农杆菌介导的刺芹侧耳遗传转化体系的建立

以刺芹侧耳菌丝球为受体,潮霉素（Hyg）为筛选标记,应用农杆菌介导法对刺芹侧耳菌丝进行了遗传转化研究。潮霉素敏感性测试结果表明,刺芹侧耳Hyg耐受浓度为50mg/L。农杆菌介导的刺芹侧耳菌丝最佳遗传转化体系为：菌液浓度OD₆₀₀=0.6-0.7,侵染时间30-35min,共培养时间2d,侵染液和共培养培养基中乙酰丁香酮（AS）浓度为1mg/mL;经潮霉素抗性筛选、PCR鉴定和GUS活性的组织化学分析,表明外源基因GUS已转入到刺芹侧耳菌丝中,并获得表达。本实验成功地建立了稳定的农杆菌介导的刺芹侧耳遗传转化体系。     

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.     

农杆菌介导的碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）转化金针菇的研究

构建了金针菇表达载体p139035S-bFGF,并将重组质粒转入到根癌农杆菌EHA105中。以白金针菇Flammulina velutipes菌丝球为受体材料,用根癌农杆菌介导转入碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）。金针菇菌株对潮霉素（Hyg）抗性测验结果表明,在PDA固体培养基上的潮霉素筛选浓度为9μg/mL,在液体培养基中为6μg/mL。探索头孢霉素（Cefotaxime）对菌丝的毒性实验、农杆菌的菌液浓度、侵染时间、乙酰丁香酮（AS）的添加及其浓度的控制、共培养的时间等因素对转化效率的影响。结果表明,Cef对金针菇菌丝几乎无抑制作用,最佳抑菌浓度为400μg/mL;农杆菌的菌液浓度OD600为0.5,侵染时间在30min左右,在AS为200μmol/L的共培养基上共培养72h,转化率最高。PCR与Southern杂交结果证明bFGF基因已整合到金针菇的基因组中。在无选择压力的PDA固体培养基上继代培养5次后仍检测到bFGF基因的存在,表明bFGF基因在转基因金针菇中稳定遗传。     

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％。     

黄瓜‘新津春四号’遗传转化体系的建立

对根癌农杆菌介导‘新津春四号’黄瓜(Cucumbis sativus L.)遗传转化的影响因素进行了研究。结果表明,黄瓜叶片适宜的潮霉素(Hygromycin,Hyg)筛选浓度为40 mg L-1;500 mg L-1羧苄青霉素(Carbenicillin,Carb)可有效抑菌。预培养2 d有利于转化;共培养2 d有利于提高转化频率并避免农杆菌的过度生长;添加150μmol/L乙酰丁香酮(Acetosyringone,AS),农杆菌浸染液pH5.7、浓度0.8,浸染时间8 min为最佳遗传转化条件。再生植株经gus基因的瞬时表达检测及PCR检测证明hpt基因已成功转化。     

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.     

影响根癌农杆菌介导的木霉菌遗传转化因素分析*

采用根癌农杆菌介导的转化方法,以木霉菌分生孢子为受体材料,对影响转化效率的主要因素进行了分析。结果表明,农杆菌菌株类型、初始菌液量、分生孢子浓度、共培养时间以及乙酰丁香酮的诱导等因素对转化效率都具有重要的影响。通过对这些因素的分析,基本得出了根癌农杆菌转化系统对木霉菌遗传转化的特点和规律,为将该转化系统用于其它丝状真菌的遗传转化提供了重要参考。     

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。     

影响花椰菜农杆菌介导转化因素的研究

以花椰菜赛雪的带柄子叶为外植体,以MS为基本培养基,GUS基因为报告基因,分析了遗传转化过程中的影响因子,如预培养时间、农杆菌菌液浓度、侵染时间、共培养时间、乙酰丁香酮浓度、延迟筛选时间等对外植体瞬间表达和稳定表达的影响。结果显示,以花椰菜的带柄子叶为外植体,预培养2d,农杆菌菌液为OD6000.3～0.4,侵染8min,共培养2d,乙酰丁香酮浓度为100μmol/L,延迟筛选7d,卡那霉素筛选压为5mg/L为最优的遗传转化方案,转化率最高可达35.7%。另外,GUS瞬间表达率和转化率并不存在绝对的相关性,但瞬间表达分析仍然可以作为外源基因进入受体细胞的指示。花椰菜农杆菌介导转化方案的优化研究为芸薹属蔬菜高效遗传转化提供了技术保障,有利于芸薹属蔬菜遗传育种与种质创新研究。     

影响根癌农杆菌介导的木霉菌遗传转化因素分析

采用根癌农杆菌介导的转化方法,以木霉菌分生孢子为受体材料,对影响转化效率的主要因素进行了分析。结果表明,农杆菌菌株类型、初始菌液量、分生孢子浓度、共培养时间以及乙酰丁香酮的诱导等因素对转化效率都具有重要的影响。通过对这些因素的分析,基本得出了根癌农杆菌转化系统对木霉菌遗传转化的特点和规律,为将该转化系统用于其它丝状真菌的遗传转化提供了重要参考。     

有害疣孢霉Hypomyces perniciosus遗传转化体系的建立及其突变体库的构建

有害疣孢霉Hypomyces perniciosus是引起双孢蘑菇Agaricus bisporus湿泡病的病原真菌,目前其致病分子机理尚不清楚,而高效稳定的遗传转化体系和突变体库构建是挖掘和研究病原菌致病基因的基础和有效手段。因此,本实验以高致病力的有害疣孢霉菌株WH001为研究对象,采用冻融法将双元载体pBHt1转入农杆菌AGL-1中,建立并优化根癌农杆菌介导的遗传转化体系,并利用其构建T-DNA插入突变体库。结果表明有害疣孢霉菌株WH001的潮霉素（Hygromycin,Hyg）耐受浓度为250ng/L,当农杆菌侵染液浓度OD₆₀₀=1,侵染时间为30min,乙酰丁香酮（Acetosyringone,AS）浓度为1.5mg/mL,共培养时间为3d时,转化体系效率最高。然后利用该优化体系构建有害疣孢霉的突变体库,通过PCR检测和形态学鉴定获得若干表型发生改变、稳定遗传的T-DNA插入突变体,与原菌种WH001相比,突变体在菌丝形态、生长速率、色素分泌和致病力等方面发生改变。本研究为进一步挖掘有害疣孢霉未知基因功能、解析生物学性状、探讨致病分子机制奠定基础。     

双孢蘑菇萎锈灵抗性基因定点突变的载体构建与遗传转化

为建立更为安全、有效的双孢蘑菇遗传转化体系,构建了双孢蘑菇琥珀酸脱氢酶的铁硫蛋白亚基Agsdi1突变（His突变为Leu）表达载体pAgsdi1,并通过农杆菌介导方法转化双孢蘑菇W192,经萎锈灵筛选以及PCR扩增和MnlⅠ酶切验证后获得了转化菌株。验证结果表明,点突变的铁硫蛋白亚基Agsdi1可以作为双孢蘑菇有效的抗性标记基因。因其并未引入新的外源基因,是一种比潮霉素抗性基因更为安全的筛选标记,将可用于双孢蘑菇等食用菌的遗传转化。     

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。     

一种有效的双孢蘑菇原生质体制备及瞬时转化体系

原生质体的制备与再生是双孢蘑菇进行遗传转化的基础,通过研究得到制备双孢蘑菇原生质体的最佳条件是：取培养15d的菌丝振荡培养7d,溶壁酶浓度为1mg/mL的0.6mol/L KCl酶解液、温度30℃、45r/min条件下摇培10h,经过富集精制后的原生质体（4×10 ⁶/mL）可进行瞬时转化。利用Ab-eGFP进行转化,在20min、24h、48h后可观察到GFP荧光,并且在24h和48h可恢复细胞壁增殖,瞬时转化后亦可复壁增殖。研究结果为双孢蘑菇原生质体的稳定遗传转化及后续利用原生质体建立CRISPR-Cas9基因组编辑系统等提供一定的理论依据。     

发根农杆菌介导的尾巨桉遗传转化体系的建立

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）的建立对植物功能基因的验证具有重要意义,为了在桉树（Eucalyptus）中建立发根农杆菌介导的遗传转化体系,本研究以不同的发根农杆菌菌株侵染尾巨桉（Eucalyptus urophylla × E. grandis）的叶片和茎段,确定合适的农杆菌菌株和外植体类型,在此基础上开展农杆菌浓度、侵染时间对毛状根诱导的影响。结果表明：采用发根农杆菌菌株MSU440,以叶片为外植体进行发根诱导,最高获得了81.0%的毛状根诱导率,毛状根平均根长达到3.23 cm。在发根农杆菌浓度为OD₆₀₀=0.3、侵染时间为30 min时,共培养48 h后经过20 mg·L^-1卡那霉素筛选培养,通过PCR分子鉴定和GUS染色证实外源基因稳定地整合在桉树毛状根基因组中,转化率达20.2%。初步建立了发根农杆菌介导的桉树遗传转化体系,为桉树基因功能鉴定和进一步的转基因育种奠定基础。     

谷子茎尖体外遗传转化体系的建立与优化

以谷子(Seteria italica)豫谷一号为实验材料, 建立了一套简便、稳定的体外茎尖遗传转化体系。通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的茎尖转化法, 对转化受体采取不同的处理方式, 待拟转化株长到三叶期后进行PCR鉴定。探明了草丁膦(Basta)喷施处理用于谷子转基因幼苗筛选的最适浓度, 以及2种不同检测方式(直接PCR和喷施Basta+PCR)鉴定转基因植株的效果。在上述基础上, 对影响谷子遗传转化体系的多种因素进行优化。结果表明, 菌液浓度(OD₆₀₀)=1.4、侵染液中乙酰丁香酮浓度为800 μmol∙L ^-1、侵染压强为0.05 MPa、侵染40分钟有利于谷子茎尖的遗传转化。同时, 采用上述优化系统获得谷子转SiCBL4基因植株, 通过喷施草丁膦和实时荧光定量PCR对T₂代转基因植株进行遗传稳定性分析, 可节约检测时间。综上, 该研究初步建立了稳定的谷子体外茎尖遗传转化体系, 并开发了一种便捷的检测后代转基因植株的组合方法。     

农杆菌介导海洋草酸青霉转化体系及聚酮合酶Pks生物学功能*

为研究南海柳珊瑚共附生草酸青霉SCSGAF0023的聚酮合酶(PKS)生物学功能,采用农杆菌介导法构建草酸青霉SCSGAF0023的Pks敲除株ΔPks,比较野生菌株及ΔPks的生长发育及环境适应性差异。以草酸青霉SCSGAF0023分生孢子为受体,p0380-hygB为双元载体,成功实现草酸青霉SCSGAF0023的遗传转化。结果表明:农杆菌浓度为OD₆₀₀=0.5,在200μmol/L 乙酰丁香酮(AS)诱导下与10⁷个/ml草酸青霉SCSGAF0023孢子于25℃共孵育时转化效率最高。基于上述转化体系,成功获得Pks敲除株ΔPks,并首次证实Pks正向调控草酸青霉SCSGAF0023产孢,但不影响其对环境的适应性。这为进一步系统研究真菌PKSs及聚酮化合物对真菌生长发育与环境适应性的影响提供素材。     

Foreign gene delivery into monocotyledonous species

Monocotyledonous plants are generally more recalcitrant to genetic transformation than dicotyledonous species. The absence of reliable Agrobacterium-mediated transformation methods and the difficulties associated with the culture of monocotyledonous tissues in vitro are mainly responsible for this situation. Until recently, the genetic transformation of monocotyledons was essentially performed by direct transfer of DNA into regenerable protoplasts or intact cells cultured in vitro, via polyethylene glycol treatment, electroporation or particle bombardment. Since 1990, the use of particle gun technology has revolutionized the genetic engineering of monocotyledonous species, allowing transformation to be more independent of the in vitro culture requirements. Today, at least one genotype of each major monocotyledonous crop species, including cereals, can be genetically transformed.     

PEG介导的黑附球菌遗传转化体系的建立

以生防真菌黑附球菌原生质体为受体、潮霉素抗性基因（ hph）为筛选标记,应用PEG介导法进行了遗传转化体系的研究。潮霉素敏感性测试结果表明,黑附球菌对潮霉素的耐受浓度为50mg/L。PEG介导的黑附球菌原生质体最佳遗传转化体系为：30℃下用2%裂解酶酶解黑附球菌菌丝2h,过滤收集原生质体,经MTC清洗重悬后将质粒pYF11-hph转化黑附球菌原生质体,在RM培养基中混匀再生;经潮霉素药剂筛选和PCR验证,表明外源基因 hph已转入到黑附球菌中并获得稳定表达。本实验成功地建立了稳定的PEG介导的黑附球菌遗传转化体系,为研究其代谢途径、生防机制及构建工程菌株提供了技术保障。