TA29-barnase基因转化菜心

利用根癌农杆菌导入法, 以菜心带柄子叶为外植体, 对TA29-barnase基因转化菜心进行研究。获得转化植株,进行PCR、Southern blotting杂交和半定量RT-PCR检测, 表明目的基因已经整合到转化植株中, 并且目的基因在转基因植株花蕾中得到表达, 但是表达水平在不同转基因植株间存在差别; 转基因植株开花后, 均表现雄性不育, 不能产生花粉或产生没有活力的少量花粉, 自交不能结实; 用未转化植株正常花粉对雄性不育植株进行授粉, 能够正常结实; 保持系(未转化植株)与不育株杂交后代中雄性不育株与可育株的比例为1:1, 在杂交后代植株子叶期, 喷洒10 mg/L的PPT可以完全杀死可育株; 利用其他菜心品种为父本与不育株进行杂交, 获得的F1植株在生长势和产量方面表现优势, 表明开展菜心优势育种具有一定的潜力。     

以基因枪介导获转ps1—barnase基因的工程雄性不育水稻植株

以ps1-barnase(brn)为目的基因,pHcintG(PG)为选择/标记基因进行共转化,以PDS-1000-氦气基因枪介导,将brn及PG基因转化到水稻台北309及秋光的核DNA中,得到了转ps1-barnase基因的工程雄性不育植株。以悬浮细胞作为基因枪轰击的靶材料,转化植株再生频率较初级愈伤组织的为高。转brn基因植株的其他主要性状与供体亲本无显著差异,但却表现不育。其不育的程度在不同的植株之间表现不同。在转brn基因植株中观察到全不育(占全部brn阳性植株的40.6％)、高不育(占15.6％)及半不育的个体(占43.7％)。全不育的转基因植株自交完全不能结实(结实率为零),除个别植株外,花粉完全不被I-KI染色;而人工授以正常的花粉则可以获得杂交种子。而brn基因的阴性植株及未进行转化的对照植株则完全可育,表明转基因植株之雄性不育乃brn基因所致。结果表明,brn基因在水稻中是完全可以正常表达的,其表达的时期推测在花粉母细胞减数分裂前至花粉形成之间的整个时期。     

TA29-barnase基因转化甘蓝产生雄性不育植株

用PCR技术从烟草革新1号品种的总DNA中扩增了TA29基因的启动子和从解淀粉芽孢杆菌的总DNA中扩增了核糖核酸水解酶基因(barnse),将其构建成融合基因,并克隆于pCAMBIA2301载体上。通过根癌农杆茵介导转化甘蓝下胚轴,经Km选择压下连续选择、扩繁和进行生根培养,获得了甘蓝转基因植株。经GUS、PCR和Southernblot检测,证明TA29-bar-nase融合基因已经整合至转基因植株的染色体中。经花器官观察,转基因植株中有雄蕊退化的雄性不育和半不育植株出现。用正常花粉对不育株进行人工授粉,不育株能正常结实,这表明转基因不育植株的雌性器官发育正常,其不育性与TA29-barnse融合基因在转基因植株中的表达有关。     

由RTS-barnase嵌合基因的表达导致的雄性不育水稻植株

用PCR方法从水稻品种IR36的总DNA中扩增了RTS基因 5’调控区 (- 12 2 8～ 2 5 )顺序并与从解淀粉芽孢杆菌 (Bacillusamyloliquefaciens)染色体DNA中克隆的RNase(barnase)基因编码区构建了嵌合基因 ,通过根癌农杆菌介导转化水稻品种ZH11,所获得转基因植株的主要性状与供体亲本无显著差异 ,但开花后药壁不开裂 ,并且大多数植株的花粉不被I KI染色 ;自交条件下结实率为零 ,表现为完全不育 ;而用空载体转化所得到的植株及未转化的对照植株则是可育的。转基因不育株经人工授以正常的花粉 ,可以获得杂交种子。F1代的遗传分析结果表明 ,以单拷贝整合于不育植株基因组中的RTS barnase嵌合基因可以通过杂交遗传并且雄性不育性状与其存在直接相关     

TA29—barnase基因转化甘蓝产生雄性不育植株

用PCR技术从烟草革新1号品种的总DNA中扩增了TA29基因的启动子和从解淀粉芽孢杆菌的总DNA中扩增了核糖核酸水解酶基因（barnase）,将其构建成融合基因,并克隆于pCAMBIA2301载体上。通过根癌农杆菌介导转化甘蓝下胚轴,经Km选择压下连续选择、扩繁和进行生根培养,获得了甘蓝转基因植株。经GUS、PCR和Southern blot检测,证明TA29－barnase融合基因已经整合至转基因植株的染色体中,经花器官观察,转基因植株中有雄蕊退化的雄性不育和半不育植株出现,用正常花粉对不流株进行人工授粉,不育株能正常结实,这表明转基因不育植株的雌性器官发育正常,其不育性与TA29－barnase融合基因在转基因植株中的表达有关。     

高粱3197A雄性不育系热激处理后代的可育性遗传

对高梁细胞质雄性不育系3197A经热激处理后获得的可育结实后代进行了连续多代自交及回交观察,结果表明,由热激诱导的可育性变化不能稳定遗传。从H2代开始,其可育率逐代降低。到H5代,分离出的可育株数仅占观察植株总数的1．9％。H5代可育株与不育株花药总RNA与HSP70热激蛋白基因探针Northern杂交结果表明,H3A可育株均能与HSP70基因探针杂交,显示较强的杂交信号。而其不育株,有的完全不能与HSP70基因探针杂交,有的显示微弱的杂交信号。说明3197A雄性不育系热激可育后代的遗传稳定性与HSP70基因的转录状况有关。     

白菜雄性不育相关基因BcMF4基因功能的RNAi验证

BcMF4(Brassica campestris Male Fertility 4)是前一阶段从普通白菜 (Brassica campestris ssp. chinensis var. communis, syn. B. rapa ssp. chinensis var. communis)核雄性不育两用系的可育株中分离到的雄性不育相关基因。本研究根据BcMF4基因的cDNA序列设计两对特异引物, 从普通白菜花蕾cDNA中扩增出两个片断后连接至双元载体pBI12l中, 得到了RNAi (RNA interference) 植物表达栽体pBI-B4R, 并导入了农杆菌LBA4404菌株中; 通过组织培养途径转化菜心(B. campestris ssp. chinensis var. parachinensis), 72.2%的菜心转基因植株中45.8%的花粉为缩小而空瘪的畸形, 而且这些植株的花粉离体萌发率降低至23.7%; Northern杂交显示, 转基因植株的花粉畸形, 是由于BcMF4基因片段的插入使BcMF4基因的表达受到了抑制。结果表明, 采用RNAi技术下调了BcMF4基因的表达, 导致了菜心转基因植株部分花粉的不育, 证明BcMF4基因在普通白菜和菜心等白菜植物的花粉发育中起着重要作用。     

两份太空诱变玉米雄性不育突变体的遗传研究

从搭载神舟4号飞船的4份玉米自交系后代中选育出两份雄性不育突变体, 对其进行育性鉴定, 并分析不育性状的稳定性及遗传特点。以不育材料的不育株为母本, 同群体的可育株和其他自交系为父本进行杂交, 结合自交、回交分析其后代的育性表现; 同时, 以具有正常细胞质的自交系为母本, 育性完全恢复的测交F1植株为父本进行反交, 对其反交的F1及F2进行育性观察分析。结果表明：这两份不育材料不育株的花药内无花粉或含少量畸形花粉, 败育彻底, 花粉败育表现为典败型。不育性状在不同年份、不同季节、不同地点下稳定遗传, 属可遗传的单基因控制的隐性核不育类型。     

基因工程雄性不育烟草及其温度敏感性

将含有抗溴苯腈基因bxn和雄性不育基因的重组载体pTA29-Barnase/bxn导入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)后转化烟草(Nicotiana tabacum L.),得到33个转基因植株。在27℃/23℃培养的16株中,有7株表现部分不育,另9株全部可育。而在20℃/15℃培养的17株中,12株表现不育,5株表现部分不育。部分不育的植株上同时开放可育花朵和不育花朵,不过其中的不育花朵中的花粉萌发活力很低。将在20℃/15℃条件下表现不育的12个不育株从20℃/15℃温室移至27℃/23℃温室后30d左右,其中9株表现程度不同的育性恢复现象:5株表现部分可育,另4株表现完全可育;但仍有3株表现雄性不育。雄性不育花朵的花丝变短,花药皱瘪,不散粉。细胞学观察证明,转基因植株的花药绒毡层降解提早于四分体时期,至单核小孢子时期降解殆尽。     

利用Cre/lox重组系统建立反义基因工程雄性不育恢复系

利用Cre/lox重组系统中的Cre重组酶能特异性识别并介导两个同向lox位点之间DNA序列发生重组删除的特点,将TA29驱动下的反义豌豆卷须肌动蛋白基因置于两个同向lox位点之间并与Bar基因连锁,转化烟草Wisconsin 38后获得抗除草剂Basta的转基因植株.将Cre基因导入烟草Wisconsin 38建立雄性不育工程恢复系.反义Actin转基因植株与Cre转基因植株杂交获得F1,通过Cre重组酶将F1中的反义肌动蛋白基因表达盒删除实现育性的恢复.结果显示:来自豌豆卷须的肌动蛋白基因在Wisconsin 38烟草绒毡层中反义表达但未能导致明显的雄性不育,转基因植株在花器官形态、花粉形状、活力、结实、结籽等方面与野生型植株间无明显的差异.而获得的烟草Cre转基因工程恢复系除少量植株出现叶片褪绿、结果少等异常外,绝大多数植株形态结构及开花结果习性与野生型一致;其中3个Cre转基因工程恢复系与Actin反义肌动蛋白转基因植株TAA-3杂交后,杂交后代中的绝大多数反义肌动蛋白基因表达盒均被精确删除,表明将Cre/lox重组系统用于建立基于反义基因工程雄性不育的恢复系是可行的.     

雄性不育相关基因msLTP的反义RNA验证

根据普通白菜雄性不育相关的脂质转移蛋白基因(msLTP)的cDNA序列设计引物,从普通白菜花蕾的cDNA中扩增出312bp的片段,然后将该片段连接至双元载体pBI12l中,得到反义RNA植物表达载体并导入农杆菌LBA4404菌株中,通过农杆菌介导法转化菜心;利用PCR和Southern blot分析检测得到了25株转基因植株,转基因植株的花粉部分畸形或空瘪,花粉离体萌发率为38.56%,较未转化植株的萌发率(76.32%)降低了37.76个百分点.研究表明,反义RNA技术使msLTP基因沉默而导致了菜心转基因植株的部分花粉发育不良,说明msLTP基因在普通白菜和菜心等花粉发育中具有重要作用.     

改良菜心离体培养植株再生体系的研究(简报)

菜心(Brassica campestris L.subsp.chinensis Makino var.parachinensis Tsen et Lee)为十字花科芸薹属芸薹种中国白菜亚种中的一个变种,又名“菜薹”。它是我国南方特产蔬菜之一,在蔬菜的周年供应上有重要地位。目前迫切需要培育抗病虫、抗逆和具有其他优良农艺性状的新品种,以提高菜心的     

改良菜心离体培养植株再生体系的研究（简报）

This investigation has developed an efficient and fast method for plant regeneration from petiole of cotyledon explants of Brassica campestris L. subsp. chinensis Makino var. parachinensis Tsen et Lee. A medium was designed for B. campestris subsp. chinensis var. parachinensis to obtain the high frequency of shoot regeneration, which contained BAP 2 mg/L, NAA 0.75-1.0 mgL and 7.5 mg/L AgNO3 solution to the half of NH4+ concentration's MS basic medium. 60 mL/L coconut milk were added to all of media. In this method, frequency of shoot regeneration of "youqing caixin" reached as high as 91.2% and the number of shoots per explant reached as high as 4.7 plants. The result showed that there was a positive correlation between frequency of shoot regeneration and number of shoots per explant. The little shoots could be observed five days after inoculation and were formed directly. The inducing rate of roots of the shoots reached as high as 100% and the rate of viability of transferred mature plant reached higher than 95%. The regeneration period from petiole with cotyledon to a seedling was shorten to about 49 days. Factors influencing in vitro explant regeneration were studied.     

快速碱化因子基因BcRALF在菜心中的克隆及序列分析

快速碱化因子是近年来新发现的一种植物多肽类信号分子,广泛存在于高等植物中。通过已得到的普通白菜的快速碱化因子基因BcMF14（GenBank序列登录号EF523516）的核苷酸序列,在其编码框两侧设计引物,从菜心中克隆出该类信号分子基因,命名为BcRALF（登陆号：GU086228）。序列同源比对表明该基因与花椰菜、拟南芥等的快速碱化因子基因有很高的相似性,证明BcRALF属于快速碱化因子家族。蛋白质特征预测以及蛋白序列结构分析发现BcRALF蛋白包含有多个生物活性位点,符合其作为多肽类信号分子类蛋白的特征。     

Isolation and Molecular Characterization of RALF Like Gene BcRALF from Brassica campestris ssp.chinensis var.parachinensis

The rapid alkalinization factor (RALF) gene is a new found plant polypeptide signal molecule, wide spreading in higher plants. In this study BcRALF was cloned from Brassica campestris sspchinensis Makino varparachinensis based on BcMF14 (GenBank accession number EF523516) from Bcampestris ssp. chinensis var. communis cv. Aijiaohuang. The sequence of this gene was 273 bp (GU086228) and was identified as a rapid alkalization factor gene according to its high identity with Boleracea var botrytis BoRALF1 and Arabidopsis thaliana RALFL9. Protein characteristics and sequence structure were predicted, and moreover, many bioactive sites were found. The results showed that the characteristics of the BcRALF protein consistent with its category as a peptide signal molecule.     

Male Sterile Tobacco Plants Obtained by Genetical-Engineering

Chimaeric TA29-barnase gene was obtained by fusing tobacco anther-specific promoter TA29, barnase gene and NOS terminator and was inserted into a plant expression yector containing bromoxynil-resistant bxn gene and then introduced into tobacco plants. Some transgenic tobacco plants were resistant to 1.0 × 10-3 mol/L bromoxynil. At about 26℃, all of the 9 transgenic plants were male fertile; However, at 20℃, 7 out of 11 transgenic plants were male sterile.