基本信息
- 項目名稱：
- 轉CYP2E1基因花卉及其在清除空氣污染物中的作用
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 近年來，環(huán)境污染特別是大氣污染嚴重危及人們的健康，尤其是近年來由室內裝修引起的人類健康問題得到學者廣泛的關注。本項目將結合本課題組在矮牽牛、綠蘿植物在轉基因方面的優(yōu)勢，培育高效清除室內空氣污染物的轉基因花卉，并在生產實踐中應用。本研究的立項實施將十分有利于我省生態(tài)環(huán)境建設，并將產生重大的社會和經濟效益，其市場開發(fā)前景廣闊。
- 詳細介紹：
- 隨著人民生活水平的提高，新房裝修入住頻繁，室內空氣污染問題更加嚴重。因此，尋找有效地清除室內空氣污染物的方法是急需解決的重大民生問題。 植物在近地表大氣污染物的清除中起著重要作用，利用植物凈化空氣污染是一種經濟、有效、非破壞型的環(huán)境污染修復方式；而且這項技術更容易與環(huán)境融為一體，種下的樹草更能滿足綠化和審美的要求，雖然部分植物對空氣污染物具有一定的分解凈化功能，但其效率非常低。美國華盛頓大學多蒂（Sharon Lafferty Doty）教授課題組經過長期研究，于2007年在美國科學院院報（Proceedings of National Academy of Sciences of the USA）上發(fā)表論文報道培育出一種轉CYP2E1基因楊樹，轉基因楊樹能夠高效分解三氯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烯、苯等致癌物質。本課題組通過國際合作，已經從Doty教授獲得CYP2E1基因及其轉基因表達載體。 矮牽牛和綠蘿都是非常適合室內擺放的花卉植物。本項目通過野生型發(fā)根農桿菌K599和根癌農桿菌GV3101分別介導CYP2E1基因進行矮牽牛和小葉綠蘿的轉化，獲得矮牽牛和小葉綠蘿轉CYP2E1基因的再生植株，通過PCR擴增鑒定獲得的為真正的轉基因矮牽牛和小葉綠蘿植株，并利用氣相色譜定量分析轉基因矮牽牛再生株系對苯和甲苯的吸收情況，研究結果表明利用發(fā)根農桿菌K599介導法獲得的高效表達CYP2E1基因的矮牽牛再生植株，其對苯和甲苯的吸收率大大提高，這為治理室內空氣污染提供了一條新的途徑。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 近年來由室內裝修引起的人類健康問題得到學者廣泛的關注。尋找有效地清除室內空氣污染物的方法是急需解決的重大民生問題。矮牽牛和綠蘿都是非常適合室內擺放的花卉植物。本項目將結合本課題組在矮牽牛、綠蘿植物在轉基因方面的優(yōu)勢，培育高效清除室內空氣污染物的轉基因花卉，并在生產實踐中應用。本研究的立項實施將十分有利于我省生態(tài)環(huán)境建設，并將產生重大的社會和經濟效益，其市場開發(fā)前景廣闊。
科學性、先進性及獨特之處
- 1、利用轉基因植物凈化空氣化學污染 2、可以建立矮牽牛和小葉綠蘿快速繁殖培養(yǎng)體系和遺傳轉化體系 3、本研究通過轉入外源基因CYP2E1，提高植物對空氣污染物苯、甲醛等的吸收、耐受和清除能力，在技術方法上具有開創(chuàng)性。 4、培育高效清除室內空氣污染物的轉基因花卉，并在生產實踐中應用。其結果具有明顯的創(chuàng)新性。
應用價值和現實意義
- 1、通過轉基因獲得轉CYP2E1基因的矮牽牛和綠蘿植株，并實現CYP2E1基因的高效表達，對于將CYP2E1基因導入相關植物并實現其高效表達有指導意義。 2、培育高效清除室內空氣污染物的轉基因花卉，并在生產實踐中應用，直接關系到廣大居民的健康，是重要的民生問題。 3、本項目的實施將十分有利于人民的身體健康，有利于提高人民的生活品質，有利于我省生態(tài)環(huán)境建設，具有重大的社會效益
學術論文摘要
- 隨著社會經濟的發(fā)展，環(huán)境污染特別是大氣污染嚴重危及人們的健康，尤其是近年來由室內裝修引起的人類健康問題得到學者廣泛的關注。經濟效益、生態(tài)效益、社會效益等方面的優(yōu)勢使轉基因植物在環(huán)境污染的治理與修復中占有越來越高的地位。本項目通過野生型發(fā)根農桿菌K599和根癌農桿菌GV3101分別介導CYP2E1基因進行矮牽牛和小葉綠蘿的轉化，獲得矮牽牛和小葉綠蘿轉CYP2E1基因的再生植株，通過PCR擴增鑒定獲得的為真正的轉基因矮牽牛和小葉綠蘿植株，并利用氣相色譜定量分析轉基因矮牽牛再生株系對苯和甲苯的吸收情況，研究結果表明利用發(fā)根農桿菌K599介導法獲得的高效表達CYP2E1基因的矮牽牛再生植株，其對苯和甲苯的吸收率大大提高，這為治理室內空氣污染提供了一條新的途徑。
獲獎情況
- 2010年 獲校第十一屆“挑戰(zhàn)杯”大學生課外科技作品一等獎
鑒定結果
- 情況屬實，項目結果真實可靠。
參考文獻
- 現有技術及文獻的檢索目錄： [1] 余亞白, 陳源, 賴呈純, 等. 室內空氣凈化植物的研究與利用現狀及應用前景. 福建農業(yè)學報, 2006, 21(4): 425-429 [2] 沈學優(yōu), 羅曉璐, 朱利中. 空氣中揮發(fā)性有機化合物的研究進展. 浙江大學學報(理學版), 2001, 28(5): 547-556 [3] 葉水英. 植物修復及其在環(huán)境污染治理中的作用. 安徽農業(yè)科學, 2007, 35(14): 4252-4253 [4] 崔玉俠, 陳玉成, 邢賾, 等. 大氣污染植物修復的研究進展. 微量元素與健康研究, 2009, 26(2): 58-60 [5] Doty SL, James CA, Moore AL, et al. Enhanced phytoremediation of volatile environmental pollutants with transgenic trees. Proc Natl Acad Sci USA, 2007, 104(43): 16816-16821 [6] James CA, Xin G, Doty SL, et al. Degradation of low molecular weight volatile organic compounds by plants genetically modified with mammalian cytochrome P450 2E1. Enviro Sci Technol, 2008, 42(1): 289-293 [7] Doty SL, Shang QT, Wilson AM, et al. Enhanced metabolism of halogenated hydrocarbons in transgenic plants containing mammalian cytochrome P450 2E1. Proc Natl Acad Sci USA, 2000, 97(12): 6287-6291 [8] 胡光珍, 王幼芳, 何玉科. 轉基因植物對有機污染物的吸收、轉化和降解. 植物生理與分子生物學學報, 2005, 31 (4): 340-346
同類課題研究水平概述
- 美國華盛頓大學Doty教授課題組通過長期研究，先后將細胞色素P450 2E1基因（CYP2E1）轉入到模式植物煙草以及楊樹中，轉基因煙草和楊樹能夠高效分解苯、甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳和二氯乙烯等有機污染物，其中轉基因楊樹對環(huán)境中三氯乙烯的降解效率比自然楊樹高100多倍。這是首次報道轉CYP2E1基因植物能夠清除氣態(tài)苯、甲苯等污染物。
