叶绿体基因工程:一种植物生物技术的新方法

以叶绿体转化为主的叶绿体基因工程,与传统的基因工程技术细胞核转化相比,在外源基因表达水平和转基因植物安全性等方面有明显的优势,尤其是在控制转基因沉默和遗传稳定性方面,可以互补核转化带来的局限性。因此,叶绿体基因工程是一种很具有发展前景的植物转基因技术,并在未来工农业生物技术领域发挥重要作用。本文着重在叶绿体转化技术主要特点,应用领域及其未来的发展前景等方面进行了简单评述。

叶绿体基因工程的研究进展

介绍了叶绿体基因工程的特点、叶绿体转化方法、转化中存在的问题及解决策略以及前景展望等,重点阐述了叶绿体基因工程的研究新进展。

高等植物叶绿体基因工程(英文)

叶绿体基因工程作为一项新技术具有一系列传统核基因工程所不具备的优点 ,在基础性及应用性研究中极具吸引力 ,已经成功应用于了解质体基因组 ,调控植物代谢系统 ,农作物抗旱、抗虫、抗病、抗除草剂及以植物为生物反应器生产抗体、疫苗等方面的研究。本文主要介绍叶绿体基因工程的原理。

植物叶绿体基因工程

叶绿体基因工程,即向叶绿体基因组中引入外源目的基因,并使之表达。建立、发展和完善植物叶绿体基因遗传转化体系,利于外源基因在叶绿体内的定位整合研究,最终使有用的目的基因导入优良品种,达到改良品种的目的。 叶绿体是植物光合作用的重要器官。

叶绿体基因工程

叶绿体基因工程是一种新兴的具独特、的优势的转基因技术,特别是其高效表达和安全性使其受到越来越多的重视。本文重 点介绍叶绿体转化的步骤、优越性及叶绿体基因基程的应用前景。

通过叶绿体基因工程表达聚3-羟基丁酸酯合成相关基因

构建了含phbB,phbA,phbC和aadA基因表达盒的叶绿体整合及表达载体,通过基因枪轰击法转化烟草.对具壮观霉素抗性的植株进行PCR和Southern等分析,确证外源基因已整合到叶绿体基因组中,同时测定了其同质化程度.Northern点杂交、RT-PCR分析结果表明,叶绿体型转基因植株中目的基因在转录水平的表达明显高于核转化植株中相应基因,并且未观察到基因沉默现象.叶绿体型转基因植株还具有环境安全性好、底物丰富、产物区域化等优点,表明叶绿体基因工程在转基因植物生产聚3-羟基丁酸酯（PHB）方面极具潜力.

通过叶绿体基因工程在烟草中合成中长链羟基脂肪酸聚酯

中长链羟基脂肪酸聚酯(medium-chain-length-PHAs,mcl-PHAs)属于微生物聚酯.PHA合酶(PHAsynthase,由phaC基因编码)和3-羟酰基-酰基转移蛋白-辅酶A转移酶(3-hydroxyacyl-acylcarrierprotein-coenzymeAtransferase,由phaG基因编码)是mcl-PHAs生物合成途径中的关键酶.以aadA(氨基糖苷-3′-磷酸转移酶)基因做筛选标记,分别构建了含phaC2基因的单价叶绿体转化表达载体pTC2以及同时嵌合phaC和phaG基因的双价叶绿体转化表达载体pTGC.通过PDS1000/He基因枪转化法转化烟草,获得具有壮观霉素抗性的叶绿体型转基因烟草植株,PCR和SouthernBlot结果表明,外源基因确已整合进烟草叶绿体基因组中且基本达到同质化.气相色谱法检测转基因株系中的mcl-PHAs含量最高达4.8mg/g干重,合成的PHAs单体主要成分为3-羟基辛酸(3-hydroxyoctanoate,3-HO)和3-羟基癸酸(3-dydroxydecanoate,3-HD).透射电子显微镜观察到转基因烟草叶片叶绿体中确有PHAs颗粒累积.

质体基因工程中选择标记基因研究进展

与细胞核基因工程相比,质体基因工程能更安全、精确和高效地对外源基因进行表达,作为下一代转基因技术已广泛用于基础研究和生物技术应用领域。与细胞核基因工程一样,质体基因工程中也需要合适的选择标记基因用于转化子的筛选和同质化,但基于质体基因组的多拷贝性和母系遗传特点,转化子的同质化需要一个长期的筛选过程,这就决定了质体基因工程中选择标记基因的选择标准将不同于细胞核基因工程中广泛使用的现行标准。目前,质体基因工程的遗传转化操作中使用较多的是抗生素选择标记基因,出于安全性考虑,需要找到可替换、安全的选择标记基因或有效的标记基因删除方法。本文在对质体基因工程研究的相关文献分析基础之上,对主要使用的选择标记基因及其删除体系进行了综述,并对比了其优缺点,同时探讨了质体基因工程中所使用的报告基因,以期为现有选择标记基因及其删除体系的改进和开发提供一定参考,进一步推动质体基因工程,尤其是单子叶植物质体基因工程的发展。

植物叶绿体基因组研究及应用进展

叶绿体是植物进行光合作用的主要场所,是植物细胞特有的细胞器.叶绿体具有相对独立的遗传物质,是半自主性细胞器.本文从叶绿体起源,叶绿体DNA的遗传方式,叶绿体基因组的基本结构以及叶绿体基因组的进化四个方面综述了叶绿体基因组的研究进展.另外,综述了叶绿体基因组在系统发育基因组学、居群遗传学、谱系地理学和叶绿体基因工程中的应用进展.

叶绿体基因组在植物学研究中的应用进展

叶绿体是植物把光能转化为化学能的重要细胞器,具有独立的基因组,随着基因测序技术的发展,叶绿体基因组在植物学研究中的应用越来越广泛。本文介绍了叶绿体基因组的结构并综述了其在光合作用机制、物种鉴定、系统发育、居群遗传学、谱系地理学、核质互作和叶绿体基因工程中的应用进展。

人白细胞介素4在衣藻叶绿体中的高效转化及表达

人白细胞介素4(hIL4)是一种重要的免疫活性调节分子,与一些自身免疫性疾病有重要关系。将hIL4基因融合到衣藻叶绿体rbcL 5-’UTR和3’-UTR之间,组成5’UTR-hIL4-3’UTR片段,将其插入到来源于衣藻叶绿体基因组5.7 kb同源片段中,构建成pXhIL4同源重组质粒。利用电脉冲法将该质粒与含有aadA基因的壮观霉素抗性质粒p228共同转化衣藻叶绿体,从含100μg/mL的壮观霉素抗性平皿上筛选到阳性藻落,并通过PCR方法检测到hIL4基因,其共转化频率高达90%。经过western blotting印迹转移分析,证实了人白细胞介素4基因在衣藻叶绿体中获得成功表达,为进一步研究在衣藻叶绿体中高效表达外源蛋白奠定了基础。

新一代转基因植物研究进展

转基因植物具有抗病、抗虫、抗逆、高产、营养成分改善等优良性状 ,但其安全性引起了人们的关注。新一代植物转基因技术 ,如叶绿体基因工程、基因约束、多基因共转、去除抗性标记基因、对外源基因进行实时监控、抗性管理策略、最小程度地改变基因等技术的发展 ,将使未来的转基因植物更好地适应人们的需求 。

植物叶绿体遗传转化技术及应用研究进展

叶绿体转化是植物基因工程中的新热点,叶绿体转基因通常具有较高表达水平,可以在操纵子中成簇串联,而且可以有效地防止外源基因的花粉逃逸。最近的研究逐步地扩展了人们对叶绿体基因工程的应用,许多实例表明,质体转化在作物遗传改良上有着巨大的潜力,同样在植物生物反应器的发展上也有巨大作用,可持续且高效益地生产生物医药、生物酶以及化工原材料。综述了叶绿体遗传转化技术的最新进展,重点阐述了叶绿体转化的表达调控及叶绿体转化技术的应用。

叶绿体遗传机制研究

叶绿体有自身的DNA。本文从叶绿体DNA(ct DNA) 分子的理化特性、ct DNA 重复序列结构、各种基因定位及内含子序列测定等方面阐述了叶绿体遗传的机理和特点,明确了叶绿体基因组有其自主复制的遗传特性,但同时需要核遗传系统提供编码信息。由于高等植物雄性不育性与ct DNA 有关;叶绿体基因工程对叶绿体遗传机制理论研究及有效改善农作物品质、加速农作物改良等方面有巨大作用。

中国农业科学院生物技术研究所主要科研成果

中国农业科学院生物技术研究所(以下简称生物技术研究所)，其前身是中国农业科学院生物技术研究中心，于1986年6月成立，现有职工90人，其中科技人员78人，具有博士和硕士学位的占科技人员总数的一半以上。科技人员中，有中国工程院院士1人，研究员7人，副研究员15人，博士生导师4人。拥有5200m^2的实验楼和600m^2的温室，