紫花苜蓿基因工程改良研究进展

紫花苜蓿(Medicago sativa)具有适应性强、蛋白含量高、适口性好和营养价值丰富等特点,是全球栽培面积最大的优良牧草。随着生物技术的快速发展,利用基因工程改良紫花苜蓿已成为国内外研究的热点。本文就紫花苜蓿载体介导法、DNA直接导入法和种质系统介导法三类转化方法和抗生物胁迫、抗非生物胁迫、抗除草剂、品质改良及生物反应器开发五方面的转基因与遗传改良研究进行了全面的综述与分析,并对其应用前景及相关安全性等问题进行了展望,以期为紫花苜蓿基因工程改良的后续研究提供参考与借鉴。

紫花苜蓿的皂苷研究

紫花苜蓿(Medicago Sativa)被誉为"牧草之王",是我国种植面积最大的豆科牧草。紫花苜蓿含有大量的次生代谢产物,其中皂苷是一种分布广、含量高的生物活性物质,具有降低胆固醇、调节脂质代谢、增强机体免疫、抗氧化等功能。为此查阅近年来国内外研究进展,阐述了紫花苜蓿皂苷的理化性质、分布及含量、分离及提取等,并对其应用前景进行了展望,指出紫花苜蓿皂苷作为一种绿色的植物附加产物将会有很大的开发和利用价值,也为紫花苜蓿皂苷的进一步研究提供重要资料。

百脉根分子生物学主要领域研究进展

百脉根(Lotus corniculatus)作为质量优良的多年生豆科牧草,其营养丰富、适口性好、生态适应性强,可广泛应用于畜牧养殖业、园林绿化以及土壤修复等,亦可用于草药制剂,治疗某些人类疾病。为扩大百脉根在生产实践中的应用,国内外对其开展了深入研究。本文简述了百脉根的7个研究领域包括遗传多样性与系统进化分析、抗逆境胁迫、抗除草剂、根瘤固氮、缩合单宁、作为生物反应器以及药理学应用的研究进展,分析了百脉根研究中存在的不足,并对百脉根的应用前景进行了展望,以期为百脉根的深入研究提供参考。

牧草表观遗传学研究进展

表观遗传是指在DNA序列不变的情况下基因表达发生变化的现象。表观遗传现象与外界环境条件的变化紧密相关,它参与植物的生长发育、胁迫响应、衰老死亡等重要生命过程并在其中起到了关键作用。表观遗传学作为一门新兴学科在近20年间得到了快速发展,成为当前动植物和医学领域的研究热点。目前植物表观遗传学的相关研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等方面,并取得了许多重要成果。然而,相对于模式植物拟南芥和其他主要作物而言,牧草的表观遗传学研究仍处于起步阶段。因此,开展牧草表观遗传学研究对我国草牧业的可持续发展具有重要意义。本研究对表观遗传学的概念、研究方法、研究内容(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等)及牧草表观遗传学相关研究进行了全面总结和综述,并对表观遗传在草牧业中的发展前景进行了展望。

转PeDREB2a和KcERF基因紫花苜蓿的表型及抗旱耐盐性

以紫花苜蓿(Medicago sativa)‘中苜1号’为受体材料,通过根癌农杆菌介导法将抗旱基因PeDREB2a、KcERF转入‘中苜1号’,获得转基因抗性苗66株,基因组PCR检测阳性率为93.94%,RT-PCR检测表明目的基因在转录水平上能够稳定表达;利用Taqman PCR方法检测目的基因的拷贝数,结果表明PeDREB2a、KcERF基因在转基因株系Z6、Z7、Z9中均为单拷贝。在正常生长条件下,转基因株系Z6和Z7株高、分枝数、叶片吲哚乙酸含量、纤维素含量均显著高于野生型,而叶片乙烯含量显著低于野生型(P<0.05)。用20%PEG-3350和250 mmol·L^(-1)NaCl胁迫处理进行表型观测和抗逆生理指标检测,表明转基因株系与野生型相比抗旱、耐盐能力明显增强。本研究为进一步培育抗逆优质高产苜蓿新品种提供了新种质。

DNA/RNA甲基化修饰检测技术进展

表观遗传学研究的是在不改变基因序列前提下,持续性和可遗传性改变基因活性状态的分子和机制。其中DNA和RNA的修饰是近几年表观遗传修饰研究的热点。为了对这些表观遗传修饰的动态分布、机制和功能有更深入的认识和理解,研究人员开发了多种定量和定位分析的检测方法。本文概述了DNA和RNA甲基化修饰形成的机制以及在植物中的功能,重点综述了近年来建立的检测表观遗传修饰的技术,并展望了新兴的单细胞和单分子测序技术的发展。高通量高精度检测技术的突破性发展,将极大促进对植物中表观遗传修饰的研究。