浮萍遗传转化体系的建立和优化

以浮萍为实验材料,成功建立了其稳定的遗传转化体系。实验结果显示:EHA105农杆菌品系对浮萍愈伤组织的侵染效率较高;乙酰丁香酮的最佳作用浓度为100μM;抑菌抗生素的浓度为300 mg/L;潮霉素固体筛选浓度为60 mg/L,液体筛选浓度为1~10 mg/L;采用该体系对浮萍愈伤组织进行转化,得到3株抗性植株,分子鉴定结果表明该抗性植株为转基因植株,说明该遗传转化体系可行,为浮萍基因工程的研发提供参考。     

农杆菌介导的蓖麻转化体系优化

针对影响农杆菌侵染效率的主要因素进行条件优化,确立了以OD600为0.8的菌液侵染、预培养5 d后的外植体为最佳侵染条件;侵染外植体经过5 d的共培养并除菌后,转到含有250 mg/L Kan的培养基中进行再生诱导,获得了多株具有Kan抗性的再生植株;通过在共培培养基中添加20 mg/L AS,124 mg/L Na2S2O3和152.4 mg/L DTT,有效地抑制了侵染后外植体的褐化现象,提高了筛选阶段抗性芽的成活率;对具有Kan抗性的再生植株进行PCR和Southern blot验证,共获得18株包含外源基因的阳性转化株。     

石斛兰转ACS反义基因抗性原球茎及转化植株的筛选与鉴定

该试验就石斛兰转化ACS(1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶)反义基因的不同筛选方法和筛选处理对抗性原球茎筛选的影响,以及石斛兰转基因植株的再生与鉴定进行研究.结果表明:(1)石斛兰原球茎经带有gus报告基因和ACS反义基因的农杆菌LBA4404侵染共培养5d后除菌,采用逐渐提高选择压浓度的延迟筛选,并在低选择压浓度下切割而高选择压浓度下不切割的处理方式为抗性原球茎的最佳筛选途径,抗性原球茎获得率可达14.97％.(2)抗性原球茎繁殖时应逐渐降低选择压浓度,且在低选择压浓度下进行切割处理,繁殖倍数达到1.15倍,且原球茎生长势好.(3)抗性原球茎在1/2 MS+0.5 mg/L 6-BA培养基中的分化率达到73.85％;107株无根小苗培养于1/2 MS+1.0 mg/L NAA+50.0 mg/L Km(卡那霉素)+100.0 mg/L Cef(头孢霉素)培养基中进行生根培养,共获得了13株具有卡那霉素抗性的转化植株,转化效率达到12.15％.(4)转化植株经报告基因产物GUS组织化学检测和gus的PCR检测,证实带ACS反义基因的T-DNA已整合进石斛兰基因组中,且转基因植株在形态上与未转基因植株无明显差别,3株转基因植株移栽2个月后均已成活.     

铁棍山药微型块茎遗传转化体系的建立

怀山药(Dioscorea opposita)遗传转化是对其进行基因功能分析和遗传改良的基础, 但目前国内外尚未见相关报道。以怀山药优良品种铁棍山药(D. opposita cv. ‘Tiegun’)的微型块茎为受体材料, 对影响遗传转化的因素进行优化, 建立了由根癌农杆菌介导的山药遗传转化体系。过表达质粒载体pCAMBIA1301-DoSERK2含GUS标记基因和潮霉素(Hyg)抗性筛选基因, 沉默质粒载体pART27-DoSERK2含卡那霉素(Kan)抗性筛选基因。根癌农杆菌抑制剂特美汀(Tim)的最佳浓度为500 mg·L ^-1; 再生芽和生根时, Hyg的最佳浓度分别为15和20 mg·L ^-1, Kan的最佳浓度分别为120和160 mg·L ^-1。对转化植株进行PCR和GUS组织化学检测, 结果显示外源基因已整合到铁棍山药转基因株系的基因组中并在细胞中表达。该研究建立了一套取材便利的铁棍山药遗传转化方法, 对其它品种山药的转化也具有参考价值。     

农杆菌介导南瓜遗传转化体系的建立

以南瓜金辉一号(Cucurbita moschata ‘Jinhui 1’)为实验材料, 利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化南瓜子叶节, 研究了预培养时间、侵染时间、乙酰丁香酮(AS)浓度和共培养时间, 抗生素羧苄青霉素(Carb)、头孢霉素(Cef)以及筛选剂卡那霉素(Kan)等因素对离体不定芽的影响, 建立了南瓜最适遗传转化体系。结果表明: 外植体预培养0天,侵染时间30分钟, AS浓度为100 mg·L^–1, 共培养5天可获得最高遗传转化效率; 最适除菌剂为Cef, 其最适浓度为500mg·L^–1; 最适Kan筛选浓度为100 mg·L^–1; 在MS培养基上培养抗性芽生根, 经PCR和Southern blot检测, 证明为转基因植株。     

卡那霉素在转基因芥菜中的应用

为了找出芥菜 (Brassica juncea Coss.) 遗传转化中最佳的卡那霉素(Kan)筛选浓度, 将芥菜的子叶接种于含有不同浓度Kan的分化培养基中, 当Kan浓度达到 30 mg/L时, 外植体的分化完全受到抑制。将芥菜种子播种于含有不同浓度Kan的培养基中, 当Kan浓度达到200 mg/L时, 长出的幼苗完全白化; 利用叶片涂抹方法, 将不同浓度的Kan涂抹于田间生长的植株叶片上, 当Kan浓度达到200 mg/L时, 被处理的叶片完全变白。为了对转基因芥菜后代中外源基因的分离情况进行遗传学分析, 分别用200 mg/L的Kan处理以npt-Ⅱ基因为选择标记基因的转基因芥菜的种子和转基因芥菜后代植株的叶片, 利用χ2测验分析试验结果, 4个含有单拷贝外源基因的转基因株系后代, 对Kan的抗感分离都符合3︰1的分离规律; 而2个含有双拷贝外源基因的转基因株系, 其中一个对Kan的抗感分离符合3︰1而不符合15︰1, 另一个对Kan的抗感分离既符合3︰1也符合 15︰1, 双拷贝外源基因在转基因芥菜中的整合方式有待进一步的研究。最后, 用PCR分析证实了该方法的准确性, 因此, 利用Kan对转基因芥菜后代进行筛选是可行的。     

甜蛋白基因MBLII对番茄的遗传转化

以5～7d龄的 丽春 番茄无菌苗子叶作为外植体,研究了子叶外植体对抗生素卡那霉素的敏感性,抗生素卡那霉素对番茄筛选的适宜浓度为70mg/L.通过根癌农杆菌 Agrobacteriumtumefaciens 介导,成功地进行了马槟榔甜蛋白基因MBLII对番茄的遗传转化,获得转化番茄抗性植株,组织化学法有阳性表现、PCR特异扩增及Southern杂交检测出现特异条带,表明MBLII基因已顺利整合到转基因番茄植株的基因组.     

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。     

FMDV vp1基因在豆科牧草百脉根中的转化与表达

通过根癌农杆菌介导法,将FMDV阿克苏(Akesu/O/58)株结构基因vp1转化豆科牧草百脉根子叶和子叶柄,其愈伤、芽和生根等过程经50 mg/L Kan筛选后,获得Kan抗性百脉根植株.对抗性植株进行vp1基因的PCR、RT-PCR检测和VP1蛋白的Western-blotting杂交.结果表明vp1基因转入百脉根中,检测有转录活性;目的蛋白获得了正确表达;扩繁和移栽后获得了批量转基因百脉根,为下一阶段的动物试验提供了实验材料.     

FMDV vp1基因在豆科牧草百脉根中的转化与表达

通过根癌农杆菌介导法,将FMDV阿克苏(Akesu/O/58)株结构基因vp1转化豆科牧草百脉根子叶和子叶柄,其愈伤、芽和生根等过程经50 mg/L Kan筛选后,获得Kan抗性百脉根植株。对抗性植株进行vp1基因的PCR、RT-PCR检测和VP1蛋白的Western-blotting杂交。结果表明:vp1基因转入百脉根中,检测有转录活性;目的蛋白获得了正确表达;扩繁和移栽后获得了批量转基因百脉根,为下一阶段的动物试验提供了实验材料。     

Factors affecting Agrobacterium tumefaciens-mediated genetic transformation of Lycium barbarum L.

Summary Using the system for genetic transformation and transgenic plant regeneration via somatic embryogenesis (SE) of Lycium barbarum established in this laboratory, this study reports the optimization of the factors affecting the efficiency of transformation, including pre-culture period, leaf explant source, use of acetosyringone, strains and density of Agrobacterium, and temperature of co-cultivation. The optimized transformation protocol for L. barbarum included preculture of leaf explants from 3-wk-old seedlings for 3 d on the medium for callus induction followed by inoculation with Agrobacterium strain EHA101 (pIG121 Hm), co-cultivation for 3d at 24°C, and transfer to the selection regeneration medium with 50 mg l^−1 kanamycin (Kan). Using this protocol, 65% L. barbarum explants gave rise to Kan-resistant and GUS-positive calli. In addition, the expression of introduced transgene (npt II) in clonal progeny was verified by formation of calli and somatic embryos from leaf segments of nine transgenic plants grown on the Kan-containing medium. All explants formed calli at 50 mg l^−1 Kan and seven out of nine transgenic plants were found to possess callus-forming capacity even at 100 mg l^−1 Kan. These calli also possessed higher SE potential on SE medium supplemented with 25 mg l^−1 Kan.     

2种菊苣再生体系及遗传转化效率的比较

以普那菊苣和将军菊苣子叶为材料,通过植物组织培养的方法,探讨了不同激素浓度配比对二者愈伤组织诱导、芽分化以及根再生的影响,并通过农杆菌介导法将编码獐茅液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(AlNHX)导入菊苣中,比较普那菊苣和将军菊苣的遗传转化效率。结果表明:不同基因型的菊苣愈伤组织诱导和芽分化条件不同,普那菊苣最佳培养基为MS+1.5mg/L 6-BA+0.2mg/L IBA;将军菊苣最佳培养基为MS+1.0mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA;二者最佳生根培养基均为1/2MS+0.1mg/L NAA。获得的抗性芽经PCR检测,初步证实AlNHX已插入到菊苣基因组中,且普那菊苣转化效率为10.0%,将军菊苣转化效率为13.3%。     

Genetic transformation and regeneration of rubber tree (Hevea brasiliensis Muell. Arg) transgenic plants with a constitutive version of an anti-oxidative stress superoxide dismutase gene

Agrobacterium tumefaciens-mediated genetic transformation and the regeneration of transgenic plants was achieved in Hevea brasiliensis. Immature anther-derived calli were used to develop transgenic plants. These calli were co-cultured with A. tumefaciens harboring a plasmid vector containing the H. brasiliensis superoxide dismutase gene (HbSOD) under the control of the CaMV 35S promoter. The -glucuronidase gene (uidA) was used for screening and the neomycin phosphotransferase gene (nptII) was used for selection of the transformed calli. Factors such as co-cultivation time, co-cultivation media and kanamycin concentration were assessed to establish optimal conditions for the selection of transformed callus lines. Transformed calli surviving on medium containing 300 mg l^-1 kanamycin showed a strong GUS-positive reaction. Somatic embryos were then regenerated from these transgenic calli on MS2 medium containing 2.0 mg l^-1 spermine and 0.1 mg l^-1 abscisic acid. Mature embryos were germinated and developed into plantlets on MS4 medium supplemented with 0.2 mg l^-1 gibberellic acid, 0.2 mg l^-1 kinetin (KIN) and 0.1 mg l^-1 indole-3-acetic acid. A transformation frequency of 4% was achieved. The morphology of the transgenic plants was similar to that of untransformed plants. Histochemical GUS assay revealed the expression of the uidA gene in embryos as well as leaves of transgenic plants. The presence of the uidA, nptII and HbSOD genes in the Hevea genome was confirmed by polymerase chain reaction amplification and genomic Southern blot hybridization analyses.Communicated by L. Peña     

农杆菌介导的紫花苜蓿高效遗传转化体系的研究

为建立高效的农杆菌介导的紫花苜蓿的遗传转化体系,对影响转化体系的若干因素进行了研究.结果表明,最适宜的条件分别为抗菌素为350 mg/L的羧苄青霉素(Carb);卡那霉素(Kan)筛选的浓度为60 mg/L;基因型为WL-323;外植体为下胚轴;农杆菌菌液浓度OD600值为0.4-0.6;侵染时间10 min;乙酰丁香酮(AS)的浓度为10 mg/L.     

AtNHX1基因对荞麦的遗传转化及抗盐再生植株的获得

通过农杆菌介导法将拟南芥液泡膜Na⁺/H⁺反向转运蛋白基因AtNHX1转入荞麦中,在2.0mg/L 6-BA、0.1mg/L IAA、1mg/L KT、50mg/L卡那霉素和500mg/L头孢霉素的MS培养基上进行选择培养,从来源于864块外植体的36块抗性愈伤组织中共获得426棵再生植株（转化频率为4.17%）。经PCR、Southern印迹分析、RT-PCR和Northern检测,初步证实AtNHX1基因已整合至荞麦基因组中。用200mmol/L的盐水对转基因植株和对照植株进行胁迫处理6周,转基因植株能够生存,而对照植株死亡。用不同浓度的NaCl溶液处理转基因植株和对照植株,发现Na⁺及脯氨酸含量在转基因植株中的积累水平显著高于对照植株,而K⁺的含量在转基因植株中的积累水平低于对照植株。次生代谢产物黄酮类化合物芦丁在转基因植株根、茎和叶片中的含量也比对照植株明显要高。这些结果表明利用基因工程手段提高作物的耐盐性是可行的。     

AtNHX1基因对荞麦的遗传转化及抗盐再生植株的获得

通过农杆菌介导法将拟南芥液泡膜Na⁺/H⁺反向转运蛋白基因AtNHX1转入荞麦中,在2.0mg/L 6-BA、0.1mg/L IAA、1mg/L KT、50mg/L卡那霉素和500mg/L头孢霉素的MS培养基上进行选择培养,从来源于864块外植体的36块抗性愈伤组织中共获得426棵再生植株（转化频率为4.17%）。经PCR、Southern印迹分析、RT-PCR和Northern检测,初步证实AtNHX1基因已整合至荞麦基因组中。用200mmol/L的盐水对转基因植株和对照植株进行胁迫处理6周,转基因植株能够生存,而对照植株死亡。用不同浓度的NaCl溶液处理转基因植株和对照植株,发现Na⁺及脯氨酸含量在转基因植株中的积累水平显著高于对照植株,而K⁺的含量在转基因植株中的积累水平低于对照植株。次生代谢产物黄酮类化合物芦丁在转基因植株根、茎和叶片中的含量也比对照植株明显要高。这些结果表明利用基因工程手段提高作物的耐盐性是可行的。     

Na_2SeO_4对蛹虫草子实体生长的影响

蛹虫草是一种药食两用真菌,具有与冬虫夏草相似的功能,且富硒能力较强。本研究通过大量的人工栽培试验,旨在探究不同浓度Na_2SeO_4对新疆本地蛹虫草子实体生长的影响。试验表明,质量浓度为20 mg/L的Na_2SeO_4对蛹虫草的生长不产生显著影响,但蛹虫草各项生物学指标均随着培养基中外源Na_2SeO_4浓度的增加而呈下降趋势,说明随着外源Na_2SeO_4浓度的增加会对蛹虫草的生长产生抑制效应,当外源Na_2SeO_4质量浓度达到200 mg/L时,生产的蛹虫草已不具备商品价值。由此可见,20 mg/L的质量浓度是以Na_2SeO_4为硒源进行蛹虫草富硒研究的安全浓度。该研究为富硒产品开发寻找新的硒源开辟了新思路,为新疆地区进一步大规模栽培富硒蛹虫草提供一定的参考,但是对以Na_2SeO_4为硒源的最佳富硒浓度还有待于进一步研究。     

不同抗生素对雪莲愈伤组织生长的影响

以雪莲叶片为外植体,探讨了卡那霉素(kanamycin,Kan)、潮霉素(hygromycin B,Hyg)、羧苄青霉素(car-benidillin,Car)3种抗生素对雪莲愈伤组织诱导、生长及分化的影响,以确定农杆菌介导的遗传转化研究中筛选剂和抑菌剂的最适浓度。结果表明:40mg/L的卡那霉素已抑制雪莲愈伤组织生长,当卡那霉素为50mg/L时,愈伤组织的生长基本停止;8.0mg/L潮霉素能够有效抑制雪莲愈伤组织的生长,当潮霉素为20mg/L时则生长的愈伤组织块较小、褐化、甚至死亡。同时,低浓度(0.5～2.0mg/L)的潮霉素可以提高雪莲愈伤组织的分化率;作为农杆菌抑菌剂,不同浓度羧苄青霉素对雪莲愈伤组织生长的影响差异极显著,当羧苄青霉素的浓度超过400mg/L时对雪莲愈伤组织的出愈及生长均有明显的抑制作用。     

The effect of co-cultivation and selection parameters on <Emphasis Type="Italic">Agrobacterium</Emphasis>-mediated transformation of Chinese soybean varieties

In the present study, an efficient Agrobacterium-mediated gene transformation system was developed for soybean [Glycine max (L.) Merrill] based on the examinations of several factors affecting plant transformation efficiency. Increased transformation efficiencies were obtained when the soybean cotyledonary node were inoculated with the Agrobacterium inoculum added with 0.02% (v/v) surfactant (Silwet L-77). The applications of Silwet L-77 (0.02%) during infection and l-cysteine (600 mg l⁻¹) during co-cultivation resulted in more significantly improved transformation efficiency than each of the two factors alone. The optimized temperature for infected explant co-cultivation was 22°C. Regenerated transgenic shoots were selected and produced more efficiently with the modified selection scheme (initiation on shoot induction medium without hygromycin for 7 days, with 3 mg l⁻¹ hygromycin for 10 days, 5 mg l⁻¹ hygromycin for another 10 days, and elongation on shoot elongation medium with 8 mg l⁻¹ hygromycin). Using the optimized system, we obtained 145 morphologically normal and fertile independent transgenic plants in five important Chinese soybean varieties. The transformation efficacies ranged from 3.8 to 11.7%. Stable integration, expression and inheritance of the transgenes were confirmed by molecular and genetic analysis. T₁ plants were analyzed and transmission of transgenes to the T₁ generation in a Mendelian fashion was verified. This optimized transformation system should be employed for efficient Agrobacterium-mediated soybean gene transformation.     

GFP基因在新疆小拟南芥和拟南芥中的表达分析

以质粒pMCB30为模板,扩增GFP基因,连接到载体pCMBIA2300-35S-OCS上,构建过量表达载体p35S:GFP,将其转入农杆菌GV3101.通过农杆菌介导法将p35S:GFP载体分别转入新疆特色植物小拟南芥和拟南芥中.T0代经含有卡那霉素的1/2MS培养基筛选,获得了T1代转基因小拟南芥2株,T1代转基因拟南芥9株.通过激光共聚焦显微镜观察,在转基因小拟南芥和拟南芥的根尖细胞中均可检测到GFP绿色荧光蛋白;对转基因植株进行PCR扩增,均可检测到GFP基因,表明GFP基因已成功转入小拟南芥和拟南芥中.该研究建立了小拟南芥的遗传转化体系,为进一步利用GFP基因和进一步研究小拟南芥的功能基因奠定基础.