大豆耐低磷相关基因的定位与克隆

大豆是食用油和植物蛋白的主要来源,土壤有效磷含量低是限制当前大豆生产的重要因素之一。鉴定优异耐低磷种质资源、快速发掘利用优异耐低磷基因、通过分子育种培育磷高效品种、改善大豆应对低磷胁迫的能力,是解决土壤有效磷含量低这一问题的有效途径。近年来,国内外开展了一些大豆磷效率相关基因的定位与克隆研究,但由于QTL连锁作图的精度较低,难以准确地分离候选基因,而大豆基因组的复杂性及相关功能基因分子机制的不明确阻碍了人们对大豆耐低磷特性本质的认识。文章综述了大豆耐低磷相关基因的定位、克隆及功能验证等方面的研究进展,分析了大豆耐低磷相关基因研究中存在的问题,以期为快速有效地分离目的基因、验证基因功能、解析大豆磷高效分子机制提供参考。     

植物磷营养高效的分子生物学研究进展

挖掘利用植物自身的磷高效营养遗传资源是农业可持续发展的关键。磷高效营养性状涉及根形态、根分泌物、膜与体内磷转运以及菌根等许多方面,表现为数量遗传性状及受多基因控制。近年来,许多高亲和磷转运子基因已被克隆, 磷向地上部转运和磷吸收负反馈调节的控制基因也被发现, 对于根系分泌有机酸和酸性磷酸酶的基因的控制也有了一定的了解, 但目前对于根毛、排根、根构型以及菌根的营养学意义性状的分子生物学研究进展缓慢。     

植物磷营养高效的分子生物学研究进展

挖掘利用植物自身的磷高效营养遗传资源是农业可持续发展的关键.磷高效营养性状涉及根形态、根分泌物、膜与体内磷转运以及菌根等许多方面,表现为数量遗传性状及受多基因控制.近年来,许多高亲和磷转运子基因已被克隆,磷向地上部转运和磷吸收负反馈调节的控制基因也被发现,对于根系分泌有机酸和酸性磷酸酶的基因的控制也有了一定的了解,但目前对于根毛、排根、根构型以及菌根的营养学意义性状的分子生物学研究进展缓慢.     

基因枪转化小麦主要影响因素细述

基因枪转化是目前小麦遗传转化的主要技术之一,高效的基因枪转化系统对于转基因小麦新品种培育、候选基因功能鉴定和功能基因组学研究具有重要意义。本文综述了影响基因枪转化小麦效率的主要因素,包括基因型、外植体、植物生长调节剂、轰击参数、筛选体系等,以期为进一步改进小麦基因枪转化技术,提高基因枪转化小麦的效率提供参考。     

抗旱相关基因在烟草中的应用研究进展

干旱是影响烟草正常生长、发育、产量和烟叶品质的一个重要逆境因子。在干旱胁迫下,植物体内会通过激发一些抗旱基因的表达来增强植物的抗旱能力。目前,很多抗旱相关的功能蛋白基因和调控蛋白基因已被克隆并在烟草中实现了遗传转化,外源抗旱基因的表达提高了转基因烟草的抗旱能力。抗旱基因的克隆为烟草抗旱新品种的培育奠定了良好的分子基础,系统深入地研究抗旱相关基因在干旱胁迫条件下的表达与调控,可为通过基因工程手段提高烟草的抗旱能力开辟新途径,同时也能为其他农作物的抗旱分子育种和品种改良提供基因资源。     

家畜转基因育种研究进展

转基因技术可以将外源基因导入家畜基因组,使其获得新的可遗传性状,为培育优良家畜品种提供了革命性途径。DNA显微注射法和体细胞克隆法是制备转基因家畜最常用的方法。应用转基因技术可以进行家畜抗病育种(抗病毒、抗菌和抗寄生虫),改良家畜的生产性状(胴体组成、奶品质、产毛、繁殖力和生长速度),培育环保型家畜新品种。文章从动物转基因技术入手,阐明其在家畜品种改良方面的研究现状和策略,并探讨家畜转基因育种面临的问题和应用前景。     

外源基因在转基因动物中遗传和表达的稳定性

转基因技术经过近半个世纪的发展,已成为当今生物技术研究的热点。近10多年来,与核移植技术的结合,转基因效率大大提高,携带有不同外源基因的不同种类的转基因动物迅速增加。但是,成功获得转基因动物并不是转基因动物研究的最终目的,如何利用转基因技术为人类的需求服务才是科研人员始终面对的课题。在畜牧生产领域,通过转基因技术培育家畜新品种是转基因技术应用的重要体现,在我国这方面已经引起了广泛关注。但迄今为止,外源基因在转基因动物中遗传和表达的稳定性仍然是亟待解决的问题,究其原因,这主要与位置效应、外源基因的表观遗传学修饰和遗传效率相关,文章结合目前的研究进展和本实验室的研究结果,从这3方面阐述其作用机制,期望为转基因动物遗传育种向产业化的迈进提供一定的理论探讨。     

海洋生物技术在海水养殖动植物品种培育和病害防治中的应用

海水养殖是我国沿海地区发展经济的重要支柱产业。目前影响我国海水养殖业持续、稳定、健康发展的主要制约因素是苗种和病害问题。本文就海洋生物技术在海水养殖物植物品种培育和病害防治中的应用及有关问题进行了探讨,分别就应用海洋生物技术在群体和个体水平、细胞和染色体水平以及基因和分子水平培育新品种的工作,包括ＳＰＦ和ＳＰＲ苗种的培育、性别控制和杂交育种、多倍体育种、雌核发育、藻类细胞工程育种、转基因技术等进行     

基于SLAF-BSA技术挖掘大豆酸性磷酸酶候选基因及标记开发

磷利用效率与大豆产量密切相关,根尖酸性磷酸酶活性是筛选大豆品种磷效率的重要指标。挖掘酸性磷酸酶活性候选基因并开发其功能标记对获得磷高效功能基因、解析磷利用分子机制和培育磷高效大豆新品种意义重大。本研究利用酸性磷酸酶活性重组自交系群体F12构建了2个极端性状混池DNA文库,通过SLAF-BSA技术,获得了268个与大豆酸性磷酸酶活性关联的SNP,包括12个非同义突变,其中亲本间7个,后代混池间5个;在2个关联候选区域,获得79个酸性磷酸酶活性相关基因,其中第3号染色体的20138271～20268154间4个,17号染色体的14368648～15526449间75个;对该区域内基因进行了功能注释。开发了非同义突变基因Glyma.17G166200.1功能标记GMsnp-B,用该标记检测169份大豆栽培品种基因型,与表型符合率达到82.8%。     

水稻全基因组选择育种技术平台构建与应用

随着DNA标记技术的发展和越来越多的功能基因被鉴定和克隆,水稻全基因组选择育种已经成为精准高效的新品种培育方法。该文重点介绍新创建的基于高通量测序和基因组育种芯片的全基因组选择技术平台,以及建立的水稻基因组序列变异数据库、受选择功能区段鉴定技术体系和品种系谱溯源技术体系。这些技术平台和体系将有助于水稻全基因组选择育种工作的开展,提高育种效率,更好地满足消费市场对品种培育提出的新要求。     

Genetic engineering of cytokinins and their application to agriculture

Cytokinins are master regulators of plant growth and development. They are involved in the regulation of many important physiological and metabolic processes. Recent progress in cytokinin research at the molecular level, including identification of related genes and cytokinin receptors, plus elucidation of signal transduction, has greatly increased our understanding of cytokinin actions. Although still in its infant stage, molecular breeding of crops with altered cytokinin metabolism, when combined with the transgenic approach, has shown very promising potential for application to agriculture. In this review we briefly introduce recent progress in cytokinin molecular biology, discuss applications of cytokinin genetic engineering to agriculture, and present implications and future research directions.     

Biosensors for the Detection of Organophosphorous Pesticides

Cytokinins are master regulators of plant growth and development. They are involved in the regulation of many important physiological and metabolic processes. Recent progress in cytokinin research at the molecular level, including identification of related genes and cytokinin receptors, plus elucidation of signal transduction, has greatly increased our understanding of cytokinin actions. Although still in its infant stage, molecular breeding of crops with altered cytokinin metabolism, when combined with the transgenic approach, has shown very promising potential for application to agriculture. In this review we briefly introduce recent progress in cytokinin molecular biology, discuss applications of cytokinin genetic engineering to agriculture, and present implications and future research directions.     

Advances in selectable marker genes for plant transformation

Plant transformation systems for creating transgenics require separate process for introducing cloned DNA into living plant cells. Identification or selection of those cells that have integrated DNA into appropriate plant genome is a vital step to regenerate fully developed plants from the transformed cells. Selectable marker genes are pivotal for the development of plant transformation technologies because marker genes allow researchers to identify or isolate the cells that are expressing the cloned DNA, to monitor and select the transformed progeny. As only a very small portion of cells are transformed in most experiments, the chances of recovering transgenic lines without selection are usually low. Since the selectable marker gene is expected to function in a range of cell types it is usually constructed as a chimeric gene using regulatory sequences that ensure constitutive expression throughout the plant. Advent of recombinant DNA technology and progress in plant molecular biology had led to a desire to introduce several genes into single transgenic plant line, necessitating the development of various types of selectable markers. This review article describes the developments made in the recent past on plant transformation systems using different selection methods adding a note on their importance as marker genes in transgenic crop plants.     

转基因水稻的研究和应用

植物基因工程的兴起,使特定的外源基因引入植物细胞成为可能。水稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。近十几年来,水稻转基因研究已取得显著进展。综述了水稻基因转化的方法、转基因技术在水稻上的应用及外源基因在转基因后代中的遗传表达的研究进展。     

植物耐盐相关基因克隆与转化研究进展

土地盐渍化是农作物产量降低的一个重要因素。从盐分对植物的伤害、植物耐盐的机理、耐盐相关基因的克隆及转耐盐基因植物等方面论述了植物的耐盐机理及转耐盐基因植物的研究现状,分析了耐盐性状的复杂性,并对前景进行了展望。     

不同磷源对磷高效利用野生大麦根际土壤磷组分的影响

在土培盆栽条件下,以野生大麦磷高效利用基因型IS-22-30、IS-22-25和低效基因型IS-07-07为材料,研究不施磷(CK)、无机磷(KH₂PO₄,Pi)、有机磷(phytate,Po)及二者混合(KH₂PO₄+phytate,Pi+Po)的方式施磷30 mg·kg^-1时,磷高效基因型野生大麦对磷素吸收利用能力及土壤磷组分特征.结果表明： Pi处理野生大麦干物质量和磷素积累量最大,Pi+Po处理其次,Po处理最小,均显著高于CK处理,且磷高效基因型物质生产和磷素吸收能力显著高于磷低效基因型.土壤有效磷在不同磷源处理间差异显著,Pi处理时含量最高,Pi+Po处理次之,且磷高效基因型野生大麦根际有效磷含量显著高于磷低效基因型.磷高效基因型野生大麦根际有效磷呈现亏缺现象,在Pi和Pi+Po处理时亏缺程度较大.根际与非根际土壤无机磷组分含量为Ca₁₀-P>O-P>Fe-P>Al-P>Ca₂-P>Ca₈-P,且其含量随着Pi的增加而增加.各磷源处理下,磷高效基因型野生大麦根际土壤Ca₂-P、Ca₈-P出现亏缺;Pi处理磷高效基因型野生大麦根际土壤Al-P、Fe-P出现富集.土壤中有机磷各组分含量为中活性有机磷>中稳性有机磷、高稳性有机磷>活性有机磷.野生大麦根际土壤活性有机磷和中活性有机磷呈现富集,其富集量在Pi处理时最大;中稳性有机磷和高稳性有机磷呈现亏缺.各磷源处理下,磷高效基因型野生大麦根际土壤活性有机磷含量显著高于磷低效基因型,中稳性有机磷和高稳性有机磷在基因型间差异不显著.Pi缺乏时,磷高效基因型野生大麦活化吸收Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P和活性有机磷的能力较强.     

植物落花落果的分子机理研究进展

落花落果是花、果实、种子从母体脱落的一种普遍存在的自然现象。发生器官脱落的区域为离区(abscission zone,AZ)。离区分化形成离层,离层与脱落息息相关。离层的发育和功能行使是多酶、多激素、多基因参与调控的复杂而精确的过程。落花落果不仅是作物栽培和育种中的典型农艺性状,而且是植物器官脱落的主要形式之一。减少植物落花落果或控制某些植物适度落花落果,提高作物和果蔬类植物的产量和品质,是人类在作物驯化上努力的目标。该文基于前人对植物器官脱落的生理生化和分子生物学机制的研究,主要从植物落花落果的细胞学基础、生理生化机制、遗传学规律、分子生物学和相关基因定位、转录组分析方面阐述落花落果分子机理,重点从落花落果的分子生物学和相关基因定位两个方面进行剖析落花落果的作用机制,以便为作物遗传育种研究提供理论指导。     

植物遗传转化表达载体研究进展

植物遗传转化表达载体是植物转基因研究中非常重要的一个环节,外源基因在转基因植物中的高效表达是转基因研究成功的关键。综述了植物遗传转化表达载体近年来的研究进展情况,着重介绍了在转基因植物中实现外源基因高效表达的多种途径和策略,旨在提高转基因植物中外源基因的表达水平和生物安全性,并展望了今后植物转基因研究及商业化发展方向。