根癌农杆菌介导甘蔗遗传转化Bt(cry1Ab)基因北大核心CSCD

以自育甘蔗品种"川蔗23号"诱导的胚性愈伤为受体材料,首次用较低的根癌农杆菌侵染浓度(OD600=0.1左右)与较短的侵染时间(1.5 min)成功实现甘蔗遗传转化Bt(cry1Ab)基因。结果表明,胚性愈伤分化与小芽生根最适潮霉素筛选浓度分别为20 mg/L和30 mg/L;愈伤组织胚性的一致性是影响筛选阶段愈伤再生的重要因素,培养40 d的愈伤组织为转化最适受体;转化材料经连续的潮霉素抗性筛选后,获得65株抗性植株,通过特异性引物的PCR扩增检测,有2株获得阳性条带,初步表明目的基因已整合到甘蔗染色体基因组中。     

不同抗生素对金发草愈伤组织生长分化的影响

该研究以金发草愈伤组织为材料,通过分析比较不同抗生素种类(卡那霉素、潮霉素、头孢噻呋钠和氨苄青霉素)和浓度对金发草愈伤组织生长分化的影响,来确定适用于金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂和抑菌剂。结果表明：(1)金发草愈伤组织对卡那霉素很敏感,且其分化率随着卡那霉素浓度的增加显著减少( P＝0.01)。当卡那霉素浓度为10 mg·L-1时,金发草愈伤组织的生长分化受到明显抑制,且有大量的白化苗形成,但分化率仍有36.56％;当卡那霉素浓度为15 mg·L-1时,金发草愈伤组织的分化率为11.94％,只有很少部分的愈伤分化出绿色的丛生苗;当卡那霉素浓度为20 mg·L-1时,金发草愈伤组织基本褐化死亡,分化率仅为2.26％。因此,浓度为15 mg·L-1的卡那霉素适合作为金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂。(2)金发草愈伤组织对潮霉素的敏感性要比卡那霉素弱,且潮霉素对金发草愈伤组织分化率的影响小,但毒害作用大。因此,潮霉素不适合作为金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂。(3)300 mg·L-1的头孢霉素和氨苄青霉素对金发草愈伤组织生长分化影响很小且能有效抑制杂菌的生长,较高浓度的氨苄青霉素对金发草愈伤组织的抑制作用不太明显。因此,300 mg·L-1的头孢霉素和较高浓度的氨苄青霉素均可作为金发草遗传转化体系中的抑菌剂。该研究确定了适用于农杆菌介导的金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂和抑菌剂,为金发草的遗传改良及功能性基因的研究奠定了基础。     

百合鳞片的诱导分化及遗传转化效率分析

基因工程是改良百合性状的重要手段,建立高效稳定的遗传转化体系是百合转基因研究的基础。以百合地下茎鳞片为外植体,筛选并优化百合的直接和间接再生体系;把含枸杞GR(Glutathione reductase)基因和筛选基因NPTII的载体,利用农杆菌转化法对鳞片和愈伤组织进行转基因操作,采用正交试验,优化转化条件以建立适合不同受体的遗传转化体系。结果表明,各阶段最优培养条件分别为:鳞片诱导和膨大MS+2mg/L 2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)+0.1mg/L NAA(萘乙酸)+ 90g/L蔗糖;鳞片直接分化MS+1.0mg/L 6-BA(6-苄氨基嘌呤)+0.2mg/L NAA+ 30g/L蔗糖,间接分化MS+2.5mg/L 2,4-D +0.4mg/L TDZ(噻重氮苯基脲)+60g/L蔗糖;百合鳞片的Kana(卡那霉素)选择压为100mg/L,愈伤组织75mg/L。遗传转化体系条件为:鳞片,农杆菌OD₆₀₀=0.6,预培养3d,侵染40min,As(乙酰丁香酮)200μmol/L,阳性植株转化率为17.50%;鳞片分化愈伤组织,农杆菌OD₆₀₀,预培养5d,侵染40min,As 200μmol/L,阳性植株转化率为12.60%。     

根癌农杆菌介导的高羊茅遗传转化研究

采用携带卡那霉素抗性基因nptⅡ和Na^ ／H^ 反向运输AtNHX1基因的表达载体pROK2／AtNHX1(带有35S启动子)和pROK2U／AtNHX1(带有ubi1启动子)的根癌农杆菌AGL1和GV3101,对4个品种高羊茅下胚轴来源的胚性愈伤组织进行了遗传转化。胚性愈伤组织经根癌农杆菌感染和共培养后,用50～150mg／L巴龙霉素筛选抗性愈伤组织,获得1126棵再生植株,用10～20mg／L卡那霉素进一步筛选再生植株,总共得到525棵绿色抗性植株。抗性植株的总DNA用AtNHX1基因的特异引物进行PCR检测,其中21棵为PCR阳性,最高转化频率为1．77％。Southern杂交结果证实,外源基因以低拷贝整合到高羊茅的基因组中,实验发现,在不同品种之间转化效率有所差异。     

MDMV CP基因的克隆及其转基因玉米的研究

用RT-PCR方法分离了玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因(MDMV CP),并且利用基因枪法将该基因导入玉米优良自交系18-599红、18-599白幼胚诱导的愈伤组织中。转化的愈伤组织在Bialaphos浓度(PPT)为8mg／L、10mg/L、5mg／L的筛选压下经过3次抗性筛选后,分别再生出可育植株12株和6株。PCR和Southem检测结果说明CP基因已整合到玉米自交系基因组中。对T1代转基因植株进行病毒人工接种试验,结果表明对照植株全部表现为感染玉米矮花叶病的典型症状,而转基因植株后代呈现不同程度的抗性。     

毛白杨高效转化系统的研究(英文)

毛白杨是一种具有多种优良特性、用途广泛并有重要经济价值的杨属树种,又是农杆菌的天然寄主植物。因此,毛白杨一直是进行木本植物组培及遗传转化研究的重要对象。本研究通过比较培养基组成(Table 1)、外植体类型(Table 2)、农杆菌侵染浓度以及预培养(Table 3&4, Fig.1)和共培养条件(Table 5)等影响农杆菌转化及植株再生效率的诸多重要条件后,建立了毛白杨的农杆菌高效转化系统。实验选用毛白杨叶片为外植体,在MS + 4.0 mg/L 2,4-D + 1.0 mg/L 6-BA培养基上预培养2 d后制成叶盘,并做戳伤处理,再与5×108 Cell/mL浓度的农杆菌新鲜菌液共培养2 d,然后以MS + 4.0 mg/L 2,4-D + 1.0 mg/L 6-BA附加50 mg/L Km和1 000 mg/L AP为筛选培养基(Table 6, Fig.4) ,获得最佳转化效果。2－3周后,在叶盘周围长出许多Km抗性愈伤组织,转入分化培养基分化后,再转入生根培养基3－4周,获得完整植株(Fig.3)。经PCR扩增实验鉴定,转化愈伤组织的阳性率达到83.8％(Fig.2)。多次重复实验结果表明,该转化系统与以往的文献报道相比,其遗传转化率大大提高。抗性愈伤组织的平均转化率高达56.2%,最终得到的再生转化植株的比率达19.9%。其中,毛白杨叶盘经戳伤处理,其转化率可提高至20~40% (Table 7)。利用此转化系统     

伪狂犬病毒gD基因转化马铃薯的初步研究

以可直接饲用的马铃薯作为伪狂犬病病毒糖蛋白基因gD的表达植物,探索用马铃薯茎段作为外植体的再生体系和遗传转化体系.结果表明:添加2 mg/L ZT和0.1 mg/L NAA的MS培养基,可使马铃薯茎段愈伤组织诱导率达70%,出芽率达38%;添加0.5 mg/L的硝酸银可明显减少愈伤组织在继代过程中的褐化程度,并且促进其分化.在农杆菌的菌液OD_(600)值为0.1～0.2,侵染茎段1 h,共培养3 d的条件下转化效果最好,抗性愈伤率达到52.3%.实验共获得21株转化植株,挑选7株进行RT-PCR检测,结果证明gD基因已被整合到马铃薯基因组中.     

苏云金杆菌内毒素蛋白基因转入葡萄胚性愈伤组织细胞及转基因植株再生的研究

以葡萄的胚性愈伤组织作为农杆菌介导,Ti质粒转化材料,利用共培养法将苏云金杆菌内毒素蛋白基因转入葡萄胚性愈伤组织细胞,通过胚状体发生途径再生转基因植株。实验发现:80μmol/L的乙酰丁香酮诱导处理农杆菌和葡萄愈伤组织后可将转化效率提高50倍。OD值为0.8的农杆菌菌液稀释8—10信后与在G培养基预培养10天的胚性愈伤组织共培养2—3夭,Ti质粒对葡萄愈伤组织细胞的转化效率可达50%左右。筛选得到的转基因植株在含Km 30 mg/L的选择培养基上继代存活6个月,生长正常;提取叶片染色体DNA做Southern blot,杂交结果为阳性。将转基因植株各部分切段置于含Km 50 mg/L的选择培养基上,能够脱分化产生抗性愈伤组织并能增殖。     

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。     

干旱耐逆基因（HS1）转化甘薯获得转基因植株

以甘薯（1pomoeabatatas（L.）Lam．）品种栗子香的胚性悬浮细胞为受体材料,用根癌农杆菌介导法,获得了表达除草剂抗性基因bar基因的转HSl基因甘薯植株。共计380个遗传转化的胚性细胞团,在添加2mg／L2．4-D、100mg／L Carb和10mg／L Glu（glufosinate）的固体Ms培养基上选择培养9周后,得到了12个Glu抗性愈伤组织。将这些抗性愈伤组织转移到添加1mg／L ABA、100mg／L羧苄青霉素和10mg／L Glu的固体MS培养基上,其中的3个抗性愈伤组织再生出拟转基因植株。PCR鉴定它们为转基因植株。Southern blot分析表明,HS1基因已整合到基因组中。转基因植株具有稳定的除草剂抗性。结薯观察实验结果表明,转基因植株结薯正常。     

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。     

潮霉素在大麦遗传转化中的应用研究

以‘B1202’、‘U202’和‘云引1号’3个大麦品种(系)为试材,研究了潮霉素对大麦愈伤组织生长、分化及成熟种子的影响。结果表明:潮霉素对抗性愈伤的适宜筛选浓度为60 mg/L,分化阶段的适宜筛选浓度为40 mg/L,对转基因后代种子筛选以80 mg/L较为适宜,而不同材料对潮霉素的敏感性存在一定程度的差异。通过PCR检测采用农杆菌介导法转化获得的T0和T1代潮霉素抗性苗,结果证实在大麦遗传转化中采用潮霉素进行筛选是可行的。     

不同抗生素对雪莲愈伤组织生长的影响

以雪莲叶片为外植体,探讨了卡那霉素(kanamycin,Kan)、潮霉素(hygromycin B,Hyg)、羧苄青霉素(car-benidillin,Car)3种抗生素对雪莲愈伤组织诱导、生长及分化的影响,以确定农杆菌介导的遗传转化研究中筛选剂和抑菌剂的最适浓度。结果表明:40mg/L的卡那霉素已抑制雪莲愈伤组织生长,当卡那霉素为50mg/L时,愈伤组织的生长基本停止;8.0mg/L潮霉素能够有效抑制雪莲愈伤组织的生长,当潮霉素为20mg/L时则生长的愈伤组织块较小、褐化、甚至死亡。同时,低浓度(0.5～2.0mg/L)的潮霉素可以提高雪莲愈伤组织的分化率;作为农杆菌抑菌剂,不同浓度羧苄青霉素对雪莲愈伤组织生长的影响差异极显著,当羧苄青霉素的浓度超过400mg/L时对雪莲愈伤组织的出愈及生长均有明显的抑制作用。     

无核白葡萄愈伤组织瞬时转化体系的优化与应用

为了优化根癌农杆菌介导的葡萄愈伤组织瞬时转化体系,该研究以欧洲葡萄品种无核白(Vitis vinifera L.cv.Thompson Seedless)单芽茎段诱导的愈伤组织为材料,探讨重悬液pH、菌液浓度、真空渗透时间等主要因素对葡萄愈伤组织瞬时转化效率的影响。结果表明:(1)以激素组合分别为1.0mg/L BAP、1.0mg/L BAP+0.02mg/L NAA、2.0mg/L BAP+0.02mg/L NAA和4.0mg/L BAP+0.02mg/L NAA的系列培养基更适合无核白葡萄单芽茎段逐步诱导胚性愈伤组织。(2)葡萄愈伤组织瞬时转化体系中,重悬液pH 5.1,菌液浓度OD6001.0,真空渗透20min为转化效率最佳条件。(3)利用优化的瞬时转化体系瞬时转化无核白葡萄的不同组织,发现在不同器官中转化效率存在显著差异。其中以愈伤组织为受体的转化效率显著高于其他器官(65 231.99±3 339.29mU/g),而且愈伤组织的GUS组织化学染色最深,以叶片为受体的转化效率则最低。利用该体系转化质粒载体pCAMBIA0390∷GUS,瞬时表达产物经过GUS蛋白活性检测,结果表明该研究优化的葡萄愈伤组织瞬时转化体系有助于外源基因在葡萄愈伤组织内的表达,为后期通过转基因技术研究目标基因功能奠定了技术基础。     

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。     

植物花青素生物合成与调控的研究进展

为了获得满足不同目的组织培养材料和稳定高效的遗传转化体系,该研究以丹参叶片和茎段为外植体,采用含不同浓度的植物激素（植物生长物质）的Murashige Skoog（MS）培养基,探索诱导丹参产生不同愈伤的条件;采用正交法考察浸染时间、共培养时间、筛选压等对农杆菌介导的丹参遗传转化体系的影响,并根据出芽率及转化阳性率优化丹参遗传转化体系。结果表明：（1）能较快诱导丹参叶片产生愈伤的是MS+0.5 mg·L 1 6 BA+0.5 mg·L 1 2,4 D;诱导茎较快产生愈伤的是MS+0.1mg·L 1 NAA+0.5 mg·L 1 6 BA; 1 mg·L 1反式玉米素（ZR）可能有利于诱导产生含有丹参酮的愈伤组织;1.0 mg·L 1 2,4 D较易诱导丹参愈伤组织生根。（2）以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件为浸染5 min、共培养1 d、卡那霉素30 mg·L 1筛选,经PCR鉴定转基因阳性率为60%;而用10 mg·L 1链霉素筛选阳性率达70%。该研究结果确定了丹参不同愈伤组织诱导条件,明确了以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件,换用10 mg·L 1链霉素筛选时体系更加稳定、更易操作、更易重复。     

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3mg·L^-1的2,4-D并附加1000mg·L^-1的CH对愈伤组织的诱导效果较好;添加4mg·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100mg·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。     

商陆离体再生体系的构建

目的:建立商陆离体再生体系。方法:选取商陆的幼茎、茎节、叶片、叶柄和顶芽为外植体,以MS作为基本培养基,通过添加不同浓度配比的植物生长调节剂分别进行愈伤组织、丛生芽和生根诱导,筛选商陆离体再生体系方案。结果:顶芽和幼茎为外植体诱导的愈伤组织出愈时间早,愈伤组织质量高,以培养基MS+6-BA0.5 mg/L+2.4-D 0.5 mg/L的诱导率最高,达到100%;其中,只有以顶芽产生的愈伤组织才能分化出丛生芽,芽分化培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.25 mg/L,诱导率为98%;诱导生根的适宜培养基为1/2 MS+NAA 0.3 mg/L,诱导率达100%。结论:建立和完善了商陆离体再生体系方案,为商陆遗传转化体系的构建奠定了基础。     

根癌农杆菌介导蓝猪耳转化的影响因素研究

研究了根癌农杆菌介导蓝猪耳转化的影响因子。结果表明,以蓝色花类型蓝猪耳5~6周的叶片为外植体,在OD₆₀₀为0.5~0.6的活化菌液中浸染5~10min,暗培养4d后,在愈伤组织诱导培养基(MS+BA 1.0mg/L+2,4-D 0.1mg/L)上生长14d,获得抗性愈伤组织;经芽诱导培养基(1/2MS+BA 1.0mg/L+NAA 0.1mg/L)培养28d得到抗性芽;生根培养基(1/2MS)上培养14d得到抗性植株。经PCR检测证实外源基因已整合到蓝猪耳基因组中,转化率达13%~14%。Cef和Hyg浓度对转化影响较大,转化的不同阶段其适宜浓度不同。     

农杆菌介导的橡胶草遗传转化体系的建立

以橡胶草为试验材料,利用农杆菌介导法进行遗传转化研究。结果表明：50 mg/L的卡那霉素(Kan)对橡胶草的抗性芽具有很好地筛选效果,生根筛选时,Kan的适宜质量浓度为35 mg/L;最佳抑菌抗生素为羧苄青霉素（cb）,适宜质量浓度为500 mg/L,获得35株抗性试管苗,通过GUS染色及分子生物学检测,最终获得6株转基因植株,转化率为17.1%。可见,获得的橡胶草转基因植株,为橡胶草后续的遗传转化研究奠定了基础。