进展

在植物分子遗传学和遗传工程研究中,根癌农杆菌的Ti质粒是个重要的载体。实验已经证明,它可将外源的功能基因插入到植物细胞并整合到植物细胞核的基因组中。在某些情况下,这些细胞再生成植株,而插入的基因可以通过减数分裂转给种子遗传下来。     

拟南芥基因转移新方法一真空渗入法的研究

以拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ）生态型Ｌａｎｄｓｂｅｎｇｅｒｅｃｔａ为试材,在含有所构建的ＣａＭＶＢａｒｉ－１株系基因ＶＩ的质粒（ｐＪＯ５３０Ｂａｒｉ－１ＧＶＩ）的根癌农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ）菌种ＧＶ３１０１的介导下,研究了基因转移的新方法一真空渗入法。这种方法简便、快速、可靠且无需经过组织培养阶段即可获得大量转化植株。适宜的转化条件是将生长健壮,除去主苔后４－８ｄ的成株连同营养钵倒置浸入被渗入培养基稀释的农杆菌孢子悬浮液,其光密度为０．８,在吸力为１．７ｍ２／ｈ的真空泵下断续处理２ｍｉｎ／３０ｓ,置于２４ｈ连续光照下的气候室培养,待种子收获后在含有潮霉素的选择培养基选择转化植株．ＰＣＲ分析及ＥＬＩＳＡ检测,该方法的转化效果高达０．７１％。     

肿瘤浸润转移分子机制的研究进展

肿瘤浸润转移是多因素参与、多步骤完成的生物化学变化过程。人们已经逐渐认识到浸润转移不仅与肿瘤细胞有关,更是肿瘤细胞和肿瘤组织微环境复杂的相互作用的结果,其过程涉及多个分子作用机制和信号转导途径,包括细胞和细胞的黏附分子、细胞外基质降解、生长因子、趋化因子和淋巴血管生成因子等。本文综述了肿瘤浸润转移的分子机制。     

Ri质粒基因转化植物细胞的机理

发根农杆菌(Agrobacteriumrhizogenes)含有一个约250Kb的大质粒,与Ti质粒转化植物细胞产生冠瘿瘤(crowngall)相似,它也可以侵染双子叶植物受伤部位的细胞并产生大量不定根(所谓发根或毛状根,(hairyroot),因此,这个大质粒被称为Ri质粒(根诱导质粒,Root-inducingplasmid)。     

西瓜基因转化及其转基因植株再生的研究

西瓜味甜汁多,营养丰富,能消暑、解渴,是夏季重要水果。主要危害是马铃薯Y病毒组(Potyviring group)的西瓜花叶病毒一号(WMV-Ⅰ)和西瓜花叶病毒二号(WMV-Ⅱ)。WMV-Ⅰ和WMV-Ⅱ发病严重,农药防治效果差且存在农药残留问题。目前尚未选育出抗病新品种。近年来,国内外广泛采用植物基因工程方法来选育抗病毒的良种,其中利用外壳蛋     

腺相关病毒介导基因组来源的基因转移与整合

构建一个带β-珠蛋白基因组序列的腺相关病毒载体AV53HS2Δβ2Neo.经包装成重组腺相关病毒后,转导红系细胞.DNA印迹证实包含红系增强子、β-珠蛋白基因和筛选标志基因的前病毒基因组完整整合于红系细胞基因组中.结果说明腺相关病毒载体能介导基因组序列来源的目的基因稳定整合于受体细胞基因组中.