转山菠菜胆碱单加氧酶基因(AhCMO)水稻创制及其耐盐性研究

胆碱单加氧酶(Choline monooxygenase,CMO)是高等植物体内合成甜菜碱的一个关键酶.利用载体pCAMBIA3300与玉米泛素(Ubiquitin)启动子构建了AhCMO基因的过表达载体.采用基因枪轰击愈伤组织细胞将AhCMO基因转化东稻3号(OryzasativaL.subsp.japonica Kato),经抗性筛选,获得再生苗18株,选取农艺性状与野生型基本一致的其中7株进行PCR与Southern杂交检测,获得3株转AhCMO基因阳性植株;RT-PCR的检测结果表明外源AhCMO基因能正常转录;草铵膦叶片涂布试验结果表明,Bar基因在转AhCMO基因水稻植株中能正常表达;对T1代转基因再生植株进行0.5%NaCl高盐处理,结果表明,4号、7号转AhCMO基因水稻耐盐性强于非转基因对照,说明外源AhCMO基因能提高东稻3号的耐盐性.     

过表达OsbHLH120基因提高水稻苗期抗旱性

干旱是限制水稻(Oryza sativa L.)产量和品质的主要因素之一,通过转基因方法是获得抗旱性水稻材料的重要途径。已有研究报道,水稻中多个Basic helix-loop-helix (bHLH)转录因子与抗旱性提高有关。为了研究OsbHLH120基因在水稻生长发育中的功能,通过构建过量表达载体、启动子驱动的GUS融合载体,转化水稻,获得了多个转基因株系。通过GUS染色结合实时荧光定量PCR结果研究该基因的表达特性,通过PEG干旱处理研究过表达植株对干旱的耐受性。结果发现,该基因在检测的幼苗、叶片和茎杆等组织中都有表达;PEG处理影响该基因的表达量;对过表达植株的PEG处理结果显示,过表达植株对干旱的耐受性增加;ABA合成相关基因在处理后的植株中的表达量提高,并且过表达植株中的表达量提高的更多。以上结果说明,OsbHLH120在水稻的抗旱反应中具有重要作用,是一个具有潜在应用价值的基因。     

转拟南芥AtNPR1基因增强水稻对水稻白叶枯病和稻瘟病的抗性

AtNPR1基因是拟南芥系统获得抗性的一个重要调节基因,在拟南芥中过量表达AtNPR1基因能使拟南芥对细菌和真菌的抗性同时增强.为了研究在水稻中过量表达AtNPR1基因对水稻抗病性的影响,将该基因转入到广西主栽籼稻恢复系品种桂99中.经PCR验证得到了79株转基因植株,DNA斑点杂交表明ATNPR1基因已经整合到桂99染色体DNA中.Northern杂交和RT-PCR分析表明,AtNPR1基因在桂99中已经表达;同时还检测了转基因植株对水稻白叶枯病和稻瘟病的抗性,结果表明转基因植株对该两种病害的抗性均显著增强.     

小麦Vp-1基因RNA干扰表达载体的构建及遗传转化

小麦成熟期穗发芽是世界性的自然灾害,严重影响小麦的产量和品质.Viviparous-1(Vp-1)是促进胚成熟和休眠的主要转录调节因子,与小麦穗发芽抗性有着密切的关系.本实验根据小麦Vp-1基因序列,以植物表达载体pAHC25为基础,成功构建了含有反向重复序列的RNA干扰表达载体pAHC-WVpRi.采用基因枪法轰击小麦品种新春9号幼胚材料1825个,共获得34株T0再生植株.利用Bar基因引物和干扰片段特异引物对再生植株进行PCR检测,获得Bar基因和干扰片段均为阳性的植株3株,转化率为0.16%.本研究为深入分析Vp-1基因功能,进而通过分子育种进行小麦穗发芽抗性的遗传改良提供了科学依据.     

一种新型几丁质酶基因LcChi2在转基因水稻中的功能分析

LcChi2是从羊草中克隆获得的一种新型几丁质酶基因,生物信息学分析表明该基因表达一个Ⅱ类几丁质酶,属于19家族。在双子叶模式植物烟草中过表达该基因表现为抗真菌病害的生物学功能提高,然而在单子叶植物中是否具有抗病功能至今未知。以吉林省主栽水稻品种吉粳88为供试材料,构建了含LcChi2基因和除草剂筛选标记Bar基因的双价植物表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化方法成功获得LcChi2和Bar基因过表达的转基因水稻。T_1代转基因水稻的PCR、RT-PCR和几丁质酶活性检测结果表明LcChi2基因已成功整合到水稻基因组中,并且表达产物表现出较高的外源几丁质酶活性;稻瘟病活体接种实验结果证明该基因显著提高了水稻的抗病性;抗除草剂鉴定结果表明获得的转基因水稻新材料同时具有除草剂抗性。研究结果证明LcChi2基因可有效提高单子叶植物的抗病性,该基因在利用现代生物技术开展抗病作物遗传改良方面具有重要的应用价值。     

水稻高效再生体系的建立及其对大豆Em基因的转化

以粳稻丰达1号成熟胚为外植体,建立了适合水稻转化的高效再生体系,通过农杆菌介导法将大豆Em基因转化水稻.结果表明:以NMB 500 mg·L-1脯氨酸 250 mg·L-1谷氨酰氨 300 mg·L-1水解酪蛋白 2 mg·L-12,4-D为作诱导培养基诱导愈伤组织,其诱导率为97%;愈伤组织分化率为65%;农杆菌介导法转化水稻愈伤组织,获得了26株再生植株;随机选取其中4株候选转基因水稻幼苗进行PCR筛选,初步证明大豆Em基因已整合到水稻基因组DNA中;RT-PCR检测结果表明,转入的外源大豆Em基因在转基因水稻中得以表达.本实验成功地建立了适合水稻转化的高效再生体系,为通过基因工程技术培育水稻新品种奠定了基础.     

农杆菌介导的大豆子叶节非组织培养遗传转化体系优化

本研究以GUS基因在子叶节区的瞬时表达为依据,通过探讨影响农杆菌转化效率的因素,优化了大豆子叶节非组织培养遗传转化体系;利用该体系对冀豆16号进行Bar基因的遗传转化,并使用针刺法对转基因植株进行草铵膦筛选.结果表明,侵染液中附加3％蔗糖、OD600=0.6、以脱脂棉作为菌液附着介质同时不添加表面活性剂Silwet L-77、侵染1次的GUS阳性率最高达到62.13％.草铵膦抗性植株经PCR检测获得T0阳性植株10个,转化率为2.5％.经PCR和RT-PCR鉴定共获得3株T1阳性植株,初步证明目的基因已整合到大豆基因组中.     

利用Cre/lox重组系统获得无选择标记的SKTI抗虫转基因烟草

将置于两个同向lox位点之间的Bar基因表达盒与大豆胰蛋白酶抑制剂SKTI基因表达盒融合后获得相应植物表达载体,转化烟草Wisconsin 38后获得对棉铃虫具有明显抗性的SKTI转基因植株。SKTI转基因植株通过叶盘二次转化法导入Cre基因,对再生植株叶盘进行Basta的抗性检测,检测Bar基因的删除情况。结果表明:绝大多数再生植株对应叶盘在含8 mg/L PPT的筛选培养基上无法再生,Bar基因被删除的效率在38%~100%之间。对Bar基因删除区域进行PCR及克隆测序后发现Bar基因表达盒被精确删除。对Bar基因删除植株开花自交获得的分离后代进行NPTⅡ抗性检测,5株NPTⅡ敏感植株分子检测显示均只含有SKTI基因而无Cre基因存在,为无选择标记基因的SKTI转基因植株。     

StP5CS基因转化结球甘蓝的研究

为研究StP5CS基因在结球甘蓝中的耐盐作用,以结球甘蓝下胚轴为外植体,采用农杆菌介导法将耐盐基因StP5CS和抗除草剂Bar基因导入结球甘蓝基因组中,在双丙氨膦的筛选下扩繁、生根,共获得了36株抗性植株。PCR扩增和Southern印迹杂交检测表明:目的基因StP5CS和Bar基因已经成功导入结球甘蓝基因组中。RT-PCR检测表明:StP5CS基因在转录水平也有表达。转基因植株耐盐试验结果显示:高浓度盐处理(400mmol/L NaCl)下,对照植株整株枯死,而转基因植株仍能正常生长;转基因植株的SOD活性、脯氨酸含量和相对膜透性均随盐浓度的升高呈上升趋势,均在400mmol/L NaCl处理下达到最大。结果表明转基因植株对高盐环境有一定的耐受性。     

干旱响应转录因子DREB1A基因导入水稻光温敏核不育系的研究

以成熟胚诱导的愈伤组织作为农杆菌转化的受体材料,将诱导型启动子rd29A驱动的拟南芥DREB1A基因导入粳型光温敏核不育系水稻4008S,共获得67株再生苗.再生苗经0.75 mg/L除草剂草铵膦涂布筛选,有62株再生苗表现出对草铵膦抗性.PCR检测抗性苗中DREB1A基因,结果全为阳性.挑选部分进行Southem检测.结果表明目的基因已经整合到水稻基因组中.在干旱胁迫下,转基因水稻当代(T1代)植株的电导率显著低于非转基因对照植株(P＜0.05),脯氨酸含量显著高于对照植株(P＜0.05),证明DREBIA基因能提高水稻对干旱胁迫的耐受性.     

水稻优良性状控制基因的定位进展及其在染色体上的分布

利用分子标记可以寻找并且定位目的基因, 分子标记辅助育种技术则能够快速、高效地筛选出携带目的基因的优良品种。文章总结了近年来水稻中已被定位的优良性状控制基因及与其连锁的分子标记, 其中包括抗病虫害、抗寒、抗旱、不育、育性恢复等194个基因, 这些基因中已有14个被克隆测序。在此基础上探讨了这些基因在染色体上的分布趋势。     

农杆菌介导的水稻转Bt基因研究

通过农杆菌介导法 ,将Bt毒蛋白基因的一种—cryIAb基因导入 2个云南水稻栽培品种(滇系 4号 ,合系 39号 )的愈伤组织中 ,经过潮霉素筛选后 ,获得了一批抗性苗 ,部分苗经PCR检测为阳性 ,GUS组织化学染色分析发现Bt基因已整合到水稻基因组 ,并由此建立了一套有效的水稻遗传转化体系。实验中发现培养器皿的透气性对水稻愈伤组织的形成、生长具有较大的影响 ,提高培养基的渗透势能够提高愈伤组织的分化率。选择合适的洗菌液渗透势能够大大降低洗菌对愈伤组织所造成的损伤 ,从而提高转化率。     

新疆盐生植物耐盐基因NHX转化甘蓝型油菜及其耐盐性的初步研究

以甘蓝型油菜带柄子叶为转化受体,通过根癌农杆菌EHA105(Agrobacterium tumefaciens)介导将盐角草(Salicornia)的Na /H 反向运输体基因NHX导入新疆主栽油菜1khp11品系,获得了抗卡那霉素的再生植株,并对影响遗传转化的一些关键因素进行了研究。实验结果表明:带柄子叶在含有2,4-D的培养基上经过2d短时间的预培养后在菌液浓度OD600为0.3时在28℃摇床浸染15min时卡那抗性绿苗率可达10%￣12%;经过抗性植株的PCR及RT-PCR检测证明外源基因已整合到油菜基因组中,并通过表型实验证实由于外源基因的导入提高了植株的耐盐能力。     

多年生黑麦草成熟胚再生体系的建立及基因枪转化

目的:建立以多年生黑麦草成熟胚为起始材料的再生体系,用于基因枪转化。方法:多年生黑麦草成熟种子在附加 5mg L 2,4 D的MS培养基上诱导愈伤组织,转至新继代培养基上产生胚性愈伤组织。分化培养基为无激素MS培养基。再生植株在培养基成分减半的无激素MS培养基生根,之后移栽至土壤。基于这一再生体系,用含有水稻几丁质酶基因RC2 4的质粒pARN6和含有草丁膦乙酰转移酶基因Bar的质粒pDB1,通过基因枪轰击胚性愈伤组织。用附加PPT的继代培养基进行转化植株的抗性筛选。结果:共获得 2 4 3株再生植株。通过PCR进行检测,获得1 8株整合有RC2 4基因的植株,1 5株整合有Bar基因的植株,同时转入 2个基因的植株 2株。     

转基因培育抗除草剂水稻

以ｐＡＨＣ２０（含Ｂａｒ基因）和ｐＷＲＧ１５１５（含ＧＵＳ基因和潮霉素抗性基因）以及含Ｂａｒ基因和雪莲凝集素（ＧＮＡ）基因的ｐＣＡＭＢＩＡ３３００ ＲＧ为供体ＤＮＡ,选用水稻品系８７２０３、上农香糯及鄂宜１０５的成熟胚诱导出的愈伤组织及微不定芽为受体材料,分别采用基因枪和根癌农杆菌（ＬＢＡ４４０４,含ｐＡＬ４４０４）导入法进行基因转化;经抗性筛选、ＧＵＳ检测和ＰＣＲ分析。结果表明,外源基因已通过基