苹果蠹蛾不育昆虫释放技术研究进展

不育昆虫释放技术(sterile insect technique,SIT)是一种环境友好、可作为大面积害虫综合治理(AW-IPM)的防治技术,是以压倒性比例释放不育昆虫来减少田间同种害虫繁殖量的害虫治理方法。苹果蠹蛾Cydia pomonella(L.)是世界重要的梨果类害虫,现已入侵世界5洲71国。本文综述了苹果蠹蛾大规模饲养技术、辐射不育技术、释放技术3个关键环节的研究与技术进展,主要包括:苹果蠹蛾人工饲料、实验种群建立、饲养设备与条件、收集和质量评估、长距离运输、辐射源与设备、辐射剂量与敏感性、释放方法、释放标记和释放量等,并介绍了各国采用SIT技术的应用效果。苹果蠹蛾在我国新疆、甘肃、宁夏、内蒙、黑龙江、吉林6个省区发现,对我国苹果产业安全生产构成严重威胁,我国很有必要引进并建立苹果蠹蛾SIT防治技术体系。     

苹果蠹蛾的综合防控和遗传控制研究进展

苹果蠹蛾是仁果类水果的重要检疫害虫,在世界各地造成了巨大的经济损失。目前对其化学防治、化学生态调控、病毒等防治方法研究较多,但仍不能满足防控该害虫的需要,对新型防控技术的需求日益增强。不育昆虫释放技术(SIT)是一种可控制甚至根除靶标害虫的环境友好型防控技术,但传统SIT技术存在一定的局限性,如较难区分性别与筛选雌雄虫、辐射不育昆虫的交配竞争力和适合度降低等问题,这些缺陷随着昆虫遗传修饰技术的发展将得以解决,并将在害虫防控进程中起到积极作用。本文综述了苹果蠹蛾主要防控技术研究现状,介绍了通过遗传修饰技术改善SIT的技术策略,并综合分析了我国开展苹果蠹蛾遗传修饰研究情况和将其应用在苹果蠹蛾防控体系中的可行性及优势。     

遗传不育技术在蚊媒疾病防控中的应用

疟疾、登革热等重大传染性蚊媒疾病严重危害人类健康,且目前缺乏有效的药物和疫苗,防治埃及伊蚊、冈比亚按蚊等媒介昆虫是控制和消除这些疾病的有效手段。化学杀虫剂的大规模使用在一定程度上控制了疾病的传播,但其抗药性和环境污染等问题也随之而来。分子生物学的飞速发展为昆虫不育技术(SIT)的更新及害虫防治提供了新的策略,由此发展起来的以释放携带显性致死基因昆虫(RIDL)为代表的一系列遗传不育技术为蚊虫种群防控提供了更加有效的选择。本文概述了遗传技术在蚊虫防控中的应用进展,包括蚊虫遗传防治的历史和策略,阐述了RIDL技术体系的原理,同时介绍了相关遗传控制品系和已经开展的田间释放研究,展示了遗传修饰不育技术在蚊媒疾病防治中的巨大潜力。     

Cramp转基因小鼠的构建及鉴定

目的建立系统性表达Cramp转基因模型小鼠,为研究Cramp在衰老中的作用提供模型动物。方法把Cramp cDNA插入系统性表达CMV启动子下游,构建转基因表达载体,显微注射法建立Cramp转基因小鼠。PCR鉴定转基因小鼠的基因型,用RT-PCR和Western blotting方法筛选高表达品系。结果成功构建Cramp cDNA转基因载体,建立了Cramp转基因小鼠,通过RT-PCR和Western blotting方法筛选出3个高表达品系。结论建立了系统表达Cramp转基因小鼠,转入的Cramp基因在骨髓、脾脏、肝脏等组织高表达,为研究Cramp基因在衰老中的作用及机制提供了动物模型。     

转基因抗虫棉Bt基因插入区碱基组成分析

利用TAIL－PCR的方法克隆不同来源的转基因抗虫棉中外源基因插入区的侧翼序列并对其进行序列和结构分析,结果表明,同一个较基因的单构自交得到的不同株系中外源基因插入区的两侧DNA序列完全相同,不同的转基因抗虫棉虫的外源基因插入位置各不相同,不同来源的转基因品种外源基因插入的上游侧翼片段含有一段残留质粒片段,外源基因插入的下游侧翼片段为富含AT碱基结构,其中泗棉3号转基因抗虫品系中下游侧翼片段的AT碱基高达92％,Southern杂交结果显示这些侧翼序列为高AT含量的多拷贝序列,序列中没有发现拓扑异构酶的结合位点。     

转基因小麦B73-6-1品系特异性定性 PCR检测方法的建立

以转基因小麦B73-6-1为研究对象,通过染色体步行技术,成功分离到B73-6-1上pAHC25质粒外源基因插入位点的3'端旁侧序列,其扩增片段覆盖了转化载体及转基因小麦基因组旁侧序列。同时根据旁侧序列设计引物,建立品系特异性定性PCR检测方法,以典型的转基因作物证明该方法检测B73-6-1具有高特异性。该方法特异性好、灵敏度高, 可快速、准确、高效地检测转基因小麦B73-6-1品种。     

转基因鱼的研究进展与商业化前景

转基因技术为鱼类育种开辟了新的途径。目前已培育出转生长激素基因鲤、鲑和罗非鱼,转荧光蛋白基因斑马鱼与唐鱼等可稳定遗传的转基因鱼品系,其中快长转生长激素基因鱼的获得对于提高水产养殖的产量与养殖效益具有十分重要的意义。文章简要综述了转基因鱼应用研究的成就、相关技术及生态安全方面的研究进展。显微注射仍是目前基因转植的常用方法,应用转座酶或巨核酸酶介导的转基因新技术可提高基因转植效率与整合率。转基因元件的选择应尽量考虑"全鱼"基因或"自源"基因,以减少转基因鱼食用安全方面的顾虑同时也有利于转植基因的表达与生理功效的发挥。生态安全是转基因鱼商用化面临的最大问题。虽然有研究显示转基因鱼与传统的选育鱼类相比适合度较差,但由于环境与基因型间的相互作用,根据实验室获得的转基因鱼对生态影响的结果,难以预测转基因鱼一旦逃逸会对自然水生态环境产生怎样的影响。因此应建立高度自然化的环境以获得可靠的数据客观评价生态风险,有效的物理拦截、不育化处理等生物学控制策略仍是保证转基因鱼安全应用的关键措施。     

转基因插入对水稻花粉活力和杂交结实的影响

以花粉活力和杂交结实率评价转基因插入对水稻品种异交潜力的影响.选用含bar、crylAb、BADH和Xa21等4种基因的5份转基因水稻品系研究转基因插入对转基因受体品种花粉离体萌发率的影响.结果表明,不同受体品种花粉离体萌发率差异显著;转基因水稻花粉离体萌发率在0.416～0.584间,与受体品种(0.004～0.574)相近;转基因品种与相应受体品种间花粉离体萌发率差异不显著.对所选配的26个人工杂交组合杂种结实调查表明,bar、crylAb基因的插入对受体品种杂交结实率影响显著,而Xa21基因的插入对受体品种杂交结实率影响较小;转基因水稻品种(花粉供体)与非转基因水稻品种的杂交结实率变幅为0.056～0.13,在受体品种(花粉供体)与非转基因水稻品种的杂交结实率范围(0.052～0.417)之内.本研究花粉离体萌发和杂交结实结果表明转基因的插入对水稻品种异交潜力的影响甚微.     

抗除草剂转基因大豆插入拷贝数及其旁侧序列分析

目的:确定抗除草剂转基因大豆外源基因拷贝数和其插入位点侧翼序列.方法:采用绝对定量PCR法测定转EPSPS基因大豆中外源基因拷贝数,内参照基因标准曲线选用大豆凝集素(Lectin)基因为标准品,外源基因标准曲线以含EPSPS基因的阳性质粒为标准品.采用基因组步移技术和巢式PCR方法确定抗除草剂转基因大豆插入位点旁侧序列.结果:抗除草剂转基因大豆外源基因的拷贝数为1.CaMV35S上游扩增887bp,NOS下游扩增1 340bp.结论:明确了EPSPS外源基因在转基因大豆中为单拷贝,转基因大豆插入位点附近大豆基因组发生了DNA重排.     

神经组织特异表达CTF1转基因小鼠的建立

目的建立神经组织特异表达CTF1的转基因模型小鼠,为研究CTF1生物学功能及与老年痴呆等疾病发病机制的关系提供工具动物。方法把CTF1基因插入神经组织特异的启动子PDGF下游,构建转基因表达载体,显微注射法建立C57BL/6J CTF1转基因小鼠。PCR鉴定转基因小鼠基因型,采用Western Blot方法鉴定CTF1在脑组织中的表达,对转基因小鼠脑组织进行石蜡切片,HE染色,显微镜观察组织结构形态的改变。结果建立了2个不同表达水平的CTF1转基因小鼠品系。转入的CTF1基因在脑组织的表达水平均高于同龄对照小鼠。组织学分析显示CTF1转基因小鼠大小脑组织基本结构形态未见异常。结论成功建立了稳定遗传的神经组织特异表达CTF1转基因小鼠品系,为CTF1的生物学功能及与老年痴呆等疾病发病机制关系的研究提供了有力的模型工具。     

大白菜显性核不育基因向白菜型油菜上转育的遗传研究

利用大白菜的显性核不育基因向白菜型油菜上转育,成功地育成了白菜型油菜３种不育系。其配合力测定的总趋势：甲型不育＞全不育＞乙型不育。经遗传分析、选育,找到了上位显性核互作恢复基因（Ｍｓ）,它对核不育基因（Ｓｐ）具有上位恢复作用。育性是由２对显性核不育基因（Ｓｐ－）和上位显性核互作恢复基因（Ｍｓ－）控制的。并弄清了其相应遗传模式。     

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。     

萍乡显性核不育水稻育性相关基因的定位和遗传分析

萍乡显性核不育水稻(Pingxiang Dominant Genic Male Sterile Rice,PDGMSR)是在水稻中首次发现的显性核不育材料,其育性由两对显性基因互作控制,一对是萍乡显性核不育基因Ms-p,另一对是显性上位恢复基因(dominant epistatic fertility restorer gene,Rfe)。两者共同存在时显性上位恢复基因能抑制不育基因的表达,从而使育性表现可育。本实验用一个对萍乡显性核不育水稻有恢复能力的水稻品种E823与萍乡显性核不育水稻配制杂交组合,将(萍乡核不育水稻/E823)F2作为定位群体,根据F3株系的育性分离,选择育性分离株系对应F2单株(基因型为Ms-pMs-pRefrfe和Ms-pms-pRferfe)构建可育池,用对应F2株系中的不育单株(基因型为Ms-pMs-prferfe或Ms-pms-prferfe)构建不育池,将显性上位恢复基因Rfe定位在水稻10染色体RM311和RM3152一侧,遗传距离分别为7.9cM和3.6cM。根据已有的Ms-p的定位结果,合成10染色体部分微卫星引物,对不育单株进行分析,发现RM171和RM6745位于Ms-p的两侧,距离分别为0.3cM和3.0cM。根据10染色体的测序结果,将Ms-p界定在约730kb的范围内,并构建了Ms-p的电子重叠群。植物显性核不育的育性恢复机理存在“复等位基因”和“显性上位互作”两种假说,贺浩华等用经典的遗传学方法证明了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。理论上认为,确定其遗传机理最为有效的方法是基因定位,如果不育基因和恢复基因位于同一位点,则其遗传机理属于“复等位基因”,否则为“显性上位互作”。本实验将不育基因和恢复基因定位在水稻10染色体不同的位点,用基因定位的方法证实了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。     

A new method for hybrid seed production based on cytoplasmic male sterility combined with a lethal gene and a female sterile pollenizer in Capsicum annuum L.

Summary A new improved method for hybrid seed production was successfully tested. This method is based on using a cytoplasmic male sterile line possessing a lethal gene with action that can be easily inhibited and a female sterile pollenizer. The lethal gene ensures 100% purity of the F₁ crop. The female sterile pollenizer provides a permanent abundant flowering with excess of pollen grains that leads to increased hybrid seed production without additional labour expenses. The described scheme is applicable for other crops as well.     

小麦中雄性不育同源序列的分离、鉴定及表达分析

利用拟南芥中已克隆的雄性核不育基因MS2和水稻中假定雄性不育蛋白的保守区域,设计一对简并引物,并在太谷核不育小麦可育株及不育株花药中进行扩增,得到了一条134bp的片段。以该片段为基础,通过电子延伸得到一个长为1604bp的序列,该序列编码的氨基酸包含一段由200个氨基酸组成的雄性不育保守区。RT-PCR结果表明,该雄性不育同源序列只在小麦可育花药中表达,而在小麦败育花药、叶片和根中不表达,说明该雄性不育同源序列为花药发育特异基因。     

Rapid Male-Specific Regulatory Divergence and Down Regulation of Spermatogenesis Genes in Drosophila Species Hybrids

In most crosses between closely related species of Drosophila, the male hybrids are sterile and show postmeiotic abnormalities. A series of gene expression studies using genomic approaches have found significant down regulation of postmeiotic spermatogenesis genes in sterile male hybrids. These results have led some to suggest a direct relationship between down regulation in gene expression and hybrid sterility. An alternative explanation to a cause-and-effect relationship between misregulation of gene expression and male sterility is rapid divergence of male sex regulatory elements leading to incompatible interactions in an interspecies hybrid genome. To test the effect of regulatory divergence in spermatogenesis gene expression, we isolated 35 fertile D. simulans strains with D. mauritiana introgressions in either the X, second or third chromosome. We analyzed gene expression in these fertile hybrid strains for a subset of spermatogenesis genes previously reported as significantly under expressed in sterile hybrids relative to D. simulans. We found that fertile autosomal introgressions can cause levels of gene down regulation similar to that of sterile hybrids. We also found that X chromosome heterospecific introgressions cause significantly less gene down regulation than autosomal introgressions. Our results provide evidence that rapid male sex gene regulatory divergence can explain misexpression of spermatogenesis genes in hybrids.     

mRNA differential display between sterile and fertile anther of rice and analysis of cDNA differential fragments

Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙ(ＣＭＳ)ｉｎｈｉｇｈｐｌａｎｔｓｉｓａｍａｔｅｒｎａｌｌｙｉｎｈｅｒｉｔｅｄｔｒａｉｔｔｈａｔｓｕｐｐｒｅｓｓｅｓｖｉａｂｌｅｐｏｌｌｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｉｓｅｘｔｒｅｍｅｌｙｖａｌｕａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｙｂｒｉｄｓｅｅｄｓ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＭＳｒｉｃｅｔｏｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｙｂｒｉｄｒｉｃｅｖａｒｉｅｔｉｅｓｈａｓａｌｒｅａｄｙｂｅｅｎａｖａｉｌａｂｌｅｉｎＣｈｉｎａｓｉｎｃｅ1976.Ｉｎｒｅ…     

新型重组AAV5/5载体及包装系统

本研究组建了一种可用于规模化生产的以重组单纯疱疹病毒为辅助病毒的AAV5/5载体包装系统。首先,将5型腺相关病毒 (AAV5) 的rep和cap基因插入I型单纯疱疹病毒 (HSV-1) 基因组非必需基因UL2中,获得重组病毒rHSV1-rep5cap5。其次,构建一种携带AAV5 ITR的通用型载体质粒pAAV5neo,将报告基因EGFP插入pAAV5neo中,得到pAAV5neo-EGFP质粒。将pAAV5neo-EGFP质粒导入BHK-21细胞,用G418选择培养,挑选出表达EGFP并在重组病毒rHSV1-rep5cap5感染下能高效产生rAAV5/5-EGFP的单克隆载体细胞株C020。用rHSV1-rep5cap5感染C020细胞制备rAAV5/5-EGFP,用“氯仿处理-聚乙二醇/氯化钠-氯仿抽提”方法粗纯化rAAV5/5-EGFP。用100 kDa分子量截流超滤方法进一步纯化和浓缩,获得高纯度的rAAV5-EGFP。SDS-PAGE电泳分析可见3条特征性外壳蛋白带。电镜分析显示病毒颗粒以实心颗粒为主。用rAAV5/5-EGFP病毒按1×105 vg/cell感染体外培养的HEK293细胞,可见30％细胞呈现绿色荧光。本研究提出了一种高效AAV5/5载体生产系统和纯化方法,为重组AAV5载体的进一步应用提供了基础。     

辣椒雄性核不育基因的遗传研究及其在杂交育种中的应用

辣椒(Capsicum annuum L.)雄性核不育和核-质互作型不育类型已在杂交种的选配中得到应用。核不育类型由细胞核内的基因控制,而核-质互作型雄性不育则由细胞核和细胞质内的基因共同控制。综述了辣椒雄性不育的遗传及其杂交育种的研究进展,包括辣椒连锁遗传图谱的构建、核基因的定位、连锁分子标记的发展,为深入研究辣椒雄性不育的遗传机理及基因克隆提供参考。