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刃天青(刃天青变红)
组织,植物,产物刃天青(刃天青变红)
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
用抗光敏色素单链抗体(scFv)的结构编码转染烟草植物。这些植物积累了高水平的scFv蛋白。大部分scFv蛋白确实具有功能。转基因愈伤组织细胞分泌功能scFv蛋白。
含有针对癌胚抗原(CEA)的scFv片段(scFvT84.66)的表达载体用于转染水稻组织。CEA是人类肿瘤常见的生物标志物,抗CEA抗体常用于诊断目的。与质外体相比,如果抗体保留在内质网中,抗体的数量是载脂蛋白的14倍。对转基因水稻愈伤组织的免疫学分析证实,产生的scFvT84.66确实具有功能。
尽管42 nm乙型肝炎病毒(HBV)颗粒有感染,但22 nm病毒包膜表面蛋白具有更强的免疫原。这些颗粒不仅用于酵母的疫苗生产,还用于植物的疫苗生产。将编码该HBV表面蛋白的DNA转染到根癌土壤杆菌中以产生转基因羽扇豆(Lupinus luteusL.)和莴苣(Lactuca sativaL.)。用转基因羽扇豆素喂养的小鼠显示出相当大的HBV特异抗体滴度。吃转基因莴苣植物的人类志愿者也显示出高抗HBV表面蛋白IgG滴度。
长期冷冻保存的水稻悬浮细胞培养物用于产生人细胞毒T淋巴细胞抗原4-免疫球蛋白(hCTLA4Ig)。在5年间,冷冻保存细胞中的hCTLA4Ig生产力在稳定转染的细胞系中显著增强。
还有很多基于愈伤组织培养技术的植物衍生抗体生产的例子。关于该课题的一篇文章曾报道了通过植物生物技术表达的32种不同抗体。
六、
农作物生产
(一)营养植物
基于愈伤组织培养的技术不仅用于产生药物次生级代谢产物或治疗抗体的治疗目的,还可用于农业和园艺。组织培养揭示了许多可用于植物育种计划的遗传变异(表2)。例如,选择抗病的遗传变异是有限的,通过体细胞无系变异体的体外筛选过程可提高其筛选效率。通过体外选择,可以在体外选择具有有益于农艺状(如耐盐或耐旱)的突变体,并从中分离而得到进一步利用。此外,愈伤组织培养在转基因植株的抗旱、耐高温、耐盐胁迫、耐微生物侵袭等方面发挥着重要作用。可以使营养植物更高产。以下示例说明了此技术的潜力。
表2 用愈伤组织再生选定的农作物
2,4-DA: 2,4-dichlorophenoxyacetic acid; GA: gibberellic acid; NAA: naphthalene acetic acid; BAP: benzylaminopurine; BA: 6-benzyladenine.
耐盐的沙莫蒂甜橙(Citrus sinensisL. Osbeck)细胞用于再生小植株。需要应用激动素以诱导小植株形成,并且通过萘乙酸诱导根形成。氯化钠(NaCl)干扰再生过程并改变植物再生所需的植物激素平衡。耐盐的获得表现在整株植物中。
采用DNA包覆微粒子的基因枪技术对甘蔗植株胚愈伤组织(甘蔗属杂种)进行了基因枪技术研究。靶组织的双重基因轰击使转染效率提高300多倍。通过Emu单子叶植物高效表达启动子调节的新霉素磷酸转移酶(npt-II)基因用于筛选稳定的转化株。在含基因的培养基中提取愈伤组织,该培养基对未转化的对照愈伤组织有细胞毒。转化子中的NPT-II蛋白表达比未转化的对照植物高20~50倍。
Gallo-Meagher和Irvine培育了抗除草剂的转基因甘蔗植物。通过玉米泛素(Ubi-1)启动子的控制,将含有抗除草剂(bar)基因的质粒,采用基因枪法轰击胚愈伤组织。选择从转化愈伤组织再生的茎用于双丙氨膦抗实验,然后保存在含除草剂的培养基上。通过几轮营养繁殖和分生组织培养生成有除草剂抗的克隆体。转基因被稳定整合到甘蔗基因组中。通过RT-PCR验证了赋予除草剂的bar基因的mRNA表达。转化子还对一种商业除草剂产生抗。本研究表明,bar基因是生产抗除草剂甘蔗植株的一个有用的选择标记。
Bahgat等描述了蚕豆愈伤组织中体细胞胚胎发生的诱导过程。将上胚轴和茎尖衍生的愈伤组织培养在添加蔗糖、维生素C和柠檬酸,以及几种植物激素(BAP、NAA和2,4-DA)的MS或Gamborg培养基中。胚胎发育成小植株,用于全植株再生。这种再生系统将有助于提高蚕豆的营养价值。
木薯(Manihot esculenta Grantz)是全球最大的热量来源之一。因此,木薯一直是生物技术研究的对象,以改善其营养成分,并为其大规模生产制定策略。生成转基因木薯植物已经作为体细胞胚胎发生和胚愈伤组织产生的基础。为了对抗微生物攻击,人们已对细菌、病毒和寄生昆虫具有抗的候选基因进行了研究。未来的研究方向包括基因组编辑新概念,以应对全球气候变化带来的危险。
(二)其他经济植物
生物技术应用,包括愈伤组织培养技术,对于改善不用于营养目的的农作物也很有价值,如烟草(Nicotiana tabacum)和棉花(Gossypium hirsutum L.)。
早期研究表明,11种不同烟草属植物的叶肉原生质体可在体外培养。来自原生质体的大多数愈伤组织能够再生整株植物。将烟草植物培养为愈伤组织培养物对于选择能抵抗烟草花叶病毒感染、链霉素或异烟酸的植物非常重要。
类黄酮是一种通过苯丙酮类途径合成的,能保护植物免受昆虫侵袭的物质,它可能对功能食品有益。当人类食用它们时,也有促进健康的作用。Pandey等介绍了一种用黄酮醇特异转录因子AtMYB12作为芸香苷生产来源的转基因烟草栽培技术。转基因愈伤组织比野生型愈伤组织含有更多的芸香苷,导致其对斜纹夜蛾(Spodoptera litura)和棉铃虫(Helicoverpa armigera)幼虫有显著毒。作者得出结论,该方法为生产防治害虫的生物农药制剂提供了前景。
另一个例子是改良棉花植株(Gossypium hirsutumL.)的愈伤组织再生。棉花愈伤组织(Gossypium hirsutumL. cv. Coker 310)已成功用于再生整株植物。大部分原胚状体发育自标准培养基中的愈伤组织,这些培养基中不含NAA和激动素,但有浓度增加的KNO3和GA。愈伤组织培养物由17个棉花品种(Gossypium hirsutum L.)生成。胚胎来源于细胞质细胞,并遵循可预测的发育模式。再生植物从愈伤组织培养物中获得,并转移到温室中。
七、
生产园艺植物
已有报道展示了在园艺中使用愈伤组织培养物的例证。观赏花卉(如玫瑰、菊花和康乃馨)的主要作物通过用根癌土壤杆菌转化胚愈伤组织进行遗传修饰,并将影响保质期、颜色和抗病的基因转染给它们。整株植物也从愈伤组织再生。用于转基因的其他花卉作物包括非洲菊、石斛、金鱼草、花烛、洋桔梗和天竺葵。
Hossain等通过逐步增加培养基中的NaCl浓度,研究了杭白菊(Chrysanthemum morifolium Ramat. cv. Maghi Yellow)的抗盐愈伤组织系的选育。抗盐愈伤组织系显示出超氧化物歧化酶、抗坏血酸盐和谷胱甘肽还原酶的酶活高于对盐敏感的亲本细胞。噻苯隆、NAA和GA的联合应用对所选愈伤组织的芽器官发生具有较好的效果。再生植物确实表现出对盐度胁迫的耐受。
细胞培养方法在非洲菊(Gerbera jamesonii Bolus)品种的快速繁殖中起重要作用。Minerva和Kumar介绍了一种来自愈伤组织分化的间接茎诱导的方案,他们采用离体培养技术培育了新品种。
Kuehnle等培育了花烛属植物(Anthurium andraeanumLinden ex André)的体细胞胚和再生完整植物。叶片外植体在黑暗中形成愈伤组织。在填有2,4-DA和激动素,以及蔗糖和葡萄糖的MS培养基中诱导胚胎发生。将其暴露于光线下,愈伤组织转化为小植株,然后将其转移到盆中并在温室中培养。
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