玉米转基因研究进展

玉米的转基因研究是国内外植物分子生物学研究的热点之一。自1990年以来,玉米转基因研究取得了显著进展,目前已有转基因的抗虫、抗除草剂玉米杂交种进入商品化生产。从玉米转化受体系统、转化方法、筛选方法以及外源基因在转基因后代中的遗传表达等方面,论述了玉米转基因研究方面的最新研究进展。     

农杆菌介导的玉米遗传转化研究进展

农杆菌介导的转基因法是目前玉米遗传转化的主流方法之一。目前,模式玉米种质幼胚的转化体系已程式化,且开发了新筛选基因和获得不含筛选基因转基因玉米的方法,但是大多数育种骨干自交系转化频率低和转化受体基本上是幼胚。从农杆菌、受体及培养条件多方面各种因素对问题进行分析,多数研究认为针对特定基因型和受体材料建立好的受体再生系统,结合高效率农杆菌转化体系,获得多目的基因聚合(无其它外源片段)的转基因玉米将是农杆菌介导玉米转化体系研究的最终目标。本文主要从农杆菌介导(转基因)法应用于玉米遗传转化的历史、现状、问题等方面进行综述,为同领域的研究者提供一定的参考。     

玉米遗传转化的研究进展

自从１９８８年首次获得玉米转基因完整植株以来,玉米遗传转化技术的研究取得了许多重要进展,抗虫、抗除草剂的转基因业已率先应用于玉米的商品化生产。作者对近年来玉米遗传转化技术所取得的重要进展及其在玉米品种改良中的应用前景进行了论述。     

转基因抗虫玉米发展现状与展望*

转基因抗虫玉米的商业化种植,成为大幅提高农业生产力的主要推进器之一。近年来,转基因抗虫玉米产业化规模不断扩大,有效控制了靶标害虫的发生危害,降低了化学杀虫剂的施用,为粮食安全与农民增收提供了重要保障。介绍了全球转基因抗虫玉米的发展现状,分析了与转基因抗虫玉米种植相关的生态问题,并提出了推进转基因抗虫玉米在我国产业化的相关建议。     

转基因玉米的研究进展和食用安全性评价

玉米是我国重要的粮食作物和饲料作物。目前转基因技术作为生物育种技术的代表,已成为国际上育种的前沿和核心技术。世界各国利用转基因技术相继研发了具有多种优良性状的转基因玉米,创造了巨大的经济效益;同时统一、有效的监管措施是转基因玉米研发、推广和商业化的重要基础。食用安全性评价是有效监管的前提。针对转基因玉米的商业化和控制玉米重要性状基因的研究进展进行了综述,并对转基因玉米的食用安全性评价进行归纳分析,以期为我国转基因玉米的研发、管理和推广提供理论参考。     

玉米遗传育种过程中运用基因工程概论

本文介绍了转基因玉米的转化途径,主要有农杆菌介导转化法、基因枪法、花粉管通道法、碳化硅纤维介导法等,并分析了抗虫转基因玉米、抗除草剂玉米、利用转基因玉米作载体生产特殊蛋白等转基因玉米的种类。     

转SAMS基因玉米自交系获得及抗旱性分析

以玉米自交系‘掖478’的茎尖为受体,采用农杆菌介导法将小麦抗旱SAMS基因转入玉米中,用PCR和RT-PCR法对转化玉米进行检测,并以18%PEG-6000模拟水分胁迫对T1代转基因玉米和非转基因玉米进行抗旱性分析。结果显示:(1)共转化518个玉米芽,得到453株转化苗。获得T0代阳性植株16株,转化率为3.53%,有14株自交结实,经RT-PCR检测,T1代转基因玉米有9个株系为稳定遗传阳性株系。(2)在同一水分胁迫时间下,转基因玉米的叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量和SOD活性均高于非转基因玉米,而转基因玉米叶片的电导率、MDA含量均低于非转基因玉米。在60 h水分胁迫处理下,转基因玉米叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量和SOD活性比非转基因玉米上升8.16%、20.02%、32.21%、22.77%,而转基因玉米叶片的电导率、MDA含量比非转基因玉米下降14.38%、29.41%。研究表明,通过导入SAMS基因,可以提高玉米的抗旱性。     

玉米转基因成分筛查策略

本研究通过查阅相关数据库中转基因玉米品系中的常用遗传转化载体中含有的调控元件和标记基因,并结合目前国内外现有转基因检测标准方法,建立了基于P-CaMV 35S、T-NOS、Bar基因、Pat基因、Cp4-epsps基因、NPTⅡ基因、cry1A基因、P-Rice actin、phy结构特异性片段等9种元件/基因实时荧光PCR方法的玉米转基因筛查策略,并对32种转基因玉米进行筛查实验测试,结果表明本筛查策略可覆盖30种独立性状转化体。同时还构建了包含玉米内标基因及9种目标元件/基因序列的质粒分子,经过验证该质粒分子具有良好的可替代性,可作为阳性对照与本检测方法配套使用。     

玉米Ubi－1启动子在可育转基因玉米植株中的表达活性

本工作将玉米泛素基因－1启动子（Ubi-1)与大肠杆菌β－葡萄糖苷酸酶基因（gus,uidA)的编码区融合,通过基因枪粒子轰击方法转化来自水成熟胚盾片组织的I－型愈伤组织,经PPT选择获得可育的玉米转基因植株,并采用组织化学方法分析了Ubi-1启动子驱动的gus基因在不同组织,细胞中的表达活性,发现gus基因在除花药壁以外的其它所试组织中均可以有效表达。Ubi：GUS在花粉,卵细胞中T1代转基因植株未成熟胚中的表达显示该启动子在植株发育的早期阶段即具有活性。对T0代转基因植株的花粉进行GUS组织化学染色,gus基因呈1：1分离,显示外源基因在转基因植株中以孟德尔方式遗传。同时发现,使用玉米本身的启动子Ubi-1可以降低外源基因在转基因玉米中的拷贝数,进而避免基因沉默现象的发生。目前已得到第二代转基因种子。     

国内玉米病虫害防治与转基因玉米的应用前景探究

随着转基因大豆、马铃薯、油菜等许多转基因作物走进人们的生活,转基因玉米也进入人们的视野。玉米是重要的食物、饲料和工业原料,种植面积仅次于小麦和水稻,在世界粮食生产中占有重要的地位。玉米虫害是一个防不胜防的问题,由于虫害的原因,全中国乃至全世界的范围的玉米都在减产。转基因玉米的出现对玉米虫害防止问题有了新的希望。本文针对国内玉米病虫害的种类和防治进行分析,进而分析了转基因玉米对于病虫害防治的优势,最后分析了转基因玉米在玉米病虫害防治过程中的应用前景。     

Resistance of Maize Landraces to the Maize Weevil Sitophilus zeamais Motsch. (Coleoptera: Curculionidae)

The maize weevil Sitophilus zeamais Motsch. is an important pest of maize that attacks the grain both in the field and during storage. The damage caused by the maize weevil S. zeamais on maize landraces, Amarelo Antigo, Asteca, Caiano, Carioca, and Ferrinho, was evaluated by no-choice tests under laboratory conditions. The commercial varieties Sol da Manh?, BR 106, BR 451, and the synthetics PC 0203 and PC 9903 were evaluated for comparisons with the maize landraces. The parameters evaluated were susceptibility index, number of weevil progeny, development time, weevil progeny dry weight, and grain dry weight loss. The landraces were more susceptible to the maize weevil as compared to the commercial varieties. Based on the cluster analysis, two groups of susceptibility to the maize weevil were observed: one of more susceptible populations formed by local landraces and BR 451, and another less susceptible, with commercial varieties, synthetics, and the landrace Amarelo.     

促进植物高效遗传转化的发育调节因子及其在玉米中的应用进展*

高效遗传转化技术体系的建立对植物功能基因组学研究和作物新品种的培育均具有促进作用,目前,再生效率低下是限制许多植物高效遗传转化体系建立的主要技术屏障之一。随着对植物分生组织和体细胞胚形成过程研究的深入,鉴定到了一些关键调控基因,统称为发育调节因子。发育调节因子应用于植物遗传转化后,可以有效改善植物分生组织诱导和再生能力,为提高遗传转化效率提供了重要机遇。综述了7类发育调节因子在提高植物遗传转化效率中的研究进展,重点介绍了其中3类在促进玉米遗传转化中的应用,最后展望了建立植物高效遗传转化体系的发展方向。     

玉米核雄性不育的分子机制研究与应用分析

玉米细胞核雄性不育突变体是研究花粉发育和减数分裂的理想材料,也是杂种优势利用的重要种质资源。随着分子生物技术的快速发展,部分玉米细胞核雄性不育基因陆续被成功克隆,为其在工程不育化杂交种生产中的应用奠定了基础。综述了近年来对玉米细胞核雄性不育的细胞学鉴定、基因克隆和分子机制的研究进展,并对其应用途径和前景进行了分析。     

Novel and potential application of cryopreservation to plant genetic transformation

The world population now is 6.7 billion and is predicted to reach 9 billion by 2050. Such a rapid growing population has tremendously increased the challenge for food security. Obviously, it is impossible for traditional agriculture to ensure the food security, while plant biotechnology offers considerable potential to realize this goal. Over the last 15 years, great benefits have been brought to sustainable agriculture by commercial cultivation of genetically modified (GM) crops. Further development of new GM crops will with no doubt contribute to meeting the requirements for food by the increasing population. The present article provides updated comprehensive information on novel and potential application of cryopreservation to genetic transformation. The major progresses that have been achieved in this subject include (1), long-term storage of a large number of valuable plant genes, which offers a good potential for further development of novel cultivars by genetic transformation; (2), retention of regenerative capacity of embryogenic tissues and protoplasts, which ensures efficient plant regeneration system for genetic transformation; (3), improvement of transformation efficiency and plant regeneration of transformed cells; (4), long-term preservation of transgenic materials with stable expression of transgenes and productive ability of recombinant proteins, which allows transgenic materials to be stored in a safe manner before being analyzed and evaluated, and allows establishment of stable seed stocks for commercial production of homologous proteins. Data provided in this article clearly demonstrate that cryo-technique has an important role to play in the whole chain of genetic transformation. Further studies coupling cryotechnique and genetic transformation are expected to significantly improve development of new GM crops.     

农杆菌介导的玉米遗传转化研究进展

本文就农杆菌介导的玉米遗传转化的技术要点及原理等进行了综述,并对各种影响农杆菌转化玉米效率的关键因子包括农杆菌的菌株与载体、标记基因、受体材料的基因型、来源和发育状态以及组织培养的条件等进行了讨论。     

Genetic modification; the development of transgenic ornamental plant varieties

Plant transformation technology (hereafter abbreviated to GM, or genetic modification) has been used to develop many varieties of crop plants, but only a few varieties of ornamental plants. This disparity in the rate and extent of commercialisation, which has been noted for more than a decade, is not because there are no useful traits that can be engineered into ornamentals, is not due to market potential and is not due to a lack of research and development activity. The GM ornamental varieties which have been released commercially have been accepted in the marketplace. In this article, progress in the development of transgenic ornamentals is reviewed and traits useful to both consumers and producers are identified. In considering possible factors limiting the release of genetically modified ornamental products it is concluded that the most significant barrier to market is the difficulty of managing, and the high cost of obtaining, regulatory approval.