基本信息
- 项目名称：
- 转CYP2E1基因花卉及其在清除空气污染物中的作用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 近年来，环境污染特别是大气污染严重危及人们的健康，尤其是近年来由室内装修引起的人类健康问题得到学者广泛的关注。本项目将结合本课题组在矮牵牛、绿萝植物在转基因方面的优势，培育高效清除室内空气污染物的转基因花卉，并在生产实践中应用。本研究的立项实施将十分有利于我省生态环境建设，并将产生重大的社会和经济效益，其市场开发前景广阔。
- 详细介绍：
- 随着人民生活水平的提高，新房装修入住频繁，室内空气污染问题更加严重。因此，寻找有效地清除室内空气污染物的方法是急需解决的重大民生问题。 植物在近地表大气污染物的清除中起着重要作用，利用植物净化空气污染是一种经济、有效、非破坏型的环境污染修复方式；而且这项技术更容易与环境融为一体，种下的树草更能满足绿化和审美的要求，虽然部分植物对空气污染物具有一定的分解净化功能，但其效率非常低。美国华盛顿大学多蒂（Sharon Lafferty Doty）教授课题组经过长期研究，于2007年在美国科学院院报（Proceedings of National Academy of Sciences of the USA）上发表论文报道培育出一种转CYP2E1基因杨树，转基因杨树能够高效分解三氯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烯、苯等致癌物质。本课题组通过国际合作，已经从Doty教授获得CYP2E1基因及其转基因表达载体。 矮牵牛和绿萝都是非常适合室内摆放的花卉植物。本项目通过野生型发根农杆菌K599和根癌农杆菌GV3101分别介导CYP2E1基因进行矮牵牛和小叶绿萝的转化，获得矮牵牛和小叶绿萝转CYP2E1基因的再生植株，通过PCR扩增鉴定获得的为真正的转基因矮牵牛和小叶绿萝植株，并利用气相色谱定量分析转基因矮牵牛再生株系对苯和甲苯的吸收情况，研究结果表明利用发根农杆菌K599介导法获得的高效表达CYP2E1基因的矮牵牛再生植株，其对苯和甲苯的吸收率大大提高，这为治理室内空气污染提供了一条新的途径。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 近年来由室内装修引起的人类健康问题得到学者广泛的关注。寻找有效地清除室内空气污染物的方法是急需解决的重大民生问题。矮牵牛和绿萝都是非常适合室内摆放的花卉植物。本项目将结合本课题组在矮牵牛、绿萝植物在转基因方面的优势，培育高效清除室内空气污染物的转基因花卉，并在生产实践中应用。本研究的立项实施将十分有利于我省生态环境建设，并将产生重大的社会和经济效益，其市场开发前景广阔。
科学性、先进性及独特之处
- 1、利用转基因植物净化空气化学污染 2、可以建立矮牵牛和小叶绿萝快速繁殖培养体系和遗传转化体系 3、本研究通过转入外源基因CYP2E1，提高植物对空气污染物苯、甲醛等的吸收、耐受和清除能力，在技术方法上具有开创性。 4、培育高效清除室内空气污染物的转基因花卉，并在生产实践中应用。其结果具有明显的创新性。
应用价值和现实意义
- 1、通过转基因获得转CYP2E1基因的矮牵牛和绿萝植株，并实现CYP2E1基因的高效表达，对于将CYP2E1基因导入相关植物并实现其高效表达有指导意义。 2、培育高效清除室内空气污染物的转基因花卉，并在生产实践中应用，直接关系到广大居民的健康，是重要的民生问题。 3、本项目的实施将十分有利于人民的身体健康，有利于提高人民的生活品质，有利于我省生态环境建设，具有重大的社会效益
学术论文摘要
- 随着社会经济的发展，环境污染特别是大气污染严重危及人们的健康，尤其是近年来由室内装修引起的人类健康问题得到学者广泛的关注。经济效益、生态效益、社会效益等方面的优势使转基因植物在环境污染的治理与修复中占有越来越高的地位。本项目通过野生型发根农杆菌K599和根癌农杆菌GV3101分别介导CYP2E1基因进行矮牵牛和小叶绿萝的转化，获得矮牵牛和小叶绿萝转CYP2E1基因的再生植株，通过PCR扩增鉴定获得的为真正的转基因矮牵牛和小叶绿萝植株，并利用气相色谱定量分析转基因矮牵牛再生株系对苯和甲苯的吸收情况，研究结果表明利用发根农杆菌K599介导法获得的高效表达CYP2E1基因的矮牵牛再生植株，其对苯和甲苯的吸收率大大提高，这为治理室内空气污染提供了一条新的途径。
获奖情况
- 2010年 获校第十一届“挑战杯”大学生课外科技作品一等奖
鉴定结果
- 情况属实，项目结果真实可靠。
参考文献
- 现有技术及文献的检索目录： [1] 余亚白, 陈源, 赖呈纯, 等. 室内空气净化植物的研究与利用现状及应用前景. 福建农业学报, 2006, 21(4): 425-429 [2] 沈学优, 罗晓璐, 朱利中. 空气中挥发性有机化合物的研究进展. 浙江大学学报(理学版), 2001, 28(5): 547-556 [3] 叶水英. 植物修复及其在环境污染治理中的作用. 安徽农业科学, 2007, 35(14): 4252-4253 [4] 崔玉侠, 陈玉成, 邢赜, 等. 大气污染植物修复的研究进展. 微量元素与健康研究, 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. 转基因植物对有机污染物的吸收、转化和降解. 植物生理与分子生物学学报, 2005, 31 (4): 340-346
同类课题研究水平概述
- 美国华盛顿大学Doty教授课题组通过长期研究，先后将细胞色素P450 2E1基因（CYP2E1）转入到模式植物烟草以及杨树中，转基因烟草和杨树能够高效分解苯、甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳和二氯乙烯等有机污染物，其中转基因杨树对环境中三氯乙烯的降解效率比自然杨树高100多倍。这是首次报道转CYP2E1基因植物能够清除气态苯、甲苯等污染物。
