胡萝卜组织培养和高效遗传转化体系的建立

为了建立高效的胡萝卜遗传转化体系,本实验选用3个胡萝卜(Daucuscarotavar.sativa)栽培品种:‘金笋五寸’、‘Carol’和‘改良黑田七寸’,以它们的下胚轴和子叶为外植体,首先建立了高频愈伤诱导体系。在此基础上,以Carol的下胚轴和愈伤组织为受体材料,利用根癌农杆菌LBA4404介导转化质粒pBI121。经X-Gluc染色,证明GUS基因瞬间表达成功,经PCR方法鉴定,证明GUS基因已整合到胡萝卜的染色体中,从而建立了高效的胡萝卜遗传转化体系。     

胡杨遗传转化体系的建立及抗生素浓度的优化

探讨了不同激素浓度对胡杨叶片分化以及卡那霉素、G418、羧苄青霉素和头孢霉素4种抗生素对胡杨不同培养阶段外植体生长、分化或生根的影响,确定了由农杆菌介导的胡杨遗传转化研究中抗生素种类和转化体的筛选浓度,建立了适于胡杨叶片转化的遗传转化体系。结果表明:胡杨叶片再生的最佳培养基为MS+BA0.5mg/L+NAA0.1～0.2mg/L+白砂糖25g/L+琼脂5g/L;在叶片转化筛选阶段,卡那霉素和G418的适宜浓度分别为10mg/L和7.5mg/L,羧苄青霉素和头孢霉素的适宜浓度为200～600mg/L和200～400mg/L;在抗性芽生根培养时,卡那霉素和G418分别为15～20mg/L和10～15mg/L,羧苄青霉素和头孢霉素为200～800mg/L和200～600mg/L。     

金山绣线菊遗传转化体系的建立

以金山绣线菊愈伤组织为受体材料,采用组织培养的方法,在附加不同浓度TDZ的1／2MS培养基上诱导培养,获得再生植株。在附加0．03mg·L^-1 TDZ的培养基上获得了92．5％不定芽的再生率,且再生芽发育良好。选择抗生素筛选试验的结果表明：金山绣线菊愈伤组织对潮霉素较为敏感,在培养基中添加浓度为5～35mg·L^-1的潮霉素均对愈伤组织分化影响较大,潮霉素浓度为5mg·L^-1时,4N时间可使外植体全部褐化死亡;在培养基中添加0～100mg·L^-1的卡那霉素,不同浓度卡那霉素均对愈伤组织分化产生一定程度的影响,当卡那霉素浓度为80mg·L^-1时,愈伤组织基本不发生分化。由此确定卡那霉素为绣线菊遗传转化中适用的选择抗生素,最适选择压为80mg·L^-1。抑菌抗生素的筛选试验结果表明：200mg·L^-1的头孢霉素和200mg·L^-1。的羧苄霉素都能有效抑制农杆菌菌株LBA4404的生长,却对金山绣线菊愈伤组织的芽分化影响不大,可确定为适宜的抑菌抗生素。利用农杆菌介导法对金山绣线菊愈伤组织进行遗传转化,得到卡那霉素抗性植株164株,并初步确定预培养1d、菌液稀释10倍、侵染4min、共培养2d为金山绣线菊最优遗传转化体系,为金山绣线菊的基因工程育种奠定基础。     

马铃薯遗传转化体系的优化建立及其主要影响因素

植物基因转化的成功依赖于一个良好的转化系统,能有效地将外源基因导入受体细胞,并得以表达。通过农杆菌介导的马铃薯遗传转化体系主要受基因型、预培养、菌液浓度及侵染时间、共培养等因素的影响,由于转化受体的异质性,有必要根据实际情况进行验证和改进,以获得最适转化条件。本研究以马铃薯无菌苗的叶片、茎段为外植体,通过农杆菌介导法,将抗马铃薯X病毒和Y病毒的RNA干扰型基因结构转入马铃薯。通过研究外植体预培养、菌液浓度及侵染时间、共培养等不同转化条件及影响因素对马铃薯遗传转化的影响,建立一种高效的马铃薯遗传转化体系,试验得出最佳转化条件为外植体预培养2 d,然后用OD600=0.5的农杆菌液侵染10 min,共培养2 d。本研究为下一步的对PVX和PVY双抗的马铃薯无标记转基因研究提供技术参考。     

博落回遗传转化体系的初步建立

博落回是一种重要且应用广泛的药源植物,市场前景广阔。现以博落回无菌苗叶片为材料,通过优化卡那霉素和头孢霉素两种抗生素的浓度,初步建立了博落回遗传转化体系,同时利用农杆菌介导法将MtDREB1C基因导入博落回,获得卡那霉素抗性植株。随机抽取50株转基因植株进行PCR鉴定,其中3株成功扩增出了目的条带,经初步统计,获得博落回阳性苗的概率是6%。实验结果表明植物基因工程技术可作为博落回遗传改良的新途径,为博落回分子育种奠定基础。     

红阳猕猴桃遗传转化体系的建立

以红阳猕猴桃叶片和茎段为实验材料,通过优化培养基,建立了一个高效的红阳猕猴桃遗传转化体系,利用农杆菌介导转化法把猕猴桃ACO基因(ACC oxidase gene)的反义链导入红阳猕猴桃,共获得47株潮霉素抗性植株.随机挑选其中14株进行PCR鉴定,其中9株成功扩增到了目的条带,初步统计阳性植株为64.3%左右.此研究为利用分子遗传基因工程手段培育优质延熟保鲜的转基因猕猴桃新品种打下了基础.     

谷子茎尖体外遗传转化体系的建立与优化

以谷子(Seteria italica)豫谷一号为实验材料,建立了一套简便、稳定的体外茎尖遗传转化体系。通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的茎尖转化法,对转化受体采取不同的处理方式,待拟转化株长到三叶期后进行PCR鉴定。探明了草丁膦(Basta)喷施处理用于谷子转基因幼苗筛选的最适...     

农杆菌介导的紫色红曲霉遗传转化体系的建立和优化

通过优化各种转化因素,建立了根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导红曲霉(Monascus)的高效转化体系:红曲霉在PDA培养基培养21 d后收集孢子,制备红曲霉孢子悬浮液,浓度为106个/mL,根癌农杆菌浓度为OD600值0.5,诱导剂AS浓度为100μmol/L,农杆菌与红曲霉在25℃共培养3 d。采用此转化体系构建了含有530多个转化子的红曲霉T-DNA插入突变体库。随机选取50株转化子菌株进行分子验证和稳定性检测,证明T-DNA成功插入红曲霉基因组DNA中,并能稳定遗传。最后,通过形态观察筛选出8株变异较大的菌株,为以后的红曲霉基因功能研究奠定了一定的基础。     

Fostriecin产生菌Streptomyces pulveraceus遗传转化体系的建立与优化

【目的】建立并优化链霉菌Fostriecin产生菌Streptomyces pulveraceus的遗传转化系统。【方法】以整合型质粒pSET152为出发质粒,通过供体菌E.coli ET12567/pUZ8002与受体菌Streptomyces pulveraceus进行接合转移。【结果】确定了链霉菌Streptomyces pulveraceus的最佳接合转移条件:培养基为终浓度含15%甘氨酸的MS培养基;孢子热激条件为50°C 10 min;阿伯拉霉素覆盖的时间为18 h,终浓度为20 mg/L。同时,把组成型启动子ermE+与绿色荧光蛋白基因(gfp)克隆到pSET152载体上,通过接合转移整合到该链霉菌中,gfp获得表达。【结论】建立Fostriecin产生菌的遗传转化系统,并发现甘氨酸能显著提高链霉菌的接合转移效率。     

全明星草莓叶片遗传转化体系的建立

采用根癌农杆菌介导法进行nptⅡ基因对全明星草莓叶片的遗传转化研究,对转化过程中的一些因素进行了探讨：全明星叶片对卡那霉素的敏感实验,得出最适筛选浓度为30mg／L,羧苄青霉素的最适抑菌浓度为450mg／L;50μmol／L乙酰丁香酮(AS)的加入可提高GUS的瞬时表达率;10～15min是最适合叶片侵染的时间;共培养3d对叶片转化较适宜,得到抗卡那霉素的抗性芽的频率为1．1％,初步鉴定是转化芽。为草莓的遗传转化奠定基础。     

毛白杨二次遗传转化体系的建立

为了建立有效的毛白杨二次遗传转化体系,优化了培养基激素配比、抗生素筛选浓度和乙酰丁香酮浓度.采用卡那霉素和潮霉素筛选,GUS组织染色和基因组DNA的PCR检测,通过二次遗传转化将GUS基因和潮霉素磷酸转移酶基因Hpt导入到毛白杨中,获得了60.7%二次转化频率.     

紫花苜蓿组织培养体系的建立及其遗传转化

为建立高效的农杆菌介导的紫花苜蓿的遗传转化体系,以紫花苜蓿无菌苗叶片作为外植体,用8种含有不同激素浓度梯度的培养基对其进行愈伤组织及不定芽的诱导,结果表明,M7培养基（MS+1 mg/L 2,4-D+2 mg/L CH+0.25 mg/L KT+2mg/L琼脂）的愈伤组织诱导率最高,可达100%;继代表现最好,为胚性愈伤组织;同时,继续培养后可直接分化出不定芽,分化率达100%。结果表明,最适宜条件分别为卡那霉素（Kan）筛选浓度为75 mg/L;农杆菌菌液OD₆₀₀值为0.45-0.6之间。     

毛白杨叶片再繁和遗传转化体系的优化

主要对毛白杨的叶片再繁和遗传转化体系进行了优化,通过对影响组织培养效率的叶片分化方式、生根培养基、激素组合等因素的筛选和影响遗传转化效率的外植体选材、菌液浓度两个主要因素的研究,得出以下主要结果:叶片通过直接分化培养的方式,20 d即可形成丛芽;6-BA和TDZ(Thidiazuron)激素混合使用可促进叶片分化,叶片分化率可达100%;增加芽伸长步骤提高了单片叶的繁殖系数;生根培养基凝固剂使用水晶洋菜(Gelrite)代替琼脂(Agar),幼芽8 d即可生根,侧根多、长,有二级侧根,根的生长状态良好。对于转化效率,不同茎段继代数的叶片外植体均可用于进行转化,但是继代次数越多,转化效率越低,选择初代培养植株的叶片作外植体,愈伤形成率83.5%,阳性植株得率100%,转化效率可达55%以上。这是一种明显不同于已发表过的具有高效率的毛白杨遗传转化方法。叶片再繁采用直接分化方式,6-BA和TDZ激素混合使用和增加芽伸长步骤,提高了叶片的组织培养效率;生根培养基使用水晶洋菜做凝固剂,无需添加促进生根的激素,有利于植株生长;初代培养植株的叶片外植体,更适合毛白杨的遗传转化。     

丹参遗传转化体系建立及应用研究进展

丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)是我国一种传统的大宗中药材,主要活性成分丹参酮和丹酚酸被广泛用于治疗心脑血管等疾病。建立高效、稳定的遗传转化体系,对丹参进行定向改良,为丹参酮和丹酚酸类成分工业化生产及丹参药材产量与质量提高提供了可能。本文结合国内外的研究,对丹参遗传转化方法进行了系统总结,从外植体、培养基、菌液浓度等影响丹参遗传转化因素方面进行综述。对近5年丹参遗传转化研究的关键酶基因和转录因子进行归纳,并对未来的研究重点进行了展望。     

基因枪介导的大蒜遗传转化体系的建立

以大蒜无菌苗根诱导的愈伤组织为受体进行基因枪转化,根据愈伤组织的形态特征设计了6组基因枪转化参数进行试验。结果表明,其中4组转化试验都获得了转基因植株;轰击距离9 cm、压力1100 psi和轰击距离12.5 cm、压力1300 psi各轰击1次的轰击方式获得了最高的转化效率,为2.4%。对抗性植株进行了PCR和Southern blot检测,证明pCAMBIA1301载体上的潮霉素抗性选择标记基因和gus报告基因已整合到抗性植株的基因组中。对转化后的愈伤组织、胚状体、根、再生芽尖和叶片进行gus基因的表达检测,抗性材料显示出明显的蓝色反应。这些结果表明已初步建立了基因枪介导的大蒜遗传转化体系,将为大蒜的基因工程改良奠定基础。     

PEG介导的猴头菌遗传转化体系的建立

对猴头菌Hericium erinaceus原生质体制备的各种因素进行比较研究,结果表明,猴头菌原生质体制备的最佳体系为：液体培养5d的猴头菌丝,以0.6mol/L KCl作为稳渗剂,加入含1.0%纤维素酶+1.0%蜗牛酶+1.0%溶壁酶的复合酶,在30℃酶解猴头菌丝3h时,原生质体得率达到3.0×106个/mL。潮霉素敏感性测试表明,猴头菌在PDSA固体培养基上的潮霉素最低筛选浓度为60μg/mL。采用PEG介导的原生质体法,将质粒pBgGI-hph（含有灵芝gpd1-Gl启动子和潮霉素抗性基因hph）转化猴头菌原生质体,经潮霉素初步筛选以及PCR鉴定,表明有4株猴头菌拟转化子的基因组扩增出hph基因;转化子经过多次转接后进行Southern杂交验证,结果表明4个转化子的基因组中均稳定整合了hph抗性基因。     

铁棍山药微型块茎遗传转化体系的建立

怀山药(Dioscorea opposita)遗传转化是对其进行基因功能分析和遗传改良的基础, 但目前国内外尚未见相关报道。以怀山药优良品种铁棍山药(D. opposita cv. ‘Tiegun’)的微型块茎为受体材料, 对影响遗传转化的因素进行优化, 建立了由根癌农杆菌介导的山药遗传转化体系。过表达质粒载体pCAMBIA1301-DoSERK2含GUS标记基因和潮霉素(Hyg)抗性筛选基因, 沉默质粒载体pART27-DoSERK2含卡那霉素(Kan)抗性筛选基因。根癌农杆菌抑制剂特美汀(Tim)的最佳浓度为500 mg·L ^-1; 再生芽和生根时, Hyg的最佳浓度分别为15和20 mg·L ^-1, Kan的最佳浓度分别为120和160 mg·L ^-1。对转化植株进行PCR和GUS组织化学检测, 结果显示外源基因已整合到铁棍山药转基因株系的基因组中并在细胞中表达。该研究建立了一套取材便利的铁棍山药遗传转化方法, 对其它品种山药的转化也具有参考价值。     

农杆菌介导南瓜遗传转化体系的建立

以南瓜金辉一号(Cucurbita moschata ‘Jinhui 1’)为实验材料, 利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化南瓜子叶节, 研究了预培养时间、侵染时间、乙酰丁香酮(AS)浓度和共培养时间, 抗生素羧苄青霉素(Carb)、头孢霉素(Cef)以及筛选剂卡那霉素(Kan)等因素对离体不定芽的影响, 建立了南瓜最适遗传转化体系。结果表明: 外植体预培养0天,侵染时间30分钟, AS浓度为100 mg·L^–1, 共培养5天可获得最高遗传转化效率; 最适除菌剂为Cef, 其最适浓度为500mg·L^–1; 最适Kan筛选浓度为100 mg·L^–1; 在MS培养基上培养抗性芽生根, 经PCR和Southern blot检测, 证明为转基因植株。     

生菜遗传转化体系的建立及转基因研究

以散叶生菜大速生(Lactuca sativavar.capatataL.)为试材,以MS为基本培养基,采用不同激素配比,确定生菜高效诱芽培养基为MS 1.5mg/L6-BA 0.2mg/LIAA;抗生素敏感性试验表明,筛选培养基中适宜的潮霉素选择压为20mg/L,抑菌剂羧苄青霉素的适宜质量浓度为300mg/L;通过根癌农杆菌介导的叶盘法将携带O型和A型口蹄疫抗原决定簇融合基因O21-O14-A21-HBcAg转入大速生散叶生菜,对部分抗性植株进行PCR和PCR-Southern杂交检测,证实目的基因已经成功整合到生菜基因组中。RT-PCR检测初步表明,O21-O14-A21-HBcAg基因可以在生菜中正常转录表达。     

普通小麦品种Alondra's遗传转化体系的建立

小麦(Triticum aestivum)幼胚愈伤组织的诱导和分化再生有高度依赖基因型特征。为了建立和优化Alondra’s的高效再生及遗传转化体系, 为小麦遗传转化提供更多的受体基因型, 以Alondra’s的幼胚为外植体, 研究了培养基种类、不同激素配比等对其幼胚愈伤组织诱导及再生的影响。结果表明, 在使用N₆培养基时, 添加3 mg·L^–1的2,4-D并附加1 000 mg·L^–1的CH对愈伤组织的诱导效果较好; 添加4 mg·L^–1的ZT、不附加IAA对愈伤组织的分化效果最好。通过构建植物表达载体pCAMBIA1301-220.6, 利用基因枪法将HYG基因导入Alondra’s幼胚愈伤组织中, 以建立Alondra’s的高效遗传转化体系。结果在含100 mg·L^–1潮霉素的选择培养基上进行筛选、分化, 获得了30棵抗性植株。经PCR检测, 其中5株为阳性转基因植株, 转化率为0.5%。Alondra's遗传转化体系的建立丰富了小麦遗传转化的基因型, 为小麦品种的转基因改良和在不同背景下研究基因的功能奠定了良好的基础。