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。     

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。     

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.     

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。     

利用根癌农杆菌介导转化大豆成熟种子胚尖获得转基因植株

利用根癌土壤农杆菌EHA105/pCAMBIA2301对来自大豆成熟种子的胚尖外植体进行遗传转化,并对农杆菌侵染时间长短以及乙酰丁香酮(AS)浓度等影响转化频率的条件进行了探讨.发现浸染时间以20 h为佳,乙酰丁香酮最佳浓度为200 umo1/L,并探讨了恢复培养的重要性.分别从3个大豆品种合丰35、合丰39、东农42得到了转基因植株,GUS染色及Southern杂交结果证明外源基因整合到大豆基因组中,获得转基因大豆的频率达6.4%～12.1%.     

大豆胚尖遗传转化体系优化及抗逆基因GmPK转化研究

采用GUS基因瞬时表达检测方法,通过正交试验以AS浓度、侵染菌液OD值、侵染时间、共培养时间和恢复培养时间5个因素在4个水平上进行分析,优化了农杆菌介导的大豆胚尖遗传转化体系,并在此基础上进行了抗逆基因GmPK的遗传转化。结果表明,采用共培养培养基中添加100μmol/L AS、侵染菌液OD600值0.9、侵染15h、共培养5d和恢复培养3d的转化条件最佳,GUS阳性率达74.59%,经PCR及RT-PCR进一步验证获得了转基因阳性植株。利用优化的最佳条件进行抗逆基因GmPK的转化,炼苗移栽成活的再生植株经PCR及PCR-Southern blotting验证,初步证明外源基因已经整合至大豆基因组,转化率为0.6%。     

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。     

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%。     

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％。     

农杆菌介导的棉花子叶瞬时表达系统的建立

植物瞬时表达系统在研究功能基因的亚细胞定位、蛋白质互作、启动子活性等方面具有重要作用。选取棉花(Gossypium hirsutum)子叶为材料, 以β-葡糖醛酸酶基因(GUS)、增强型绿色荧光蛋白基因(eGFP)为报告基因, 对棉花子叶生长时间、农杆菌浓度、注射量、共培养时间等因素进行了分析, 建立了农杆菌介导的棉花子叶瞬时表达系统。结果表明, 对萌发6天的棉花子叶注射50 μLOD₆₀₀为0.5的含目的基因的农杆菌LBA4404或GV3101, 共培养2–3天后, 外源基因表达效率最高。利用此方法从棉花萌发到观测结果, 仅需8–13天, 且操作简单易行, 可快速检测棉花来源的启动子活性、亚细胞定位、蛋白质互作等。该方法在棉花基因功能研究方面有很好的应用价值。     

Agrobacterium tumefaciens– mediated transformation of soybean [Glycine max (L.) Merrill.] using immature zygotic cotyledon explants

Agrobacterium tumefaciens -mediated transformation of soybean [Glycine max (L.) Merrill. cv. Jack] using immature zygotic cotyledons was investigated to identify important factors that affected transformation efficiency and resulted in the production of transgenic soybean somatic embryos. The factors evaluated were initial immature zygotic cotyledon size, Agrobacterium concentration during inoculation and co-culture and the selection regime. Our results showed that 8- to 10-mm zygotic cotyledons exhibited a higher transformation rate, as indicated by transient GUS gene expression, whereas the smaller zygotic cotyledons, at less than 5 mm, died shortly after co-cultivation. However, the smaller zygotic cotyledon explants were found to have a higher embryogenic potential. Analysis of Agrobacterium and immature cotyledon explant interactions involved two Agrobacterium concentrations for the inoculation phase and three co-culture regimes. No differences in explant survival or somatic embyogenic potential were observed between the two Agrobacterium concentrations tested. Analysis of co-culture regimes revealed that the shorter co-culture times resulted in higher explant survival and higher somatic embryo production on the explants, whereas the co-culture time of 4 days severely reduced survival of the cotyledon explants and lowered their embryogenic potential. Analysis of selection regimes revealed that direct placement of cotyledon explants on hygromycin 25 mg/l was detrimental to explant survival, whereas 10 mg/l gave continued growth and subsequent somatic embryo development and plant regeneration. The overall transformation frequency in these experiments, from initial explant to whole plant, was 0.03 %. Three fertile soybean plants were obtained during the course of these experiments. Enzymatic GUS assays and Southern blot hybridizations confirmed the integration of T-DNA and expression of the GUS-intron gene in the three primary transformants. Analysis of 48 progeny revealed that three copies of the transgene were inherited as a single Mendelian locus. Received: 6 December 1999 / Revised: 11 February 2000 / Accepted: 14 March 2000     

‘光叶蔷薇’器官间接再生体系的建立及GUS基因转化的初步研究

以‘光叶蔷薇’（Rosa wichuriana ‘Basye’s thornless’）无菌苗的顶生幼嫩小叶为外植体,探讨了其愈伤组织诱导及植株再生的方法。结果表明,高浓度的生长素NAA能诱导外植体产生愈伤组织;由NAA诱导的愈伤组织在附加TDZ的MS培养基上,先暗培养再进行光照培养可直接分化出不定芽。诱导愈伤组织的最佳NAA浓度是7.0 mg/L、暗培养时间为10 d,而最佳分化培养基是MS + 5.0 mg/L TDZ + 30 g/L葡萄糖 + 2.5 g/L GEL,分化率达18.34%。以诱导产生的愈伤组织为侵染受体,初步建立了‘光叶蔷薇’GUS基因转化体系。农杆菌菌液浓度OD₆₀₀值为0.5、侵染30 min、共培养2 d、乙酰丁香酮的浓度为50 μmol/L是'光叶蔷薇’愈伤组织转基因的最优条件。     

带内含子卡那霉素抗性基因双元载体构建及烟草转化

农杆菌介导法是植物基因转化的常用方法,然而由于筛选培养基中常用的抗生素头孢霉素和羧苄青霉素具有类植物激素活性,影响外植体的再生和转化频率。将一个植物的内含子插入卡那霉素抗性基因编码区的N端,合成了一个带内含子的卡那霉素抗性基因。构建带该基因的植物双元表达栽体pYP1202并转化烟草,受侵外植体在含卡那霉素50～200mg/L的选择培养基中抗性芽分化频率不受卡那霉素浓度影响,然而具有GUS活性的转化子占分化芽的比例却随着卡那霉素浓度的增加而升高。当培养基中加入500mg/L羧苄青霉素后受侵外植体产生的抗性芽频率比单一的卡那霉素筛选提高近1倍,高达91.4％,然而具GUS活性的转化子占抗性芽的比例仅有26.7％,在200m/L的卡那霉素筛选下,比例升至93.3％。用带内含子卡那霉素抗性基因构建的植物表达载体转化植物可以减少假抗性芽的产生。     

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。     

‘光叶蔷薇’器官间接再生体系的建立及GUS基因转化的初步研究

以‘光叶蔷薇’(Rosa wichuriana‘Basye's thornless’)无菌苗的顶生幼嫩小叶为外植体,探讨了其愈伤组织诱导及植株再生的方法。结果表明,高浓度的生长素NAA能诱导外植体产生愈伤组织;由NAA诱导的愈伤组织在附加TDZ的MS培养基上,先暗培养再进行光照培养可直接分化出不定芽。诱导愈伤组织的最佳NAA浓度是7.0 mg/L、暗培养时间为10 d,而最佳分化培养基是MS+5.0 mg/L TDZ+30 g/L葡萄糖+2.5 g/L GEL,分化率达18.34%。以诱导产生的愈伤组织为侵染受体,初步建立了‘光叶蔷薇’GUS基因转化体系。农杆菌菌液浓度OD600值为0.5、侵染30 min、共培养2 d、乙酰丁香酮的浓度为50μmol/L是‘光叶蔷薇’愈伤组织转基因的最优条件。     

保加利亚尖椒再生及遗传转化条件的优化

为了提高辣椒子叶不定芽的伸长率和遗传转化效率,本研究以保加利亚尖椒子叶为外植体,通过正交试验分别对影响保加利亚尖椒子叶不定芽伸长的激素组合以及遗传转化参数进行了优化。结果表明:诱导不定芽伸长的最佳激素组合为0.2mg/LIAA+1.0mg/LGA3+0.1mg/LPBU,不定芽伸长率最高为60%;以5mg/L潮霉素为选择压,预培养时间为4d、共培养时间为2d、侵染时间为20min时,诱导的抗性不定芽比率最高。本研究建立的辣椒再生及遗传转化体系为辣椒转基因研究奠定一定的基础。     

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＇ Jinhui1＇）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100mg·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100mg·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。     

马铃薯遗传转化体系的优化建立及其主要影响因素

植物基因转化的成功依赖于一个良好的转化系统,能有效地将外源基因导入受体细胞,并得以表达。通过农杆菌介导的马铃薯遗传转化体系主要受基因型、预培养、菌液浓度及侵染时间、共培养等因素的影响,由于转化受体的异质性,有必要根据实际情况进行验证和改进,以获得最适转化条件。本研究以马铃薯无菌苗的叶片、茎段为外植体,通过农杆菌介导法,将抗马铃薯X病毒和Y病毒的RNA干扰型基因结构转入马铃薯。通过研究外植体预培养、菌液浓度及侵染时间、共培养等不同转化条件及影响因素对马铃薯遗传转化的影响,建立一种高效的马铃薯遗传转化体系,试验得出最佳转化条件为外植体预培养2 d,然后用OD600=0.5的农杆菌液侵染10 min,共培养2 d。本研究为下一步的对PVX和PVY双抗的马铃薯无标记转基因研究提供技术参考。