农杆菌介导的胀果甘草愈伤组织遗传转化

目的:旨在建立一个农杆菌介导的甘草愈伤组织遗传转化的可行方案,并对转化条件进行优化。方法:选择EHA105和LBA4404两种根癌农杆菌菌株,热激法转入含有绿色荧光蛋白GFP基因的植物表达载体pBI121-gfp,挑选转化的农杆菌用于侵染胀果甘草愈伤组织。设置不同培养时间的愈伤组织作为受体材料和农杆菌不同侵染时间两组条件,经共培养后的甘草愈伤组织进行荧光检测。结果:愈伤组织在含有100mg/l卡那霉素的继代培养基上进行筛选培养,得到了具有卡那霉素抗性的转化甘草愈伤组织,转化愈伤组织经继代培养基后在紫外光下仍可见绿色荧光,PCR检测转化愈伤组织基因组中含有gfp基因。结论:试验建立了农杆菌介导的甘草愈伤组织的遗传转化体系,为目的基因导入甘草细胞利用基因工程手段调控甘草次生代谢产物生物合成的研究奠定了基础。     

GFP基因转化藿香的研究

以藿香无菌苗幼嫩茎段为受体,利用根癌农杆菌介导法进行了绿色荧光蛋白基因(GFP)的遗传转化研究。经农杆菌侵染,通过共培养、选择培养后获得其抗性愈伤组织,对抗性愈伤组织的诱导过程进行了GFP荧光检测。结果表明,GFP基因能在抗性愈伤组织中强烈表达,证明GFP基因能够在藿香遗传转化中得到应用。对抗性愈伤组织的PCR检测初步证实外源GFP基因已整合到藿香愈伤组织的基因组中。     

根癌农杆菌介导的金边狗牙根遗传转化条件的优化

为建立根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens,菌(L.)Pers.]最佳遗传转化体系,以葡萄糖醛酸糖苷酶(GUS)基因的瞬间表达率为指标,从愈伤组织继代时间、根癌农杆菌侵染时间、负压条件及光照时间等方面进行了筛选.结果表明,根癌农杆菌介导的金边狗牙根最佳的转化体系是:以继代培养2周的愈伤组织为起始材料,根癌农杆菌介导感染10 min,经负压处理(抽拉20次)并在全光条件下共培养转化.     

优良大麦品种花30幼胚遗传转化体系的优化

以大麦花培基因型花30的幼胚为外植体,设置不同的培养基类型、不同激素配比及碳源,研究其对幼胚愈伤组织诱导及绿苗分化的影响,以此建立和优化一个适于优良大麦品种遗传转化的高效组织培养体系。结果表明:在N6、MS和B5的组合改良培养基下,以蔗糖为碳源,附加2mg/L 2,4-D、1mg/L ABA时,有最高的愈伤组织诱导率,且愈伤质量最好。Cu2+的添加具有抑制幼胚直接发芽成苗和改善愈伤组织质量的双重功效。添加2mg/L 6-BA对愈伤组织的分化效果比较理想。为了提高农杆菌介导转化大麦外源基因的瞬时表达率和优化遗传转化体系,利用花30幼胚产生的愈伤组织为受体材料,通过检测GUS基因的瞬时表达情况,研究了农杆菌介导的大麦遗传转化中菌液的浓度、侵染时间以及共培养天数对遗传转化的影响,结果表明:当菌液浓度OD600=0.5的条件下,侵染15min,共培养2d表现出最佳的GUS瞬时表达率。     

GFP基因转化香樟胚性愈伤组织的研究

以香樟胚性愈伤组织作为受体,利用根癌农杆菌介导法进行了绿色荧光蛋白基因(GFP)的遗传转化研究。经农杆菌侵染后的胚性愈伤组织通过共培养、选择培养后获得抗性愈伤组织和体胚,对抗性愈伤组织及体胚的诱导过程进行了GFP荧光检测。结果表明,GFP基因能在抗性愈伤组织和体胚中强烈表达,证明GFP基因能够在香樟遗传转化中得到应用。对抗性愈伤组织的PCR检测初步证实外源GFP基因已整合到香樟胚性愈伤组织的基因组中。     

影响农杆菌介导玉米愈伤组织遗传转化因素的研究

用农杆菌介导玉米愈伤组织的转化,其筛选的结果得到的抗性愈伤组织受玉米愈伤组织的继代时 间、浸染的农杆菌菌液浓度、共培养的温度以及其共培养时间等因素的影响。玉米愈伤继代后7～9d,农杆菌 浓度为OD600值0.3左右、共培养温度约22℃、培养时间3d时,抗性愈伤的获得率最高。     

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。     

影响根癌农杆菌介导水稻转化的因素分析

根癌农杆菌与来自水稻成熟种子盾片的愈伤组织共培养,将GUS基因导入水稻愈伤组织,并获得了转基因植株。通过比较影响根癌农杆菌转化频率的各种因素,表明激素配比为2,4-D1mg/L、TDZ0.5mg/L、NAA1mg/L时,可以大大促进籼稻愈伤组织的分化能力;酚类化合物的加入使农杆菌的转化频率提高8.9%-23.5%;共培养时农杆菌的稀释方式及适当调整潮霉素（hygB）的使用浓度影响到农杆菌的转化频率。     

农杆菌介导类胡萝卜素合成酶基因LycB转化水稻的研究

以3个水稻品种的成熟胚诱导的良好胚性愈伤组织为受体,以LycB为目的基因,应用根癌农杆菌介导法对水稻进行遗传转化,同时以抗性愈伤率为依据,对影响转化的几个因素进行优化研究。结果表明：预培养4d、侵染5～10min、农杆菌菌液浓度OD600值0.7～1.0、共培养2d有利于提高转化率。经潮霉素筛选获得的抗性植株经PCR和PCR-Southern分析鉴定,初步证明外源基因LycB已整合到水稻的基因组中。     

影响农杆菌介导狗牙根遗传转化的因素

农杆菌LBA4404/pCAMBIA1301介导转化狗牙根的体系中,遗传转化的最佳优化条件是:胚性愈伤组织预培养10 d,农杆菌菌液浓度为OD600 0.5～0.8,共培养时间为2d.共培养基中添加100μmol·L-1乙酰丁香酮能有效地提高植物瞬时表达率.侵染处理方法中滤纸滴加法比浸泡法效果更好.黑暗条件下的瞬时表达率比12 h光照/12 h黑暗培养条件下的高.在最佳优化条件下狗牙根的GUS瞬时表达率达到36.36%.     

根癌农杆菌介导Bt基因转化水稻的研究

为了培育出无筛选标记基因的转基因水稻,试验将loxp-hpt-loxp基因与成基因连锁在-起转化水稻方法,得到loxp-hpt—loxp—Bt转基因水稻植株,再与同质的带有ere基因的水稻杂交,以定向删除潮霉素抗性筛选标记。试验表明以水稻品种“皖粳97”为供试材料,将成熟胚来源的愈伤组织用根癌农杆菌EHA105／pCAMBIA1305．1感染后,筛选出抗性愈伤组织并获得再生植株。经PCR验证,得到20棵转基因水稻植株。     

An efficient and high-throughput protocol for Agrobacterium-mediated transformation based on phosphomannose isomerase positive selection in Japonica rice (Oryza sativa L.)

A number of Agrobacterium-mediated rice transformation systems have been developed and widely used in numerous laboratories and research institutes. However, those systems generally employ antibiotics like kanamycin and hygromycin, or herbicide as selectable agents, and are used for the small-scale experiments. To address high-throughput production of transgenic rice plants via Agrobacterium-mediated transformation, and to eliminate public concern on antibiotic markers, we developed a comprehensive efficient protocol, covering from explant preparation to the acquisition of low copy events by real-time PCR analysis before transplant to field, for high-throughput production of transgenic plants of Japonica rice varieties Wanjing97 and Nipponbare using Escherichia coli phosphomannose isomerase gene (pmi) as a selectable marker. The transformation frequencies (TF) of Wanjing97 and Nipponbare were achieved as high as 54.8 and 47.5?%, respectively, in one round of selection of 7.5 or 12.5?g/L mannose appended with 5?g/L sucrose. High-throughput transformation from inoculation to transplant of low copy events was accomplished within 55-60?days. Moreover, the Taqman assay data from a large number of transformants showed 45.2?% in Wanjing97 and 31.5?% in Nipponbare as a low copy rate, and the transformants are fertile and follow the Mendelian segregation ratio. This protocol facilitates us to perform genome-wide functional annotation of the open reading frames and utilization of the agronomically important genes in rice under a reduced public concern on selectable markers. Key message We describe a comprehensive protocol for large scale production of transgenic Japonica rice plants using non-antibiotic selectable agent, at simplified, cost- and labor-saving manners.     

利用Cre/loxP系统删除转Bt基因水稻中的选择标记基因

来源于噬菌体P1的Cre/loxP位点特异性重组系统是目前在植物遗传转化中应用较多,较成熟的一个标记基因删除系统。在这个系统中,Cre酶可以特异性的识别和切割位于两个lox位点之间的标记基因,整个系统重组仅需Cre和lox识别位点即可完成而无需其它辅因子的参加。利用农杆菌介导法成功地将cre基因导入供试材料"皖粳97",得到转hpt-cre基因水稻植株;将其与先期转基因育成的携带loxp-hpt-loxp-bt基因的"皖粳97"株系进行田间杂交,通过PCR分析,Cre/loxP重组系统定向删除了潮霉素抗性筛选标记基因。     

水稻叶绿体16S启动子克隆改造、载体构建及转化研究

利用PCR方法从水稻叶绿体基因组DNA中分离16S启动子,并在其下游加入rbcL基因SD序列,以增强该启动子的翻译能力;序列分析表明,除加入的SD序列外,扩增片段与水稻(Oryza sativa)叶绿体基因组DNA序列16S启动子相应区域同源性为100％。将16S启动子与bar基因和gfp基因的融合基因连接,以psbA基因的3′序列为终止子,并以烟草叶绿体trnH—psbA和trnK为同源片段构建了烟草叶绿体表达载体pRl6S。用基因枪转化烟草,转化植株经Southern、Northern检测及后代遗传学分析,发现：16S启动子具有启动活性,融合基因已在烟草叶绿体中稳定整合并遵循母系遗传规律。     

绿色荧光蛋白基因作为报告基因在水稻基因转化中的应用研究

本研究中 ,构建了含有编码绿色荧光蛋白的改进型基因质粒pJPM5。用基因枪法分别把pJPM5和另一带有绿色荧光蛋白基因的质粒pSBG70 0转入水稻TNG6 7愈伤组织。用South ern杂交法证实了转基因的存在 ,而且表明多数转基因植株含有 1到 8个拷贝的转基因。取 2个月的转基因植株上的叶片用于分析绿色荧光蛋白基因表达。用SLM - 80 0 0荧光分析仪定量测定绿色荧光蛋白。多数转基因植株具有很高的绿色荧光蛋白信号。虽然水稻植株有少量自发荧光 ,但是绿色荧光蛋白基因表达出的绿色荧光蛋白信号比植株的自发荧光强得多 ,其测定不会受自发荧光的太大影响。在荧光显微镜下观察到了绿色荧光蛋白基因的表达。借助观察分析绿色荧光蛋白基因的瞬时表达 ,本研究还发现基因枪法转化中 ,如果两枪的气压为90 0psi& 135 0psi,比两枪的气压都为 90 0psi或者 135 0psi更好 ,因其能使质粒进入更多的细胞。研究结果表明 ,绿色荧光蛋白基因可以作为水稻 (甚至小麦、玉米 )转基因研究中的报告基因。研究还显示 ,MAR序列能明显增强绿色荧光蛋白基因的表达能力 (这一结果在另文讨论 ) .     

Green fluorescent protein as a reporter for gene expression in the mucoralean fungus Absidia glauca

Mucoralean fungi (Zygomycota) are used for many industrial processes and also as important model organisms for investigating basic biological problems. Their genetic analysis is severely hampered by low transformation frequencies, by their strong tendency towards autonomous replication of plasmids instead of stable integration, and by the lack of reliable genetic reporter systems. We constructed plasmids for transforming the model zygomycete Absidia glauca that carry the versatile reporter gene coding for green fluorescent protein (GFP). gfp expression is controlled either by the homologous actin promoter or the promoter for the elongation factor of translation, EF1alpha. These plasmids also confer neomycin resistance and carry one of two genetic elements (rag1, seg1) that improve mitotic stability of the plasmid. The gfp constructs were replicated extrachromosomally and could be recovered from retransformed Escherichia coli cells. gfp expression was monitored by epifluorescence microscopy. The gfp reporter gene plasmids presented here for the model zygomycete A. glauca constitute the first reliable system that allows the monitoring of gene expression in this important group of fungi.     

Green fluorescent protein as a reporter system in the transformation of barley cultivars

A cereal transformation vector, pN1473, containing the strong constitutive rice actin promoter Act-1 , a multiple cloning site, and the nos terminator, was constructed. Fusion of a plant-optimized gfp gene to Act-1 in pN1473 resulted in the vector pN1473GFP. To assess the suitability of pN1473, and GFP as a reporter system in barley transformation, two barley cultivars (Baronesse and Golden Promise) were transformed by microprojectile bombardment. Transient gfp expression in transformed embryogenic callus material was detectable by fluorescence microscopy less than 12 h after transformation. The presence of the gfp gene in callus and regenerated plantlets was confirmed by PCR amplification and DNA gel-blot analysis.     

水稻双元细菌人工染色体载体系统转化体系的建立

普通双元载体己被广泛碰用于农杆菌介导的植物转化,但这类载体通常只能转移5～20kb的外源DNA片段;而双元细菌人工染色体（BIBAC）载休可以弥补普通双元裁体的不足,通过它已在烟草、番茄等双子叶植物中实现了大片段DNA（150kb）的转移。BIBAC载体在单子叶植物转化中的应用尚未见报道。面于单、双子叶植物间以及大、小片段转化间的转化体系存在明显差异,常规的农杆菌介导的水稻转化体系不能适应BIBAC系统转化的要求。因此,建立适于BIBAC系统的水稻转化体系是十分必要的。通过比较不同的受体材料,不同的预培养、其培养条件,不同的去除农杆菌及选择阳性愈伤的方式等对转化效率的影响,建矿了适合水稻BIBAC系统的转化体系。该体系的技术要点包括：以水稻品种H1493为转化受体：以含毒性辅助质粒pCH32的LBA4404菌株（HP4404）为侵染菌株;预培养的培养拱pH5．6：以N6A代替AAM悬浮农杆菌：侵染菌液浓度为OD600=1．0;共培养温度为24℃;采用过渡（Resting）培养除去农杆菌;采用二步法进行选择等。基于PCR检测、Southern印迹分析的结果表明,BIBAC载体所携带的插入片段及标记基因已整合到转化植株的基因组中。这个体系的建立为在水稻中利用BIBAC系统进行大片段DNA转化奠定基础。     

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%。