根癌农杆菌介导转化谷子的影响因素

利用GUS报告基因,建立了农杆菌介导的谷子(Setaria italica)遗传转化体系,并研究了多种影响因素对转化效率的影响,包括受体基因型、外植体类型、菌液浓度、培养基中乙酰丁香酮的浓度、侵染时间和共培养时间.确定了最优的转化条件为:以谷子幼穗诱导的愈伤组织为外植体,用低浓度的农杆菌菌液侵染30～40min,然后在含有0.1mmol/L乙酰丁香酮的LS培养基上共培养2d.     

新疆杨高效遗传转化系统的建立

选择新疆杨(Populus alba L.var．pyramidalis Bge．)为遗传转化受体材料,为建立根癌农杆菌介导新疆杨高效遗传转化系统,从预培养时间、侵染时间、共培养时间、添加乙酰丁香酮(AS)的时机、共培养培养基中添加乙酰丁香酮浓度、侵染菌液的制备方法、外植体继代方式等7个方面优化筛选。结果显示较合适的转化系统为：预培养8h,农杆菌菌液(OD600=0．4)侵染15min,共培养5d,侵染菌液的最优制备方法是液体培养活化农杆菌2次加离心收集菌体重悬,共培养培养基中添加乙酰丁香酮80μmol／L。新疆杨叶盘转化频率可达38．10％。     

农杆菌介导GUS基因对多年生黑麦草转化的研究

通过检测愈伤组织中GUS基因的瞬间表达,研究农杆菌LBA4404/pCAMBIA1301介导多年生黑麦草的转化体系。通过对多年生黑麦草瞬间表达率的比较,确立了其遗传转化的最佳优化条件。研究发现,多年生黑麦草不同品种的转化率在25%~45%之间变化。多年生黑麦草遗传转化最佳优化条件是预培养10d的胚性愈伤组织、浓度为0.5~0.8OD的农杆菌菌液以及2d共培养时间。在共培养基中添加100μmol/L乙酰丁香酮能有效地提高植物瞬间表达率。两种侵染处理方法比较结果为滤纸滴加法比浸泡法更优。转化后对愈伤组织的干燥处理能抑制农杆菌过度繁殖,能改善愈伤状态,有利于提高转化率。     

农杆菌介导的墨兰遗传转化

转基因育种是快速定向改良兰花育种目标性状的有效方法,但迄今未见有关墨兰转基因育种的研究报道。试验以‘企剑白墨’墨兰Cymbidium sinensis cv.‘Qijianbaimo’的根状茎为受体材料,研究了影响农杆菌介导墨兰遗传转化效率的因素,以建立有实用价值的墨兰遗传转化技术体系。结果表明,受体的预培养时间、乙酰丁香酮的添加方式及浓度、农杆菌工程菌液浓度(OD600)、侵染时间和共培养时间均对‘企剑白墨’根状茎的GUS瞬时表达率有显著影响。以预培养39 d的根状茎尖为材料,在添加200μmol/L乙酰丁香酮,OD600为0.9的工程菌液中侵染35 min后,转入添加200μmol/L乙酰丁香酮的共培养基中培养7 d时,‘企剑白墨’根状茎的GUS瞬时表达率最高,为11.67%。采用上述条件对‘企剑白墨’墨兰进行遗传转化,经PCR鉴定和GUS染色检测,从400株再生植株中获得了3株转基因植株,转化率为0.75%。研究表明通过农杆菌介导法对墨兰进行遗传改良是可行的。     

根癌农杆菌对巴戟天遗传转化的影响因素

以巴戟天带节茎为材料,研究了根癌农杆菌对巴戟天遗传转化的影响因素。结果表明:外植体感染前先进行2 d预培养,对转化有一定促进作用;外植体与农杆菌共培养时间以3 d为宜;乙酰丁香酮能提高转化效率,抗性芽分化率可达18.0％;外植体与农杆菌共培养后延迟4 d选择,抗性芽分化率有所提高;硝酸银能抑制外植体表面农杆菌的生长,提高GUS阳性芽的比例,硝酸银浓度2 mg/L时,GUS阳性芽比例最高(42.9％)。     

农杆菌介导韭菜遗传转化相关因素的研究

以"汉中冬韭"韭菜品种为试验材料,用含有pCAMBIA3301质粒的根癌农杆菌菌株EHA105对影响韭菜遗传转化效率的多种因素进行研究。结果表明,诱导40 d的愈伤组织,GUS基因瞬时表达率达到93%,且最适宜于不定芽的分化;当乙酰丁香酮(AS)的浓度为100μmol/L时,愈伤的GUS表达率达到91%,植株再生率为7.9%,AS浓度增加时其值也不会增加;菌液OD600值为0.6侵染10 min时,与其他组合相比,外植体受伤程度小,GUS表达率及再生率最高;侵染后的愈伤共培养3 d后,农杆菌生长较少,GUS表达率为91.1%,而再生率达到7.2%,为最佳的共培养时间。通过试验得到韭菜遗传转化因素的最佳条件,为今后的遗传转化提供一些参考。     

EuFPS基因表达载体构建及对杜仲遗传转化的研究

本实验用EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切植物表达载体pSH737和含有目的基因的pUC-FPS,定向连接得到重组质粒pSH-FPS,将其导入农杆菌EHA105.采用农杆菌介导法对杜仲进行遗传转化,研究了卡那霉素(kanamycin,Km)浓度、预培养时间、菌液浓度及侵染时间、乙酰丁香酮(acetosyringone,AS)浓度、共培养时间等对杜仲遗传转化效率的影响.结果表明,选择无菌苗苗龄15 d的杜仲下胚轴,卡那霉素浓度50mg/L,农杆菌浓度OD600值0.3-0.6,侵染时间8 min,侵染时菌体重悬液中添加50 μmol/L乙酰丁香酮,共培养时间3 d,抗性芽的获得率最高.对再生植株进行GUS检测发现有45%的植株呈阳性.     

农杆菌介导佛手遗传转化主要影响因素的研究

采用根癌农杆菌介导的佛手叶盘转化法,在建立转海藻糖合酶基因(TPS)佛手体系过程中,对影响农杆菌转化频率的各种因素进行了研究。结果表明,佛手叶盘需在黑暗条件下MT培养基上预培养2-3d,与农杆菌共培养3d较合适;农杆菌菌液浓度OD600约为0.6-0.8,感染时间20min;抑制农杆菌生长的抗生素浓度以头孢霉素(Cef)250mgL-1和羧苄青霉素(Cb)250mgL-1且延迟筛选时间4d最好;共培养基中添加100μmol/L乙酰丁香酮(AS)和400mgL-1半胱氨酸(L-Cys)对佛手遗传转化有明显的促进作用。经GUS报告基因和PCR技术检测,初步证实TPS基因已整合到佛手基因组中,且GUS报告基因瞬时表达率为5.9%。     

影响根癌农杆菌介导甜瓜转化NP-1基因的外部因子研究

以新疆伽师、皇后两个甜瓜品种的子叶切块与农杆菌共培养,将NP-1基因导入甜瓜。以再生植株的PCR检测阳性和卡那霉素抗性作为转化植株的初步判定。研究了甜瓜转化的外部因子：甜瓜子叶外植体经3d预培养,重悬于MS液体培养基使菌液浓度达OD600为0．6后进行侵染8～12min,再经3d共培养对转化最为有利;在侵染前进行0．2mg／L甘露醇高渗处理可提高转化率6．6％,乙酰丁香酮在甜瓜的转化中并未有显著影响。转化中卡那霉素合适筛选压力为100mg／L,转化后抑菌氨苄青霉素浓度为500mg／L有利于获取转化植株,转化率可达到12％。     

蝴蝶兰花瓣瞬时转化体系建立

蝴蝶兰花器官中基因功能的研究受遗传转化效率低和遗传转化周期长的制约,而花瓣瞬时表达体系是一种快速分析基因功能的有效手段。该研究以蝴蝶兰‘大辣椒’花瓣和萼片为实验材料,通过农杆菌介导的瞬时转化方法,分析了侵染的菌液浓度、侵染时间、乙酰丁香酮浓度和共培养时间等4个因素对β-葡糖醛酸酶(GUS)报告基因表达效率的影响,以探寻其瞬时表达的最佳条件;并将查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因RNAi干扰载体瞬时转化蝴蝶兰花瓣,共培养3d后观察转化材料中花色表型以及色素的变化,并利用半定量RT-PCR来检测CHS基因转录水平的表达。结果表明:(1)农杆菌菌液OD600为0.6、侵染时间60s,在重悬液中添加150μmol/L乙酰丁香酮,共培养3d,GUS瞬时表达率最高(85.01%)。(2)转基因蝴蝶兰花瓣颜色明显变淡,色素含量降低。(3)半定量PCR检测表明,CHS基因的转录活性相比于对照组显著降低。该实验成功的在蝴蝶兰花器官中建立了一种快速基因功能验证方法,为后期蝴蝶兰基因功能研究和育种工作提供技术支持。     

农杆菌介导的植物转基因影响因素

农杆菌介导法是植物转基因常用的方法,具有费用低、拷贝数少、重复性好以及能转移较大片段等独特优点。转化率是农杆菌介导的植物转基因中的关键问题,多种因素影响着转化率的高低,包括菌株和载体的组合类型、农杆菌的生长状态和菌液浓度、抑菌抗生素、筛选系统中的筛选剂种类和选择压及筛选方法、共培养时间和共培养基的pH值、培养环境的光照度和温度、以及外植体接种方式等方面。     

根癌农杆菌介导的金发草遗传转化条件的优化

金发草(Pogonatherum paniceum)是一种多年生岩生草本植物,在生态恢复和景观建设中起着重要的作用。利用根癌农杆菌介导转化金发草胚性愈伤组织,通过GUS(β-葡萄糖苷酸酶)瞬时表达率研究菌液浓度、浸染时间、乙酰丁香酮(AS)浓度、葡萄糖浓度、共培养时间等因素对金发草转化的影响,并利用确定的最佳条件将GUS基因转入金发草,获得稳定表达转化植株。结果表明:菌液浓度(OD₆₀₀)为0.6,浸染时间为10min,添加20mg/L的乙酰丁香酮(AS)和10g/L的葡萄糖,共培养时间5d为最佳条件,GUS瞬时表达率最高。经过抗性筛选后最终获得阳性转基因植株频率为57%。再生植株经GUS染色和PCR检测证明,GUS基因已成功整合到金发草基因组中。此转化体系的建立为金发草的遗传改良及相关功能基因的研究奠定了基础。     

农杆菌介导的河北杨遗传转化体系的建立

以兼具生态和能源植物功能的木本模式植物——杨树(河北杨)为材料,研究了携带促生长基因(35S-DAS5)的根癌农杆菌载体介导的河北杨遗传转化若干因素对转化效果的影响。结果显示,较适宜的转化系统为预培养2-4 d,农杆菌菌液(OD600值为0.4)侵染20 min,共培养4 d,在含30 mg/L卡那霉素(Km)的培养基上诱导不定芽,生根培养基中Km的适宜浓度为10 mg/L。     

根癌农杆菌介导小麦幼胚遗传转化的影响因素

利用携带pC3301质粒(含bar和gus基因)的超毒根癌农杆菌菌株EHA105对普通小麦(Triticum aestivum L.)扬麦158进行了遗传转化,对筛选中的抗生素浓度、菌液浓度、共培养温度和时间、幼胚预培养时间、乙酰丁香酮(AS)浓度、洗涤用液及筛选方式等影响转化的几个重要因素进行了讨论.对从294个小麦幼胚外植体中转化得到的5株成活植株进行了PCR和Southern blot分析,结果表明其中2株小麦基因组中整合了外源DNA,转化频率为0.68%.     

Use of phosphomannose isomerase-based selection system for <Emphasis Type="Italic">Agrobacterium</Emphasis>-mediated transformation of tomato and potato

Two selection systems for Agrobacterium tumefaciens mediated transformation of tomato and potato were compared. In the tomato (Lycopersicon esculentum cv. Moneymaker), the highest transformation rate, 4.2 %, of cotyledon explants on mannose-selection medium was obtained when mannose/sucrose concentration in the regeneration medium was 5/15 g dm⁻³. The best transformation efficacy with the commonly used concentration of 100 mg dm⁻³ kanamycin as a selection agent was 9 %. In the potato (Solanum tuberosum cv. Bintje), the highest transformation frequency was 53.3 % when mannose concentration in the regeneration medium was 5 g dm⁻³ during the first 3 weeks after transformation and 10 g dm⁻³ afterwards. The optimum concentration of sucrose was 20 g dm⁻³. The transformation efficiency using kanamycin as a selection agent at a concentration 100 mg dm⁻³ was 33.3 % with potato. Our results demonstrate that the transformation efficiency using mannose selection is 1.6-fold higher for potato and about 2 times lower for tomato comparing with the ordinary protocol using kanamycin.     

真空渗透法转化油菜及转化种子的筛选

真空渗透遗传转化法首先在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中获得成功, 是一种简便、快速且无需经过组织培养阶段即可获得大量转化植株的基因转化方法。该研究以不同遗传背景的3个甘蓝型油菜(Brassica napus)品种(系)陕3B、L45和Mg23为材料, 对真空渗透遗传转化方法中真空渗透时间和Silwet L-77浓度与遗传转化效果的关系进行了比较, 同时对转化种子的筛选方法进行了优化。结果表明, 卡那霉素(Km)对油菜种子的萌发影响不显著, 但对其生长发育有明显的抑制作用。不同油菜品种对卡那霉素的敏感性不同, 各自的致死浓度也不一样。在0%-0.05%的浓度范围内, 随着Silwet L-77浓度的增加, 在相同的真空渗透时间内, 3个油菜品种的转化率逐渐升高。当Silwet L-77浓度为0.05%时, 10分钟的真空渗透时间可获得最高转化效率, 此时陕3B、L45和Mg23的转化率分别达到1.97%、2.09%和2.30%。     

农杆菌介导巨桉Eg5高效遗传转化

以巨桉(Eucalyptus grandis)无性系Eg5叶片为外植体, 探讨了农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)侵染时间、共培养pH值和共培养时间对瞬时转化效率的影响, 分析了不同筛选策略对遗传转化植株筛选效果的影响。结果表明, 外植体侵染45分钟, 共培养pH值为5.8, 共培养3天所得到的瞬时转化效率最高; 逐步提高卡那霉素(Km)浓度筛选转基因植株有效, 筛选率达到15%, 转化率达到0.26%。经过GUS染色分析和PCR检测, 证实为转基因植株。     

潮霉素在大麦遗传转化中的应用研究

以‘B1202’、‘U202’和‘云引1号’3个大麦品种(系)为试材,研究了潮霉素对大麦愈伤组织生长、分化及成熟种子的影响。结果表明:潮霉素对抗性愈伤的适宜筛选浓度为60 mg/L,分化阶段的适宜筛选浓度为40 mg/L,对转基因后代种子筛选以80 mg/L较为适宜,而不同材料对潮霉素的敏感性存在一定程度的差异。通过PCR检测采用农杆菌介导法转化获得的T0和T1代潮霉素抗性苗,结果证实在大麦遗传转化中采用潮霉素进行筛选是可行的。     

Cyanamide hydratase as selectable marker in potato

The selectable marker cyanamide hydratase/cyanamide was successfully used to generate transgenic potato plants from the cultivars Russet Burbank, Ranger Russet, Bintje, Desiree, Kardal and Pentland Dell. Up to 3,000 transgenics per person per year were produced. The efficiency of transgenic production varied among cultivars, and was in general 2–3 times lower than the transformation efficiency (TE) using the selectable marker kanamycin. Differences between cultivars in sensitivity to cyanamide selection were observed, but in general a concentration of 30 mg/l was applied for selection of transgenic shoots. A stepwise increase of cyanamide concentration during the transformation procedure for Russet Burbank resulted in an improved TE via a reduction of the escape efficiency from 69 to 29 %. The cultivars differed in the hormone concentration and duration (2,4-D and Zeatin riboside) required for the production of transgenics, predominantly during the phase of shoot initiation. Only for cultivars Bintje and Pentland Dell, adaptations in the hormone scheme are required during the transformation procedure with cyanamide selection compared to selection on kanamycin. Upon application of a transformation protocol for Russet Burbank, only in 1 % of the plants (in a population of 241) Agrobacterium could be detected, but these bacteria did not contain the vector for transgene transfer anymore.     

Embryogenic callus proliferation and regeneration conditions for genetic transformation of diverse sugarcane cultivars

Amenability to tissue culture stages required for gene transfer, selection and plant regeneration are the main determinants of genetic transformation efficiency via particle bombardment into sugarcane. The technique is moving from the experimental phase, where it is sufficient to work in a few amenable genotypes, to practical application in a diverse and changing set of elite cultivars. Therefore, we investigated the response to callus initiation, proliferation, regeneration and selection steps required for microprojectile-mediated transformation, in a diverse set of Australian sugarcane cultivars. 12 of 16 tested cultivars were sufficiently amenable to existing routine tissue-culture conditions for practical genetic transformation. Three cultivars required adjustments to 2,4-D levels during callus proliferation, geneticin concentration during selection, and/or light intensity during regeneration. One cultivar gave an extreme necrotic response in leaf spindle explants and produced no callus tissue under the tested culture conditions. It was helpful to obtain spindle explants for tissue culture from plants with good water supply for growth, especially for genotypes that were harder to culture. It was generally possible to obtain several independent transgenic plants per bombardment, with time in callus culture limited to 11–15 weeks. A caution with this efficient transformation system is that separate shoots arose from different primary transformed cells in more than half of tested calli after selection for geneticin resistance. The results across this diverse cultivar set are likely to be a useful guide to key variables for rapid optimisation of tissue culture conditions for efficient genetic transformation of other sugarcane cultivars.