转基因植物生产药用蛋白研究进展_陈玉辉
利用毒蛋白基因提高棉花转化效率的研究的开题报告
利用毒蛋白基因提高棉花转化效率的研究的开题报告题目：利用毒蛋白基因提高棉花转化效率的研究背景和研究意义：植物转基因技术已经被广泛应用于农业生产领域，但在具体实施中，对于某些作物来说，转化效率仍然较低。
棉花作为全球主要经济作物之一，对其进行基因转化研究有着重要的现实意义。
目前，研究表明，毒蛋白可以抑制细胞线粒体和叶绿体中的蛋白合成，从而产生细胞死亡现象，进而提高转化效率。
因此，本课题旨在探索利用毒蛋白基因提高棉花转化效率的可能性，为棉花转基因的研究提供新的思路和方法。
研究内容：本研究首先将合成的毒蛋白基因转化到棉花中，并将其表达在不同的转化体系中，包括农杆菌介导的遗传转化和基因枪法。
随后，采用PCR、酶联免疫吸附试验等技术对转化后的棉花进行检测和鉴定，并对不同转化体系的转化效率和影响因素进行分析和比较。
最后，选取转化效率较高的体系，对其中的重要基因进行进一步分析和功能验证。
研究方法及进度安排：第一阶段（1个月）：筛选合成毒蛋白基因，将其与转化载体结合构建毒蛋白基因表达载体，同时收集并筛选棉花品种作为实验材料。
第二阶段（2个月）：通过农杆菌介导的遗传转化和基因枪法将毒蛋白基因转化到棉花中，对转化后的棉花进行筛选和检测。
第三阶段（2个月）：对不同转化体系的转化效率和影响因素进行分析和比较。
第四阶段（3个月）：选择转化效果较好的体系进行重要基因的分析和功能验证，并对研究结果进行综合分析和总结。
预期成果：本研究预期可以构建出毒蛋白基因表达载体并将其成功转化到棉花中，经过筛选和检测，选出转化效果较好的体系，进而进一步分析和验证重要基因的功能。
本研究结果可以为棉花的转基因研究提供新的思路和方法，也可以为其他作物的转化研究提供参考和借鉴。
利用转基因植物生产药用蛋白的研究进展
厦门
３ １０ ） ６ ０ ２
摘
要 ：论述 转基 因植物生产药用蛋 白的基本方法 ，及在疫苗、抗体和其他药 用蛋 白或多肽生 产上的研究进展 ，
并探讨 了存在的问题和解决策略 。 关键词 ：转基 因植物 ；疫苗 ；抗体 ；药用蛋白
中图 分 类 号 ：Ｑ １ ８９ 文 献 标识 码 ：Ａ
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利 用转 基 因植物 生产 药用 蛋 白的研 究 进展
林 炳 英 ，林德 钦 ，李 梅 ，金 志 强
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真菌激活蛋白对农作物影响的研究进展
真菌激活蛋白对农作物影响的研究进展作者：王成陈勇辉刘田田来源：《湖南农业科学》2018年第08期摘要：真菌激活蛋白是一类从真菌中分离出、具有激发子功能的新型蛋白质，可通过提高多种植物的抗逆性来促进植物生长，同时也可增加作物體内的活性成分，改善其品质。
以稻瘟菌激活蛋白为例，对激活蛋白促进农作物生长、增强其抗病性的功能及机制进行综述和展望，以期为提倡绿色生态、减少化学农药使用、促进食品药品安全提供新思路和新方法。
关键词：稻瘟菌；激活蛋白；促生长；抗逆性机制；生物农药；综述中图分类号：Q945.78 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2018）08-0128-03Research Progress on the Effects of Fungal Activator Proteins on CropsWANG Cheng1，CHEN Yong-hui2，LIU Tian-tian1，YE Ruo-song1（1. College of Life Science， Jiangxi Science & Technology Normal University， Nanchang 330013， PRC； 2. Jiangxi Biotech VocationalCollege， Nanchang 330200， PRC）Abstract： Fungal activator proteins are a new class of proteins isolated from fungi with elicitor function， which can promote plant growth by improving the stress resistance of many plants， and also increase the active components in crops and improve their quality. Took a case of Magnaporthe grisea activation protein as example， this paper reviews and prospects the functions and mechanisms of activator proteins in promoting crop growth and disease resistance， provides new ideas and methods for promoting green ecology， reducing the use of chemical pesticides and promoting food and drug safety.Key words： Magnaporthe grisea； activator protein； growth promotion； stress resistance mechanism； biological pesticide； review激活蛋白（activator protein）是从镰刀菌（Fusarium spp.）、交链孢菌（Alternaria spp.）及稻瘟菌（Piricularia oryzae）等真菌中分离纯化出的一类可诱导植物抗性，提高植株免疫力的新型蛋白质激发子[1]。
转基因植物中杀虫蛋白CryⅠAb_Ac快速免疫检测方法的研究
山东农业大学硕士学位论文转基因植物中杀虫蛋白CryⅠAb/Ac快速免疫检测方法的研究姓名：孙昌雷申请学位级别：硕士专业：微生物学指导教师：杨正友2010-06-01山东农业大学硕士学位论文中文摘要苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因特别是CryⅠAb/Ac基因是目前应用最广的抗虫转基因植物的抗虫基因。
抗虫转基因植物研究及其产业化的飞速发展对其检测方法提出了更高的要求。
基于特异抗体的蛋白水平的检测方法是目前抗虫转基因植物的主要检测方法之一。
本研究在制备苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白CryⅠAb/Ac特异抗体的基础上，建立了快速、简便、准确的抗虫转基因植物蛋白水平的检测方法。
研究结果如下：1、本研究构建了苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白CryⅠAb/Ac的表达载体pET30-Ac、pET30-Ab，经过表达、纯化，制备了抗虫转基因植物蛋白检测的标准物质。
2、为制备CryⅠAb/Ac的特异性抗体，本研究利用等电点法结合胶回收纯化法，制备了高纯度的苏云金芽孢杆菌晶体杀虫蛋白CryⅠAb/Ac的免疫原，经SDS-PAGE 电泳分析显示只有一条带，说明获得的分子量约为130KD的杀虫晶体蛋白达到了电泳纯，为制备特异性抗体提供了条件保障。
3、用制备的免疫原免疫新西兰大白兔，获得了识别苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白CryⅠAb/Ac的高质量兔抗体，并且该抗体也能识别重组的CryⅠAb/Ac。
抗体用硫酸铵沉淀、protein G亲和层析法进行了纯化，纯化后的抗体的效价达到1:25600。
4、用制备的免疫原免疫产蛋鸡，获得了识别杀虫蛋白CryⅠAb/Ac的卵黄抗体，并且该抗体也能识别重组的CryⅠAb/Ac。
经水稀释-硫酸铵沉淀法提取，嗜硫亲和层析纯化后，抗体的效价达到1：3200。
5、利用兔抗体作为包被抗体，卵黄抗体作为检测抗体，成功建立起了检测CryⅠAb/Ac杀虫蛋白的 Sandwich ELISA，可以在4h内完成检测，检测灵敏度达到了6.25ng/mL。
生物反应器
我国的研究现状
• 我国植物生物反应器的研究始于上世纪90年代初期， 虽然在构建高效植物表达载体和培育转基因植物等主要技 术环节上与国外相差无几，但在研究的广度和深度上与发 达国家相比却存在很大差距。幸运的是，由于国家有关方 面已意识到植物生物反应器的重要性，所以在制订“九五” 计划时，选择了“利用转基因植物生产口服疫苗和生物可 降解塑料”等4个研究课题作为探索性项目而予以资助。 “九五”期末，已获得如下研究成果： • 将乙型肝炎病毒包膜的蛋白基因导入马铃薯和番茄中， 获得了高效表达该外源基因的工程植株，小鼠口服接种实 验表明该重组抗原蛋白可诱导特异性的保护性抗体产生， 已进入临床应用研究的前期准备阶段，相关转基因植物已 进入环境释放阶段。 • 已将产毒素大肠杆菌热敏毒素b亚基及定居因子CS6B 抗原蛋白基因导入马铃薯中，获得了高效表达重组抗原蛋 白的转基因马铃薯植株，小鼠的口服接种实验证实可诱导 特异性保护抗体产生，相关转基因植物已进入环境释放阶 段。
参考文献
• 杜小春 等. 植物生物反应器表达药用蛋白研究新进展,2008 • 顾国维 等．水污染控制工程.高等教育出版社,2007 • Journal of Anhui Agri Sci.植物生物反应器研究概述.安徽农 业科学出版社, 2009 • 植物生理学通讯 第 40 卷第 2 期,2004 年 4 月 • 陈玉辉 ,赵凌侠 ,崔丽洁 ,等. 转基因植物生产药用蛋白研究 进展 • 安欣欣 ,张峰. 植物生物反应器生产医用口服疫苗的研究进 展 , 2007, 9 • 王金发.细胞生物学,科学出版社,2007
悬浮培养生物反应器
1机械搅拌生物反应器 尽管机械搅拌反应器已成功用于许多细胞的培养中， 反应器内的温度、pH、溶氧及营养物质浓度较其他反应器 更易控制等优点，但由于机械搅拌造成的剪切力以对植物 细胞造成较大的损伤，对次级代谢产物的合成也会产生影 响，同时会带来染菌和机械上的问题，因此需筛选出抗剪 切力的细胞系，也可对反应器结构进行改造，尤其是搅拌 桨的结构和类型的改进，使其具有缓和、充分的搅拌效果。 2非机械搅拌式反应器 植物细胞的培养比较多地采用各种非机械搅拌生物反 应器，其中常用的是气体搅拌生物反应器。气体搅拌生物 反应器没有活动的搅拌装置，在很大程度上减少了剪切力， 并能在长期操作中保持无菌。气体搅拌生物反应器包括鼓 泡塔和气升式反应器等。气体搅拌生物反应器结构较简单， 氧传递效率高，剪切力低，对细胞的损伤小，容易实现长 期无菌培养，较适用于植物细胞培养。
转基因植物生产药用蛋白
浅析转基因植物生产药用蛋白【摘要】以转基因植物作为生物反应器生产具有重要意义的药用蛋白如抗体、疫苗和多肽等具有很多优点，目前已成为生物技术制药领域的一个研究热点。
本文主要概述转基因植物生产药用蛋白的基本方法、研究现状和发展趋势，并探讨其目前在应用中存在的问题和解决方法。
【关键词】转基因植物；生产；药用蛋白doi：10.3969/j.issn.1004-7484（s）.2013.09.608 文章编号：1004-7484（2013）-09-5283-02随着分子生物学中基因工程技术的迅速发展，使利用多种多样的宿主细胞作为生物反应器生产具有药用价值的蛋白质成为可能。
面对现今社会药用蛋白供不应求的现状，转基因植物使大规模生产具有价值的药用蛋白成为现实，其是目前最理想的药用蛋白生产载体之一，具有巨大的市场潜力和经济价值。
1 转基因植物的介绍及其生产药用蛋白的优点转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于基因的表达，引起生物体的性状的可遗传修饰。
转基因植物就是通过基因转移技术整合有外源基因的植物个体。
对转基因植物的研究不仅可用于改进植物的品质，改变生长周期或花期等提高其经济价值或观赏价值，还可作为某些蛋白质和次生代谢产物的生物反应器进行大规模生产。
转基因植物作为药物蛋白生产的生物反应器相比常规的微生物和动物细胞反应器有着较大的优势，具体有以下几点：①植物细胞也具有完整的真核细胞表达系统，有助于正确装配表达重组蛋白，接着进行磷酸化、酰胺化、糖基化等修饰后，使表达蛋白具有与高等动物一样的生物活性和免疫原性；②转基因植物作为药用蛋白生物反应器在大规模培养过程中不会像动物反应器那样容易被细菌、病毒等污染而产生潜在危险；③植物细胞培养相比动物细胞培养具有条件简单易于存活等优势，而且植物生物反应器来源广，易进行大规模生产；④植物细胞生物反应器成本低，需要的投资少。
由于具有上述优点，转基因植物生产药用蛋白得到了长足发展[1]。
根据WSSV胁迫复方中草药对凡纳滨对虾的免疫特性的时空变化
doi:10.6043/j.issn.0438-0479.201611008白斑综合症病毒胁迫下复方中草药对凡纳滨对虾免疫功能的影响陈辉辉1, 涂晨凌1, 唐杨1,黄永春1，2*（1. 集美大学水产学院，2. 福建省海洋渔业资源与生态环境重点实验室福建厦门361021）摘要：为研究复方中草药（内含葛根、黄连、金银花、板蓝根、黄芪、甘草、柴胡、当归、山楂、陈皮和茯苓）对凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）经白斑综合症病毒（WSSV）胁迫后的免疫特性，分别以0%（对照组），0.4%，0.8%，1.2%，1.6%和2.0%复方中草药添加到基础饲料中，连续投喂凡纳滨对虾（体质量(0.026±0.007) g）28 d后，测定生长指标并经WSSV感染后测定0，12，24，48及96 h阶段免疫相关因子（T-SOD、AKP、ACP、GOT、GPT）的酶活性和丙二醛含量，以及观察对虾死亡情况。
结果表明，经WSSV胁迫后，凡纳滨对虾总超氧化物歧化酶（T-SOD）、碱性磷酸酶（AKP）、酸性磷酸酶（ACP）、谷草转氨酶（GOT）在0~96 h期间的酶活性表现为先升后降，其中24~48 h达到高峰期。
除1.6%添加组对虾的谷丙转氨酶（GPT）在24和48 h酶活力较高外，整个实验过程中，0.8%和1.2%添加组对虾的免疫相关酶活力处于较高水平且较其余组稳定，而丙二醛（MDA）含量较低，与其余各组差异显著（p<0.05）。
感染192 h时，0.8%添加组对虾存活率最高（33.33%）、50%死亡时间最迟((150.50±48.88) h)，1.2%添加组次之（存活率为21.33%，50%死亡时间为(127.09±28.10) h），1.6%添加组和2.0%添加组第三，对照收稿日期：2016-11-01 录用日期：2017-03-10基金项目：福建省科技厅产学研项目（2017N51010004）；厦门市海洋经济创新发展区域示范项目（13PZY001SF25）*通信作者：ychuang@组和0.4%添加组则全部死亡，并且50%死亡时间最早，死亡速率也快。
转基因植物表达外源药用蛋白的研究进展
邯郸农业高等专科学校学报２００４年第２１卷第ｌ期第２１页ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＮＤＡＮＡＧＲｌＣＵＬｒＵＲＡＬＣＯＬＬＥＧＥ２００４．２１（１）：２１转基因植物表达外源药用蛋白的研究进展陈凯１马强２刘颖３（１．河北工程学院农学系；２．河北工程学院机械系；３．河北工程学院园艺系河北永年０５７１５０）摘要：概述了利用转基因植物表达外源药用蛋白的基本策略、可行性、研究现状及面临的困难与挑战。
关键词：转基因植物；外源基因；疫苗随着植物基因表达调控的深入研究，将外源基因转人植物的技术应运而生。
生物学家们现在已经可以利用转基因植物作为生物反应器，把外源基因引入植物体来生产药用多肽和口服疫苗。
希望应用这种称为“魔弹”的方法能治疗癌症、阻挡传染病传播、用作避孕，甚至防止蛀牙ｕＪ。
目前这已经成为生物学研究领域的一大热点。
１利用转基因植物表达外源药用蛋白的策略转基因植物表达外源药用蛋白主要应用的是植物转基因技术。
植物转基因技术是指科用生物及物理化学手段，将外源基因导入植物细胞以获得转基因植株的技术。
主要包括目的基因的分离与克隆，构建植物表达载体，目的基因的遗传转化及转入基因的表达和分析等等。
目前国内外利用转基因技术表达外源药用蛋白主要采取两种策略，即稳态表达系统和暂时表达系统。
１．１稳态表达系统将抗原基因构建在植物表达载体上，利用农杆菌或基因枪转化法可得到外源基因稳定整合的转基因植株。
其过程可概括为：目的基因的克隆：包括从病原体上分离收稿日期：２００４—０５一１７抗体及结构基因的克隆。
构建植物表达载体。
用基因枪法或农杆菌介导等方法转化植株。
转基因植株的再生、鉴定及扩大繁殖。
抗原蛋白分离纯化后，制成口服型或直接食用植物的组织器官（如：果实等）均可达到免疫治疗。
此策略可以得到稳定的基因组整合，获得的转基因植株可通过有性或无性繁殖方式生产大量种苗，而且可使外源基因在器官或组织中特异表达，还可同时将多个外源基因与植物基因组重组，获得多成分的疫苗和功能蛋白。
植物抗逆性相关蛋白GhMYB4及编码基因与应用[发明专利]
![植物抗逆性相关蛋白GhMYB4及编码基因与应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/991fcc5a69dc5022abea00ca.png)
专利名称：植物抗逆性相关蛋白GhMYB4及编码基因与应用专利类型：发明专利
发明人：王飞兵,陈新红,周青,叶玉秀
申请号：CN201710021544.X
申请日：20170112
公开号：CN106892973A
公开日：
20170627
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了蛋白GhMYB4，编码基因，含有上述编码基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌，扩增上述编码基因全长或其任意片段的引物对；还提供了蛋白GhMYB4，编码基因，含有上述编码基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌在提高植物耐盐性中的应用。
本发明的蛋白及其编码基因对培育抗逆性植物品种具有重要的应用价值，从而提高农作物产量具有重要意义，将在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。
申请人：淮阴工学院
地址：223005 江苏省淮安市经济技术开发区枚乘路1号
国籍：CN
代理机构：淮安市科文知识产权事务所
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转基因植物生产药用蛋白研究概述
转基因植物生产药用蛋白研究概述抗病蛋白是一种重要的药用成分，它可以治疗多种慢性疾病，尤其是慢性病毒性疾病。
然而，大多数抗病蛋白的获得途径仍然是从动物器官中获得，这对动物的健康也是一种危险。
因此，如何利用转基因植物来生产药用蛋白成为了研究者们的热门话题。
本文旨在概述转基因植物生产药用蛋白的研究进展。
首先，为了让转基因植物能够生产出药用蛋白，研究者们需要克隆需要生产的蛋白基因，然后将其转移到植物细胞中。
为了避免基因整合紊乱，通常使用有害病原体的基因载体，如Agrobacterium tumefaciens和Bacillus thuringiensis（Bt），来承载外源基因。
载体传递系统通常是（Ti或Ri）单核苷酸多态性系统，其具有特异性感受器和运动，能够将外源基因安全地转移到植物细胞和组织中。
此外，研究者们还必须运用病毒载体来帮助转基因植物表达药用蛋白。
病毒载体可以以有毒的方式进行转基因，并有效地解决外源基因表达抑制问题。
研究者们已经发现特定的病毒载体可以有效地在植物系统中传播，可以改变或激活基因的表达，在转基因植物生产药用蛋白的过程中发挥重要作用。
此外，研究者们还应该考虑如何在转基因植物体内实现药用蛋白的高效生产。
研究发现，在转基因植物的质粒中进行基因载体融合可以有效地提高药用蛋白的转录水平。
此外，研究者们还发现，植物维生素E可以有效地抑制细胞毒性，促进抗病蛋白的表达，并有效提高抗病蛋白的产量。
当然，这些研究仍处于初步阶段，还有许多工作可以做，以提高药用蛋白的生产效率。
总的来说，转基因植物生产药用蛋白研究取得了长足的进步，但仍然面临着诸多挑战。
研究者们需要寻求新的技术来改善基因载体转移系统，提高转基因植物中药用蛋白的表达水平，有效地把抗病蛋白生产出来，进而实现社会所需的高品质药用成分。
希望通过持续努力，转基因植物能够有效地生产药用成分，从而改善人们的生活质量。
综上所述，转基因植物生产药用蛋白的研究已取得了一定的进展，但仍面临着诸多挑战。
转基因动植物药物的应用及研究进展ppt课件
乳腺生物反应器的应用
1991年，英国爱丁堡制药 公司，转基因绵羊：羊乳中 含有1-抗胰蛋白酶（1AT），含量高达16g/L，估 计泌乳期的每只羊可产70g， 价值达70万美元
FDA已批准应用基因技术公司（AGTC）α1－AT进入II期临床实 验
22
乳腺生物反应器的应用
α1-AT基因位于第14号染色体。α1-AT是肝脏产 生的一种糖蛋白，广泛分布于唾液、十二指肠液、 呼吸道分泌物、泪液、鼻腔分泌物和脑脊液，是 人体内血清蛋白酶的主要抑制物。
转基因动植物药物的应用及研究进展
1
转基因技术的基本知识和方法
改造作物的性状和改良家畜的品种 进行基因治疗 生产安全而高效的药物 制作一系列的食品和蛋白质 制作严重疾病的疫苗
2
改造作物的性状
转基因大豆可以抵抗杀草剂——草 甘膦（毒滴混剂）。草甘膦会把普 通大豆植株与杂草一起杀死。 这种 大豆被称为转基因大豆。而这种转 基因技术终于走出实验室和试验田， 进入像玉米、大豆和棉花作物的日 常耕作。当前转基因大豆主要用来 提炼大豆油。
乳腺生物反应器的优点
1、产量高，成本低
乳腺组织是一种高效的产奶器官： 奶牛：8000～10000L/头·年， 绵羊和山羊：800～ 1000L/头·年 以最低表达量1g/L的重组蛋白计算： 奶牛： 8～10kg /头·年 绵羊和山羊：0.8～1kg /头·年
一头奶牛重组蛋白年产量相当于1000L发酵罐
1-AT缺乏症：新生儿肝炎、肝硬化、肝癌、肺气肿
弹性蛋白酶 破坏肝细胞
细菌蛋白酶 破坏肺组织
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乳腺生物反应器的应用
目前，国际上已有30多家公司正在开发乳腺 生物反应器。
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乳腺生物反应器的应用
《MfERF028基因提高转基因紫花苜蓿耐寒性的研究》范文
《MfERF028基因提高转基因紫花苜蓿耐寒性的研究》篇一摘要：本文研究了MfERF028基因在转基因紫花苜蓿中的表达，并探讨了其对提高紫花苜蓿耐寒性的作用。
实验结果表明，MfERF028基因的表达能够显著提高转基因紫花苜蓿的耐寒性，为其在寒冷地区的种植提供可能。
本文旨在为未来作物耐寒性研究提供参考，也为推动转基因作物育种工作提供新思路。
一、引言紫花苜蓿是一种重要的豆科作物，其生长范围广泛，对环境的适应性较强。
然而，在寒冷地区，紫花苜蓿的生长常受到严重的影响，甚至出现冻死的现象。
因此，提高紫花苜蓿的耐寒性成为了农业生产中的一项重要任务。
近年来，随着分子生物学技术的发展，利用基因工程技术提高作物的耐寒性成为了一种新的研究方法。
本文即针对MfERF028基因在转基因紫花苜蓿耐寒性提高方面的研究进行探讨。
二、材料与方法1. 材料本实验以紫花苜蓿为研究对象，采用基因工程技术将MfERF028基因导入紫花苜蓿中，构建转基因紫花苜蓿。
2. 方法（1）基因克隆与转化：根据已知的MfERF028基因序列，采用PCR技术进行扩增并克隆到植物表达载体中，然后通过农杆菌介导的方法将目的基因导入紫花苜蓿中。
（2）转基因紫花苜蓿的培育与鉴定：将转化后的紫花苜蓿进行组织培养，筛选出阳性植株并进行鉴定。
（3）耐寒性实验：在相同的环境条件下，对转基因紫花苜蓿和野生型紫花苜蓿进行低温处理，比较两者的生长情况、生理生化指标等，评估其耐寒性的变化。
三、实验结果1. 转基因紫花苜蓿的鉴定通过PCR和RT-PCR技术对转基因紫花苜蓿进行鉴定，结果显示目的基因MfERF028已经成功导入并表达在转基因紫花苜蓿中。
2. 耐寒性实验结果（1）生长情况：在低温处理下，转基因紫花苜蓿的生长情况明显优于野生型紫花苜蓿，表现为较高的成活率和更快的生长速度。
（2）生理生化指标：与野生型相比，转基因紫花苜蓿在低温处理下的细胞膜透性更低，抗氧化酶活性更高，表明其抗寒能力得到显著提高。
利用转基因植物生产药用蛋白的研究进展
性、安全性、来源和成本等方面都更具有潜在的优 势，具体如下： （ ! ） 植物细胞具有与动物细胞相 似的完整的真核细胞表达系统，有利于重组蛋白的 正确装配和表达，完成如糖基化、酰胺化、磷酸 化、亚基的正确装配等翻译后加工修饰，使其三维 空间结构更趋于自然状态，使表达产物具有与高等 动物一致的免疫原性和生物活性，而微生物系统不 能对真核蛋白质进行准确的翻译后加工；（ " ） 植 物反应器也不会像动物反应器那样在大规模细胞培 养过程中，很容易发生病原性或非病原性细菌、病 毒等污染而对人类可能造成的潜在危险；（ ( ） 植 物细胞具有全能性，与动物细胞培养相比，植物细 胞培养条件简单且易于成活，这有利于遗传操作； （ ; ） 植物反应器，来源广，可进行大规模田间栽 培； （ % ） 转化植株的种子易于贮存，有利于重组 蛋白的生产和运输；（ ) ） 投资小，成本低。基于 上述优点，"’ 世纪 +’ 年代以来，利用转基因植物 生产药用蛋白的研究得到了迅速发展。
1植物细胞具有与动物细胞相似的完整的真核细胞表达系统有利于重组蛋白的正确装配和表达完成如糖基化酰胺化磷酸化亚基的正确装配等翻译后加工修饰使其三维空间结构更趋于自然状态使表达产物具有与高等动物致的免疫原性和生物活性而微生物系统不能对真核蛋白质进行准确的翻译后加工
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!# 转基因植物生产药用蛋白的优点
植物表达异源蛋白的应用前景表现于可大量生 产治疗和诊断用的抗体及生产某些动物疫苗，与微 生物和动物反应器相比，植物表达系统在免疫原
收稿日期："’’) * !’ * !! 初稿；"’’) * !! * "( 修改稿
利用转基因植物生产药用蛋白的研究进展
利用转基因植物生产药用蛋白的研究进展[摘要]简要评述了利用转基因植物生产的药用蛋白种类和表达系统，利用转基因植物生产药用蛋白的研究现状、发展趋势,以及转基因植物生产药用蛋白的基本方法、应用研究等。
尽管目前植物作为药用蛋白的生物反应器受到诸多因素限制,优点与问题并存,但利用转基因植物生产药用蛋白是植物基因工程研究领域的一个新的发展趋势。
[关键词]转基因植物;药用蛋白;生物反应器引言传统的生物医药基因工程常利用动物病毒、细菌、酵母等为生物反应器进行药用蛋白的生产,存在一些不足之处,如,细菌细胞不能进行许多病毒蛋白质的转录后的修饰作用,不利于蛋白质的正确折叠,导致其免疫性通常较弱;酵母菌对有些蛋白质的过分糖基化可能影响针对特定蛋白质的免疫反应,妨碍着酵母菌在一些疫苗生产中的应用;多数动物培养系统表达水平低,需要昂贵的生长培养基,且培养基需要特殊处理,因此疫苗成本很高,限制了其商品化应用。
利用转基因植物作为生物反应器,把外源基因导入植物核基因组或叶绿体基因组中可以生产出在医学上有生物活性的药用蛋白,且可以克服其他反应系统的缺陷,成为药用蛋白生产的又一新途径。
1、问题的提出现代基因工程技术最初是建立在结构简单的微生物,尤其是大肠杆菌的基础之上的,最初都以大肠杆菌为受体表达外源蛋白,用转基因植物生产药用蛋白的思路出自偶然。
八十年代末,比利时pgs公司的科学家将一个神经肽(enkephalin,脑啡肽)编码基因转入烟草中表达,用意在于让瘾君子们不用抽烟,只需拿烟叶闻一闻或放在口中嚼一嚼即可过烟瘾,以此减少尼古丁对人体的危害及减少空气污染。
他们把这个小肽基因两端设计了两个蛋白酶的酶切位点,将改造后的基因串联导入烟草细胞并成功获得再生植株,结果小肽以多聚体的形式表达存在,用胰蛋白酶和羧肽酶作用后获得了神经肽,每粒种子在200nmol,然而,他们的目的最终没能达到,因为神经肽要经血液运输而起作用,在口腔及消化道内会被降解掉,但他们却意外地找到了一条转基植物生产神经肽的途径,引起人们对此领域的关注。
高中生物专题113基因工程的应用名师课件新人教版选修3
基因导入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高。在培育转基因
番茄的过程中，下列操作不合理的是(
)
A．可用 PCR 技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因
B．将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体
C．利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞 D．在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄细胞
解析：获取目的基因的方法包括：从基因中获取、 采用 PCR 技术体外扩增、人工化学合成 (如逆转录法 )，A 项正确；在培育转基因番茄的过程中， 需要将抗冻蛋白基 因与相应载体连接构建基因表达载体，再导入受体细胞， B 项正确；将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆 菌转化法， C 项正确；
4．利用转基因改良植物的品质。 (1)我国科学家将富含赖氨酸的 蛋白质编码基因 导入 玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照组提高 30%。 (2)我国科学家将控制番茄 果实成熟 的基因导入番 茄，获得了转基因延熟番茄。
二、动物基因工程前景广阔
1．提高动物的生长速度。 (1)基因：外源 生长激素基因。 (2)成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。 2．改善畜产品的品质。 (1)优良基因： 肠乳糖酶基因。 (2)成果：转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少。
器官供体基因
如控制胰岛素 合成的基因
将器官供体基因 组导入某种调节 因子，抑制抗原 决定基因的表达
胰岛素、抗体等
(3)乳腺生物反应器：应用重组 DNA 技术和转基因技 术，将目的基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞 (或受精 卵)中，经胚胎移植，得到能在乳腺中表达转基因产品的 个体，其乳腺组织可分泌生产“目的产品”，如具有药用 价值的蛋白，这些蛋白进入乳汁中，再通过回收含转基 因蛋白的动物乳汁，就可以提取有重要药用价值的生物 活性蛋白。
蛋白酶抑制剂基因及转基因植物研究进展
蛋白酶抑制剂基因及转基因植物研究进展摘要：植物蛋白酶抑制剂是除Bt之外又一个愈来愈研究较多的抗虫基因资源，其分布广泛，在豆科、茄科、禾本科、葫芦科及十字花科等植物中存在较多。
植物蛋白酶抑制剂抗虫基因主要通过2种途径获得并在多种植物中进行转化，获得抗虫转基因植株。
植物蛋白酶抑制剂在基因工程中的应用已有很大的发现进展。
关键字：蛋白酶抑制剂基因作用机理转基因正文：一蛋白酶抑制剂作用机理广泛存在于植物组织中的蛋白酶抑制剂是一种多肽物质, 对许多昆虫有防卫作用。
该基因及其编码区域较小、没有内含子。
研究表明, 这些蛋白酶抑制剂在植物对危害昆虫以及病原体侵染的夭然防御系统中担当着重要角色。
昆虫饲喂实验发现, 某些纯化的蛋白酶抑制剂具有明显的抗虫作用。
利用蛋白酶抑制剂基因来提高植物的抗虫能力, 已成为植物基因工程研究的一个热门领域。
在植物中发现有三类蛋白酶抑制剂: 丝氨酸蛋白酶抑制剂, 琉基蛋白酶抑制剂和金属蛋白酶抑制剂。
其中对丝氨酸类蛋白酶抑制剂的研究最为透彻, 目前在植物中至少已经发现有6 个家族, 其中的弧豆胰蛋白酶抑制剂, 马铃薯蛋白酶抑制剂兀的抗虫效果最为理想。
蛋白酶抑制剂的杀虫机理蛋白酶抑制剂杀虫的机理在于: 它能与昆虫消化道内的蛋白消化酶相互作用形成酶抑制剂复合物( E l ) 阻断或减弱消化酶的蛋白水解作用。
所以, 一旦昆虫摄食进蛋白酶抑制剂, 就会影响外来蛋白的正常消化, 同时, 蛋白酶抑制剂和消化酶形成E l 复合物, 能刺激消化酶的过量分泌, 通过神经系统的反馈, 使昆虫产生厌食反应。
由于蛋白酶抑制剂抑制了昆虫的进食及消化过程, 不可避免地将导致昆虫缺乏代谢中必需的氨基酸, 最终造成昆虫的非正常发育或死亡。
二植物蛋白酶抑制剂基因作用机理及获得的途径蛋白酶抑制剂基因的作用机理及其应用蛋白酶抑制剂( P l ) 是自然界含量最为丰富的蛋白种类之一, 存在于所有生命体中。
国内外有关抗虫的植物蛋白酶抑制剂基因的获得大多通过2种途径。
转基因技术在番茄育种上的应用
转基因技术在番茄育种上的应用
陈玉辉;许向阳;李景富
【期刊名称】《分子植物育种》
【年(卷),期】2004(2)1
【摘要】本文综述了基因工程技术在番茄育种上的应用。
着重探讨了基因工程在番茄抗病毒、真菌、细菌、抗虫、雄性不育、耐贮运与延迟成熟及抗逆、抗除草剂等方面的最新研究进展 ,并对番茄基因工程的发展进行了展望。
【总页数】6页(P133-138)
【关键词】转基因技术;番茄;基因工程技术;抗病育种;抗虫育种;雄性不育;耐贮运育种
【作者】陈玉辉;许向阳;李景富
【作者单位】东北农业大学园艺学院
【正文语种】中文
【中图分类】S641.2;S336
【相关文献】
1.我国拟规定在主粮品种上不得擅自应用转基因技术 [J], 尹振茂
2.转基因技术在作物育种上的应用 [J], 张言彬
3.动物转基因技术研究新进展及其在牛育种上的应用 [J], 黄永震;贺花;陈宏
4.转基因动物技术在动物遗传育种上的应用 [J], 祝铁钢
5.转基因技术在鱼类育种上的应用 [J], 丁悦秀;陈怀定;张乐
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Abstrac t : The application of transgen ic plants as bioreactors in the production of h igh ly valued m edical polypeptides and pro te ins , includ ing antibod ies , vacc ines and phar m aceutica l prote ins has many advantages over other production syste ms , and has become a ho t spot in plant genetic eng ineering and phar maceutical b iotechno logy in recent years . The internal and external research prog ress , deve lopm ent tendency and ex isting prob le m s in this area were rev ie w ed in th is article . K ey word s : transgenic plants; phar m aceutica l prote in; b ioreactor
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中国农业科技导报 表 1 利用转基因植物表达的药用重组抗体 T able 1 ( 2000 年以后 )
9卷
R eco m binant antibod ies expressed in transgen ic p lants ( after yea r 2000). 抗原 An tigen 癌胚抗原 ( CEA ) Carc inoe mbryon ic antig en 癌胚抗原 Carc inoe mbryon ic antig en 人肌酸激酶 H um an c reatine kinase 乙肝表面抗原 H epa titis v irus B sur face antigen 人绒毛膜促性腺激素 H um an cho riogonadotropin 癌胚抗原 Carc inoe mbryon ic antig en 血液艾滋病毒抗体 HI V antibod ies in b lood 人 I L-4和 IL-6 H um an Inter leuk in 4, 6 链球菌外源凝集素 S treptococcus m utans adhesin 马铃薯淀粉分枝酶 P otato starch branding enzy me 狂犬病毒蛋白 R ab ies v irus g lycopro tein 单纯疱疹病毒 H erpes si m plex virus 内肠杆菌毒素 A Bo tu linum neuro tox ins A 狂犬病毒单克隆抗体 R ab ies v irus mono clona l antibody 转基因植物 T ransg en ic p lants 豆类 P ea 参考文献 R e ference Pe rr in et al. , 2000[ 7]
[ 6]
和生物活性 ; ⑥表达产物无毒性和副作用 , 安全可 靠 , 无残存 DNA 和潜在的致病性、 致癌性。
2 利用植物生产药用蛋白的研究进展
2 . 1 利用植物生物反应器生产抗体 将编码全抗体或抗体片段的基因导入植物, 在植物中可表达出具有功能性识别抗原, 即具有 结合特性的全抗体或部分抗体片段。在植物中表 达重组抗体, 可以大规模在大田种植 , 条件相对 简单, 价格低廉 , 外源抗体基因片段可以整合进 入植物染色体中稳定遗传。植物细胞可以对表达 的重组抗体蛋白进行正确的组装和后期加工 , 其 表达产物还能保持良好的生物学特性 ; 同时由于 植物表达系统表达的抗体以二聚体形式存在 , 因 此表达产物的亲和力高, 有助于全面发挥抗体的 [ 6] 功能 。目前 , 已经有许多完整抗体或各种抗体 片段如 F ab 和 scFv 等都已经成 功地在植物中表 达 , 如表 1所示。
scFv
烟草 Tobacco
R am irez et al. , 2002[ 10] K a thuria et al. , 2002[ 11]
2002
IgG / scF v
烟草 Tobacco 烟草 Tobacco
2002
dA b
V aquero et al. , 2002[ 12]
2002
Cost : 生产成本 ; S calab il ity: 规模化 ; T i me : 生产时间 ; PTM ( pos t -trans lational m od ifications) : 翻译后修饰 ; GM P ( good m anu facturing pract ice) : 生产条件 ; S afety : 安全性 ; M amm alian cells : 哺乳动物细胞 ; Y east : 酵母 ; Filam entou s fung: i 丝状真菌 ; P lan t cells : 植物细胞 ; Bacteria: 细菌 ; Transgen ic an i m als : 转基因动物 ; T ransgenic p lan ts : 转基因植物
[ 1]
上的植物基因工程 , 可以将各种特殊设计或改造 的外源基因转移到植物染色体内 , 在分子水平上 定向重组遗传物质, 从而改良植物性状, 培育优良 高产的农作物新品种。而以转基因植物作为生物 反应器来生产医药重组蛋白, 如抗体、 疫苗等, 也 成为国际上植物基因工程的一个新的发展趋势。 迄今为止, 已有几十种蛋白或多肽在植物中得到 成功表达 , 例如人的细胞因子、 表皮生长因子、 促 红细胞生成素、 胸腺素、 干扰素、 生长激素和一些 可以作为疫苗用的抗原蛋白等。 1 . 1 传统生物反应器及其缺陷 传统的生物反应器主要指用微生物和酵母生 产外源蛋 白的系统。传 统生物反应器有 以下不 足 : 首先, 细菌无法生产完整的抗体和进行转录后 加工; 其次, 用传统方法表达重组蛋白, 所需设备 和培养基 (动物细胞培养 ) 比较昂贵, 后续加工纯
年份 Y ea r 2000
抗体 A ntibody scF vT84 . 66
2000
scFv
谷类 Cereal 拟南芥 A rab idopsis
Stoger E et al . , 2000[ 8] Pee ters et al. , 2001 [ 9]
2001
F ab fragm ent
2002
。
从 1983 年首次获得转基因植物至今, 植物基 因工程的研究取得了飞速发展。建立在 DNA 重 组技术和植物细胞培养、 植物组织培养技术基础
收稿日期 : 2007 -05 -29; 修回日期: 2007 -07 -03
基金项目 : 国家 863 计划和上海市科学技术委员会资助。 作者简介 : 陈玉辉 , 博士研究生 , 主要从事植物生物反应器研究。 通讯作者 : 唐克轩 , 博士 , 教授 , 主要从 事植物分子生物 学、 植物生 物反应器等研究。 Te: l 021-62932002 ; E-m ai: l kxtang1 @ yahoo. com, kxtang1 @ 163. com
1 . 2 植物生物反应器的优点 图 1 是几种外源蛋白表达系统的比较。
图 1 目前常用的几种 表达系统的对比 ( Twym an RM, 2005[ 5] ) F ig . 1 Benefits and li m itations of som e different production system s fo r recomb inant prote ins ( fro m Twym an, 2005[ 5] ).
P rogress in T ransgenic P lants Producing Phar m aceutical Proteins
CHEN Yu-hu,i ZHAO L ing-x ia , CU I L i jie , TANG Ke-xuan
( P lan t B iotechnology R esearch C enter , S chool of A gricu ltu re and B iology, S chool of L ife S cience and Techn ology, Fudan-SJTU-N ott ingham Plant B iotechnology R&D C enter , Sh anghai Jiao Tong U n iversity, Sh anghai 200030, Ch ina)
之其他系统具有很多优 越性 , 已经成为当前植物基因工程 和药物生物 技术领域中 的研究热 点 , 着 重就这一领 域近年来国内外的研究 现状、 发展趋势、 存在的问题及对策进行综述。 关键词 : 转基因植物 ; 药用蛋白 ; 生物反应器 中图分类号 : Q 77, TQ 93 文献标识码 : A 文章编号 : 1008 -0864( 2007) 05-0036 -09
5期
陈玉辉等 : 转 基因植物生产药用蛋白研究进展
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化 ( 细菌 )还需大量的投资, 而且动物转基因还存 在法律和伦理方面的约束
[ 2, 3]
病原菌、 病毒或癌原序列 , 有传染给人的危险, 也 存在安全隐患
[ 4]
; 再次, 对医用蛋白
。
而言最重要的是安全性问题, 而微生物表达系统 在加工中难以去除内毒素对重组蛋白的污染, 动 物表达系统的重组蛋白 ( 或血制品 ) 往往污染有
中国农业科技导报 , 20 ltura l Sc ience and T echno logy
转基因植物生产药用蛋白研究进展
陈玉辉, 赵凌侠, 崔丽洁, 唐克轩
( 上海交通大学农业与生物学院 植物生物技术研究中心 , 生命科学技术学院 , 复旦 - 交大 - 诺丁汉植物生物技术研发中心 , 上海 200030) 摘 要 : 利用转基因植 物作为生物反应器生 产具有重要价值的 多肽和蛋白质 , 包括抗体、 疫苗、 药用蛋白等较