植物几丁质酶及其基因工程研究进展

几丁质酶是广泛存在于微生物和植物体内的一类蛋白质，它能催化真菌细胞壁的重要成分———几丁质的水解，从而抑制真菌的生长增殖，提高植物的抗真菌能力。近年来，随着对其作用机理、生化性质、表达调控的深入研究，用几丁质酶基因转化植株正日益成为植物防御真菌病害的...

生物技术与植物纤维性废弃资源的综合利用

禾谷类作物的秸秆、棉籽壳、椰子壳、甘蔗渣、菠萝和香蕉叶等农业废弃物含有丰富的生物纤维,是一种可再生和再利用的植物纤维性资源。生物纤维是食品、医药、纺织、造纸、复合材料和精细化工等工业的重要原料。全球每年所产农业废弃物中生物纤维总量约2×1011t,我国每年可产农作物秸秆约6×108t,蔗渣和蔗梢约2000×104t,油料秸秆约3000×104t。生物技术的发展极大地促进了农业废弃物中生物纤维资源的开发和综合利用,催生了多种新型环境友好的“绿色”工业。论文分析了农业废弃物中生物纤维的理化特性以及工业化应用价值及途径,重点论述生物技术在以植物纤维性资源为原料生产单细胞蛋白、酶制剂、乳酸、木糖醇、生物可降解复合材料、燃料酒精和生物电能等方面的研发进展,并讨论植物纤维性资源综合利用目前存在的问题和挑战以及发展前景。

植物数量性状变异的分子基础与QTL克隆研究进展

探讨数量性状变异规律以便对其进行遗传操纵一直是植物遗传学的一个重要领域.DNA分子标记和QTL作图技术的发展以及拟南芥和水稻全基因组测序的完成极大地促进了植物数量性状分子基础的研究.现已克隆了拟南芥ED1、水稻Hd1、玉米Tb1、番茄fw2.2和Brix9-2-5等控制目标数量性状的基因.数量性状表型变异不仅源于多个数量性状基因QTL的分离,而且还受到内外环境的修饰.QTL等位基因变异与孟德尔基因变异具有类似的分子基础,即基因表达或蛋白质功能发生改变.通过分析已克隆的植物QTL的变异特征及分子基础,讨论了植物QTL克隆技术策略,并对QTL研究所面临的挑战和应用前景进行了展望.

新型可再生工业用油脂的代谢工程

植物种子油是一种可再生资源,亦用作生物燃油和化学工业原料.一些野生植物能高水平合成积累羟化、环氧化和共轭脂肪酸等具有重要工业应用价值的特异脂肪酸.催化这些特异脂肪酸合成的酶主要是类脂肪酸去胞和酶2(类FAD2).由特异脂肪酸合成到三酰基甘油脂(TAG)形成还需要酰基转移酶(如DGAT)的参与.在油料作物种子中表达类FAD2酶及其相关基因(如DGAT),已培育出了能合成积累一定含量特异脂肪酸的工程油料品系,为基于农作物生产高附加值工业用油脂开辟了新途径.本文论述了参与特异脂肪酸生物合成途径的关键酶基因、油料作物代谢工程策略,以及应用工程油料作物大规模生产重要工业用脂肪酸的研究进展、存在问题和应用前景等.

种子发育相关基因的研究进展

种子发育是被子植物繁殖的中心环节,涉及众多基因及其互作。新近的研究集中在雌雄基因组的差异表达、后生过程的控制机理和发育调控网络等方面。对胚和胚乳发育相关基因的研究,可使人们在分子水平上解析种子发育和无融合生殖的分子机制,更有效地开展植物种子产量和品质改良的基因工程。

食用植物油脂的代谢工程

植物种子油可提供人类营养所需的多种脂肪酸,也是工业用油的原料之一。文章结合我们对植物种子发育、脂肪酸生物合成途径和大豆油脂遗传改良的研究,重点论述参与脂肪酸合成及其调控的一些关键酶的基因、代谢工程改良植物油脂营养价值的技术策略及其研究进展,分析目前应用油料作物种子作为"生物反应器"规模化生产有重要营养价值和特殊用途的脂肪酸的问题及技术"瓶颈",讨论未来植物脂肪酸代谢工程主攻方向以及在培育可再生资源和推动人类社会及经济可持续发展中的应用前景。

植物凝集素的防卫功能及其研究进展

植物凝集素（ｌｅｃｔｉｎ）是一类具有至少一个非催化结构域,并能可逆地结合特异单糖或寡聚糖的植物蛋白。自从Ｓｔｉｌｌｍａｒｋ（１８８８）首次在蓖麻种子抽提物中发现一种凝血因子和Ｓｕｍｎｅｒ第一次分离纯化到植物凝集素———伴刀豆球蛋白Ａ（ＣｏｎＡ）以来,人...

植物基因工程应用于杂草综合管理的新策略(英文)

杂草与农作物竞争阳光、水分和营养物质 ,造成农作物减产 ;化学除草剂的过度使用引发了严重的生态后果 ;杂草还可能从近缘的转基因作物中获得某些抗性性状 ,转变成“超级杂草”,这些都增加了杂草管理的难度及复杂性。近年来应用先进的分子生物学及基因工程技术 ,人们已分离出许多目的基因 ,如各种器官或组织特异性启动子、细胞毒素基因、可提高作物活力的优势基因及异株克生化合物生物合成途径的关键基因等。运用这些基因可建立杂草综合管理的新策略 :1向作物中导入“终止因子”或开花抑制因子 ,当作物与近缘杂草杂交后 ,所形成的后代变成一种“自杀杂草”而不能存活 ;2控制某些性状的基因对作物是有益的或中性的 ,而对杂草是有害的 ,将这些杂草的“不适应因子”基因导入作物后 ,作物与杂草杂交产生的后代将缺乏竞争力和适应性 ,同时这种“不适应因子”在杂草群体中传播又可造成整个杂草种子库的衰减 ;3通过遗传工程改良各种生物控制剂 ,如特异性侵染杂草的细菌、真菌、病毒、昆虫等病原物 ,从而可直接将杂草杀死或降低其适应性 ;4将一些能增加作物活力和竞争力的优势基因导入作物中 ,可促进作物更有效地与杂草竞争 ;通过遗传工程改良那些能专一性地促进作物生长的微生物也会增加作物的竞争力 ;5利用异?

高粱CMS材料线粒体基因组DNA指纹研究

应用限制性核酸内切酶片段分析（REFA）和随机扩增多态性DNA（RAPD）技术,分析了 6个Milo型细胞质来源的高粱细胞质雄性不育系的线粒体基因组（Mitochondrial genome）的指纹图谱。RAPD分析共使用10nt随机引物50个,其中22个得到扩增到多态性。各种试材的REFA指纹亦不相同。结果表明具有相同细胞质（Milo）来源的高粱雄性不育系的线粒体基因组已经产生了异质性。

基因组信息的整合与植物功能基因组学研究的策略

近年来,随着许多植物基因组测序和可利用序列的增加,相继建立了一些基于靶基因诱变的“反向”遗传学研究策略,如T-DNA诱变、基因敲除、基因沉默和超表达分析等。同时,DNA微阵列和基因芯片技术的发展使得快速、定量检测植物发育不同时期和不同组织器官的基因转录时空变化成为现实。作图技术的改进和来自不同物种基因组信息的整合也正在加速图谱克隆程序的简化和发展。因此,随着生物基因组测序工作日益增多,整合不同类群植物基因组的信息和资源,在植物功能基因组学研究中的重要性日趋显著。

转基因培育可合成生物降解塑料的农作物

源于石油化工的塑料废弃物所造成的“白色污染”已严重影响到农业生产和生态环境,作为石化塑料的替代品,生物可降解塑料是可再生的环保产品。聚羟基丁酸酯(PHB)和蓝藻素等生物质多聚物是生产生物降解塑料所需的高分子化合物。本文论述了应用基因工程,培育可合成PHB和蓝藻素等多聚物农作物的技术策略及研究进展,并讨论了培育合成生物降解塑料转基因植物所面临的挑战和发展前景。

单核苷酸多态性在作物遗传及改良中的应用

单核苷酸多态性 (singlenucleotidepolymorphism ,SNP)是等位基因间序列差异最为普遍的类型 ,可作为一种高通量的遗传标记。已建立了PCR扩增目标序列及其产物测序和电子SNP(eSNP)等多种发现和检测SNP的方法。玉米和大豆等作物也已开展了SNP分析。一些栽培作物种质的多样性不断减少 ,其结果使连锁不平衡 (linkagedise quilibrium ,LD)增加 ,这有利于目的基因座上SNP单元型 (haplotype)与表型的相关性分析。SNP已在作物基因作图及其整合。

金属结合蛋白基因及其在清除重金属污染中的应用

一些微生物和植物由于对毒性金属具有独特的抗性机制 ,使得利用它们来清除日益严重的环境污染已发展成为一种十分有效的技术———生物修复。研究表明 ,不同的金属结合蛋白 (如MT和PC) ,在生物忍耐和降解过量重金属毒性机制中起重要作用。愈来愈多的MT和PC基因被克隆 ,并已成功地应用于生物遗传转化 ,这些转基因生物在清除重金属污染方面已显示出潜在的应用价值。

棉花诱导抗蚜性与次生代谢相关酶活性的关系

根据棉蚜与棉花的种间互作关系，本文从次生代谢角度，研究了不同类型品种棉苗在棉蚜为害胁迫下，苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）和多酚氧化酶（ＰＰＯ）活性、多酚含量的变化及其对抗蚜性表现和后期棉蚜种群数量消长所产生的影响。结果表明，受蚜害诱导后，ＰＡＬ和ＰＰＯ活性及多酚含量均有不同程度的上升。与感蚜品种相比，抗蚜品种上升快，峰值高，防御反应及时有效。这种诱导抗蚜性强弱在不同基因型间存在差异，与蚜害指数高低呈负相关关系。

多基因抗性的QTL作图及其在作物持久性抗病育种上的应用

QTL作图已成为解析生物复杂性状遗传基础和基因座之间互作机制的一种有效的研究工具。多基因抗性没有明显的生理小种特异性,一般表现为数量性状。多基因抗性的QTL作图在植物持久性抗病育种中有重要的应用价值,有助于分离到广谱性抗病基因。从作图群体(F1、F2、DH、RIL、BIL和NIL)构建、抗性表型测定和标记辅助育种等方面论述了多基因抗性QTL作图的最新研究进展。

植物清除环境污染物的策略及应用

综述了无机污染物和有机污染物的植物修复策略及应用。指出植物具有许多内在的遗传和生化生理特性,利用植物抽提、隔离、解除污染物毒性来清除土壤和水体环境污染物已取得明显进展,相对于机械去污法,植物修复已被广泛地认为是一种生态可靠的替代方法。

转录后基因沉默与植物抗病毒防卫机制

介绍了转录后基因沉默及其作为植物一种抗病毒防卫机制的最新研究进展 ,并进一步探讨了植物与病毒互作及共进化过程、基因沉默及其诱导技术在植物基因调控表达、改良植物抗病性和植物功能基因组学等研究领域的应用前景。

转基因植物的表型变异、分子检测与遗传分析

本文讨论了转化方法、体细胞克隆和选育过程等影响转基因植物表型变异的因素,并对转基因植物不同群体的表型变异组成和效应进行了比较分析,提出了转基因植物分子检测和遗传分析的技术策略。多数情况下,分析转基因植物回交后代(BC1F1)比分析T1代能获得更可靠和有价值的结论。