CP4-EPSPS转基因棉花植株鉴定方法比较分析

CP4-EPSPS是从土壤农杆菌CP4菌株中分离得到的抗除草剂草甘膦基因,是转基因植物研究中最为常用的一种筛选标记基因。但是在CP4-EPSPS转基因植物后期筛选过程中仅凭简单的草甘膦抗性筛选并不能得到完全准确的鉴定结果,常会出现假阳性或漏选的情况。本研究以抗草甘膦转CP4-EPSPS基因棉花为材料,对PCR扩增、ELISA、CP4-EPSPS蛋白检测试纸条及草甘膦抗性四种转基因阳性植株筛选方法进行比较,从筛选结果的准确性、时效性、易用性及实惠性等不同方面综合分析了各种筛选方法的优缺点,结果表明ELISA、试纸条检测方法的准确性显著高于PCR检测与0.3%浓度草甘膦抗性检测,而试纸条检测操作更加便捷,因此建议将草甘膦抗性与试纸条检测方法结合起来使用。本研究结果为以CP4-EPSPS基因为标记筛选的转基因植物的室内及大田筛选提供实验依据。     

抗草甘膦转基因大豆PCR的检测

目的:建立快速、有效的鉴别转基因作物与非转基因作物及其产品的检测方法体系。方法:用抗草甘膦转基因大豆中的外源CaMV35S启动子和CP4-EPSPS基因引物,应用PCR方法,从中扩增出预期大小的DNA片段,将扩增产物回收后测序。结果:经同源性分析,扩增产物为CaMV35S启动子和CP4-EPSPS基因的一部分序列。结论:初步建立了转基因大豆的检测方法,同时讨论了PCR检测过程中假阴性和假阳性的原因。     

转基因大豆豆粕外源基因和蛋白在SD大鼠体内消化吸收分析

为了评估转基因抗草甘膦除草剂大豆的食用安全性,以20%的比例将转基因抗草甘膦除草剂大豆GTS40-3-2和其亲本非转基因大豆A5403豆粕分别添加到基础饲料中喂养两代Sprague-Dawley(SD)大鼠,采用定性、定量PCR和ELISA方法检测转基因大豆成分相关基因和蛋白在长期饲喂的大鼠体内代谢残留状况。结果表明,大鼠喂养转基因大豆豆粕后,除了大鼠肠粪和盲肠内容物检测到有转基因成分的残留,肠道菌群和实质脏器均未发现相关基因和蛋白。结果提示,长期饲喂转基因抗草甘膦除草剂大豆GTS40-3-2与亲本A5403大豆豆粕对SD大鼠具有同样的食用安全性。     

膨化对转基因豆粕CP4-EPSPS蛋白的影响

旨在研究转基因豆粕经挤压膨化后外源蛋白的变化规律.以CP4-EPSPS多克隆抗体和转基因含量为2％的大豆标准品作为材料,建立ELISA法定量检测抗草甘膦转基因大豆CP4-EPSPS蛋白的方法.结果表明,膨化豆粕中外源蛋白含量随着温度和含水率的升高逐渐降低,ELISA法检测低限达到0.25％,可以定量检测经过加工的转基因豆粕.     

一种安全高效大豆转化筛选体系的建立

以灭草烟作为筛选剂,利用基因枪法建立一种安全高效的大豆遗传转化体系.比较不同筛选剂对大豆胚尖外植体丛生芽诱导数目的影响.与卡那霉素、潮霉素和草胺膦等传统筛选剂相比,以灭草烟作为筛选剂可使丛生芽的数目增加1倍以上.克隆了拟南芥突变体csrl-2中突变的乙酰羟基酸合成酶基因(ahas),以其作为筛选标记基因,构建可利用灭草烟作为筛选剂的植物表达载体.利用基因枪法将该载体转化大豆,获得6棵灭草烟抗性植株,分子检测证明外源ahas基因整合到5棵转基因大豆植株的基因组中.     

抗草甘膦转基因大豆对非靶标节肢动物群落多样性的影响

在田间自然条件下,用直接观察法和吸虫器研究了抗草甘膦转基因大豆对豆田节肢动物群落的影响.结果表明,种植抗除草剂转基因大豆的豆田节肢动物群落和非转基因亲本大豆豆田节肢动物群落的物种数,优势集中性指数、多样性指数相似程度较高,它们之间差异不显著,说明抗除草剂转基因大豆对节肢动物群落多样性无明显影响.     

抗草甘膦转基因大豆对根际土壤细菌及根瘤菌的影响

转基因大豆是全球种植最广泛的转基因作物,抗除草剂是其最主要的转基因特性.微生物群落是土壤质量的监测指标之一,抗草甘膦转基因大豆及配施草甘膦是否影响大豆根际土壤细菌及根瘤菌群落尚不清楚.本研究基于大田试验,以非转基因亲本大豆‘中豆32’为对照(CK),分析转G10-epsps基因耐除草剂大豆SHZD32-01(GR)及配施草甘膦(GR+G)在大豆各生育时期对根际土壤细菌和根瘤菌的影响.结果表明: 与CK相比,GR、GR+G处理对苗期和成熟期根际土壤pH、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、NH₄⁺-N含量等产生影响;GR处理显著增加结荚期根际土壤细菌群落丰度及多样性,GR+G处理显著增加结荚期根际土壤细菌群落多样性,但显著降低苗期和结荚期根际土壤细菌群落丰度;GR、GR+G处理改变了部分优势细菌类群的相对丰度,但不同生育期根际土壤优势细菌类群均为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和放线菌门;GR、GR+G处理改变了根瘤菌类群的相对丰度,但未影响慢生根瘤菌和中华根瘤菌两种主要大豆根瘤菌的相对丰度,且GR+G处理结荚期根际土壤根瘤菌相对丰度显著降低.环境因子分析显示,根际土壤放线菌和根瘤菌群落丰度主要受土壤pH影响.抗草甘膦转基因大豆或配施草甘膦显著影响结荚期根际土壤细菌和根瘤菌,但其影响随大豆的生长而消失.     

油菜转抗草甘膦、抗虫基因获得双抗植株

以草甘膦为筛选剂,用农杆菌介导法将编码5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS）的aroA—M12基因和编码苏云金杆菌毒蛋白的Btslm基因导入到甘蓝型油菜优良品种湘油15号中。在用草甘膦对转化体进行筛选的基础上．对转基因再生植株进行了PCR检测、Southern blot和Western blot分析．结果证明外源基因确已导入到该油菜品种中,而且表达了相应的蛋白。对转基因植株进行抗草甘膦、抗虫性鉴定的结果表明．转基因植株具有抗草甘膦、抗虫的双重特性。研究结果还表明抗草甘膦的aroA—M12基因在植物基因转化中,既可以用作抗除草剂基因,又可以代替常用的抗生素标记,用作植物筛选标记基因。     

中国转基因大豆的产业化策略

大豆是事关人民生活和经济社会发展的重要农产品之一,提高大豆生产水平和增加自给能力,是中国农业生产必须解决的重大问题。由于中国耕地资源不足的限制,科技创新是提升大豆生产能力的唯一出路。转基因育种是推动大豆生产发展的颠覆性技术,对美国、巴西和阿根廷等世界主产国大豆产业的发展发挥了重要作用。经过20多年的科技创新,中国转基因耐除草剂和抗虫育种技术已经成熟,这些产品的产业化种植可显著降低大豆生产成本和提升单产水平。基于中国转基因大豆技术发展进度和大豆生产的国情特点,我们提出了采用如下策略科学有序推进产业化工作。一是,在产品应用时间上,按照单一耐草甘膦除草剂、多个基因耐草甘膦和草铵膦等多种除草剂,以及耐除草剂与抗虫等复合性状等产品,依次推进相关种子的产业化;二是,在产品区域布局上,按照靶标杂草和害虫的地理分布特点顶层设计各种耐除草剂和抗虫大豆产品的种植区域;三是,在生物安全管理上,研发应用抗性杂草和害虫种群监测与治理技术,延长转基因产品的使用寿命。同时,还要加强野生大豆资源的保护工作,降低转基因大豆基因漂移对野生大豆生物多样性的影响。     

大豆微核心种质对草甘膦的耐受性鉴定

以萌发初期大豆弯曲的子叶节为靶点,利用草甘膦(Roundup)点施鉴定法,分析了221份大豆微核心种质的草甘膦耐受性及其与抗草甘膦转CP4-EPSPS基因大豆AG5601的差异,结果表明,草甘膦对不同大豆种质的抑制程度与点施的草甘膦浓度呈正相关,Roundup稀释浓度为1/1000、1/10000时,草甘膦对大豆生长几乎无影响;Roundup稀释浓度为1/10时,草甘膦显著抑制大豆生长,导致植株死亡;Roundup稀释浓度为1/100时,不同大豆种质对草甘膦耐受性差异显著,并鉴定出对草甘膦具有较好耐受性的种质10份。虽然大豆微核心种质对草甘膦的耐受程度远远低于AG5601,但不同大豆种质对草甘膦耐受性存在显著差异,这为利用转基因和杂交转育技术培育抗草甘膦转基因大豆的受体或轮回亲本的选择提供了理论依据。     

转基因抗草甘膦油菜的检测方法

目的:建立检测田间转基因抗草甘膦油菜的方法。方法:用CTAB法提取DNA,经PCR分别扩增内参基因BnACCg8,及抗草甘膦外源基因CP4-EPSPS、FMV 35S启动子和E9 3’终止子等4种基因的片段,以琼脂糖凝胶电泳对扩增产物进行分析比对。结果:抗草甘膦油菜中分别扩增出与外源基因FMV 35S启动子、E9 3’终止子和CP4-EPSPS大小一致的片段。结论:该方法能有效地用于转基因抗草甘膦油菜的检测。     

抗草丁膦和抗草甘膦转基因油菜的抗性基因向野芥菜的流动

通过人工去雄授粉和田间隔行种植试验,研究了抗草丁膦和抗草甘膦转基因油菜(Brassica napus)中的bar基因和EPSPS基因向野芥菜(B. juncea var. gracilis)流动的可能性。结果表明在人工授粉的情况下,以野芥菜为母本,分别以两种转基因油菜为父本,亲和性指数都很高,达13以上,与野芥菜自交或开放授粉条件下的亲和性指数没有明显差异,说明两种转基因油菜和野芥菜的亲和性较好。经两次除草剂筛选,人工杂交获得的所有F₁对相应的除草剂都表现出了明显的抗性,且经PCR检测扩增出了各自的特异性条带,说明人工杂交获得的所有F₁都携带了相应的抗性基因。F₁的适合度研究表明,两种F₁种子萌发率和母本都没有明显差异,营养生长明显好于母本。但花粉活力和结实率明显下降,携带抗草丁膦基因F₁的花粉活力和每角果粒数分别是32.4%和0.59粒,携带抗草甘膦基因F₁的花粉活力和每角果粒数分别是35.1%和0.58粒。经两次除草剂筛选和PCR检测,表明野芥菜和抗草丁膦油菜或与抗草甘膦油菜田间隔行种植分别能产生0.02%和0.014%的携带抗性基因的F₁杂种。以上结果表明抗除草剂转基因油菜的抗性基因具有向野芥菜流动的可能性,且bar和EPSPS基因向野芥菜流动的可能性类似,但对其可能引起的环境后果需要做进一步地深入研究。     

表达γ-亚麻酸的无筛选标记转基因大豆的鉴定

对所获得的9株无筛选标记基因的T1代莆豆8008转基因大豆的T2代进行了分析。PCR和Southern杂交检测表明标记基因已不存在于转基因株系中,同时目的基因以纯合或者杂合状态存在于部分株系中,除草剂抗性分析也表明这些转基因株系已不再具有抗除草剂的能力。Northern杂交检测表明Δ6-脂肪酸脱氢酶基因在转基因株系中可以转录。GC分析表明其中6个转基因植株富含GLA。     

抗除草剂转基因大豆后代遗传分析

分析了来源于农杆菌介导的4个独立的大豆转化系的后代遗传特性。分别采用种子切片GUS染色方法和除草剂涂抹以及喷洒方法检测gus报告基因和抗除草剂bar基因在后代的表达。其中3个转化系T1代gus基因和bar基因能够以孟德尔方式3：1连锁遗传,说明这2个基因整合在大豆基因组的同一位点。这3个转化系在T2代获得了纯合的转化系,并能够稳定遗传至T5代。有一个转化系在T1代GUS和抗除草剂检测都为阴性,但通过Southern杂交证明转基因存在于后代基因组,显示发生了转基因沉默。为了证明转基因沉默是转录水平还是转录后水平,T1代植物叶片接种大豆花叶病毒（SMV）并不能抑制转基因沉默,说明该转化系基因沉默可能不是发生在转录后水平。     

大豆遗传转化技术在转基因大豆研究中的应用

大豆是公认的难转化的作物,大豆的遗传转化还没有模式化。利用转基因技术的原理和方法,对大豆遗传体系进行优化,可以实现对大豆产量和品质的改良。综述了应用于大豆遗传转化的研究方法,浅谈转基因技术的重要性,对转基因发展方向进行了展望。现阶段大豆遗传转化的效率依旧偏低,无法形成规模化的转基因体系。因此,建立高效、快速、稳定的大豆组织培养再生体系,解决外源基因难导入的难题,使之广泛应用于大豆生产成为亟待解决的问题。     

通过构建三段T-DNA载体高频率获得无标记转基因大豆植株的研究

高频率获得无选择标记转基因植株有利于转基因植物的环境释放和安全性生产,农杆菌介导的共转化法是获得无标记转基因植株的方法之一。含二段T-DNA载体的共转化法已被人们成功应用,而二段以上T-DNA载体的共转化法还未见报道。基于这一目的,通过几个中间质粒构建了含有三段T-DNA的双元表达载体pNB35SVIP1,其中包含1个拷贝bar基因选择标记基因表达盒和2个拷贝VIP1目的基因表达盒。利用EHA101农杆菌菌系介导法转化大豆子叶节,经过在含3～5mg/L glufosinate培养基上多次筛选,获得了一定数量抗性再生植株,然后对抗性再生植株进行叶片涂抹除草剂、Southern blot和Northern blot检测,共鉴定出51棵T₀代转基因植株,转化频率0.83%～3.16%,二个基因的共转化频率为86.4%。在对T₁代群体进行叶片涂抹除草剂检测的基础上,不抗除草剂植株进行PCR、Southern blot和Northern blot检测,共鉴定出41棵无选择标记转基因植株,无标记植株获得率为7.6%。检测结果还表明,T₁代群体中22.7%的株系发生了基因丢失现象,27.3%的株系发生了bar基因沉默现象,目的基因在37.1%的无标记植株中发生了沉默现象。三段T-DNA的双元表达载体是获得无标记转基因植株的理想途径     

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.     

利用微滴数字PCR方法快速分析转基因玉米中外源基因的拷贝数

以玉米自交系501幼胚为受体材料,首先将来自球形节杆菌的EPSPS基因(G23V)按玉米密码子偏爱性进行优化与人工合成,并且将其克隆到表达载体pBAC9200中;然后利用农杆菌介导法将质粒载体转入玉米自交系501的幼胚中。经过愈伤诱导、草甘膦抗性筛选和分化培养最终获得14株转化再生植株。经PCR、RT-PCR检测表明,其中5株目的基因G23V-EPSPS稳定整合且在转录水平获得表达。随后,利用微滴数字PCR技术对外源基因拷贝数进行了检测分析,分析结果表明在5株阳性转基因植株中,外源基因G23V-EPSPS拷贝数分别为0.12、1.0、0.9、1.89和0.66,介于0~2之间。成功建立了草甘膦抗性基因G23V-EPSPS在玉米中的遗传转化体系,为以新型高抗草甘膦G23V-EPSPS基因作为转基因玉米筛选标记基因奠定了基础;而且以微滴数字PCR技术代替传统的Southern Blot简便快速的完成外源基因拷贝数的分析,为微滴数字PCR技术在转基因外源基因拷贝数检测上的广泛应用做了初步的探索。     

甜菜(Beta vulgaris L.)叶绿体转化体系建立及抗虫和抗除草剂植株的获得

为建立外源基因甜菜叶绿体转化体系,利用分子生物学方法构建了包含有编码苏云金芽孢杆菌晶体蛋白基因By crylAc 和编码膦丝菌素乙酰转移酶基因bar 的甜菜叶绿体转化载体pSKARBt/bar,以甜菜叶绿体基因组中atpB/rbcL做同源片段,以甜菜叶绿体16S启动子和终止子为调控基因,以bar矿基因为筛选标记基因.基因枪法转化甜菜叶柄,经筛选获得抗性转基因植株.对转基因植株进行外源基因 Bt crylAc和bar的PCR检测、DNA印迹分析,结果表明:外源基因Bt crylAc和bar确已导入到甜菜叶绿体基因组中.转基因植株除草剂抗性鉴定及其离体叶片虫试鉴定结果表明:转基因植株具有较强的杀虫活性和抗除草剂特性,表达了相应的蛋白质.研究结果还表明:bar基因在植物叶绿体转化中,既可以用作抗性基因,又可用作转化体筛选的标记基因.建立了甜菜叶绿体转化体系.     

根癌农杆菌介导的高效大豆遗传转化体系的建立

利用根癌农杆菌对来自大豆成熟种子的胚尖进行遗传转化,研究了影响农杆菌介导大豆转化的各种因素,建立了一套优化的大豆遗传转化体系。研究结果表明:菌株KYRT1比EHA105和LBA4404具有更强的侵染能力;较酸的共培养基(pH5.4)、较低的培养温度(22℃)均有利于提高转化效率;恢复培养和分步抗性筛选方式有利于提高抗性组织的存活率和分化率。同时应用这种优化的遗传转化体系,获得了7个大豆品系的转基因植株,转化频率为4.29%-18%。经过PCR和Southern分析证明外源的双价抗虫基因cryIA(c)和pta已经整合到大豆的基因组中。