抗逆调节转录因子DREB1B基因转化多年生黑麦草的研究

以逆境诱导型启动子rd29B为驱动,分别构建了含有抗逆调节转录因子DREB1B基因的表达载体pBAC123、pBAC128,选择标记为bar基因.用高压氦气基因枪PDS1000/He分别将表达载体和p35SIH3导入多年生黑麦草(Lolium perenne)品种Topgun成熟胚的愈伤组织.经除草剂Bialaphos抗性筛选和植株再生,获得了62株转基因植株.经PCR、Dot-blotting分子检测,DREB1B基因已整合到多年生黑麦草部分转基因株系的基因组中.用5种不同浓度的除草剂涂抹黑麦草叶片,非转基因植株表现为不抗,而转基因植株最高可以抗135~200 mg/L.脯氨酸含量测定表明,使用15%PEG8000处理后,转基因植株的叶片脯氨酸含量比非转基因植株提高1倍左右.经25 d人工温室干旱处理,有5棵转基因植株存活;复水后,有3棵植株恢复正常生长.结果表明,利用逆境诱导型启动子(rd29B)来增强外源DREB1B基因的表达,能显著改良黑麦草的抗旱能力.     

从CIMMYT引进的人工合成六倍体小麦D染色体组微卫星分子标记的遗传差异

采用微卫星（SSR）分子标记技术,选用23个D染色体组特异性引的对来自CIMMYT的26份人工合成六倍体小麦D染色体组的遗传多样性进行了分析。研究发现,26份材料在D染色体组上存在丰富的等位基因变异（92个）,平均每个基因座为4个。遗传距离计算结果也显示,26份材料D染色体组之间具有较大的遗传差异,平均遗传距离高达0．4955。因此,人工合成六倍体小麦D染色体组中存在丰富的遗传多样性,可以作为拓宽普通小麦遗传基础的新的遗传变异来源。研究还发现,由同一个粗山羊草基因型与不同硬粒小麦杂交合成的人工合成六倍体小麦（如合成种17和18）在所用检测的23个基因座中有3个存在差异,说明小麦在多倍化后,供体基因组在重复序列区域会发生遗传分化。     

以木糖异构酶基因为筛选标记的玉米遗传转化

利用木糖异构酶基因作为筛选标记可以在含有不同浓度木糖的培养基上筛选出玉米再生植株,其中50％-100％木糖浓度的总体筛选效果较好,但不同玉米基因型之间筛选的最佳浓度差异很大。通过DNA点杂交、PCR及PCR．Southern印记法检测表明,木糖异构酶基因已经整合到转基因植株中。以木糖作为筛选剂,可以减小潜在的生物安全隐患。     

外源脱水应答转录因子DREB基因在转基因小麦中的诱导型表达与抗干旱生理效果研究

以冬小麦品种8901、5-98、99-92和104等品种的幼穗和幼胚为材料,用基因枪转化含逆境诱导转录因子DREB和bar基因的质粒pBAC128F（7024bp）。经筛选与植株再生,共获得70多个转基因小麦植株及其后代株系。转基因株系经PCR分析和RNA点杂交检测,结果表明外源转录因子DREB基因已稳定整合到转基因植株及其后代株系中,并且在部分后代株系中获得了表达。叶片脯氨酸含量测定表明,有16个转基因株系的脯氨酸含量与非转基因对照相比,增加相当显著,其中10个株系的脯氨酸含量在1100μg/g以上,比对照提高了2倍多。室内抗旱模拟实验表明,转基因株系停止浇水15d后,叶片仍然表现绿色,而对照叶片则失绿、枯干;复水10d后,转基因株系恢复活力,对照则死亡。研究表明,利用逆境诱导型启动子（rd29B）来增强外源DREB基因的表达,能显著改良小麦的抗旱性。     

利用wx基因分子标记辅助选择培育糯性小麦

利用中国春及其缺体-四体对wx-B1基因的STS标记和wx-A1、wx-D1的微卫星(SSR)标记进行了定位.联合应用这2种分子标记,对12个小麦品种和5个高代糯麦株系做了鉴定,与Wx蛋白的SDS-PAGE结果一致;从组合江苏白火麦×关东107的F2分离群体中筛选出8种wx基因型,其中3种基因型(AD同缺型,BD同缺型和糯型)为自然界中所没有,并且培育出了国内首批糯性小麦品系.另外,应用SSR标记对江苏白火麦回交改良群体中个体进行辅助选择,得到了含wx-D1b的7D单体,为将来进一步改良糯性小麦的农艺性状提供广泛的遗传材料.利用wx基因分子标记辅助选择,可以加速培育糯性小麦的进程.     

植物功能基因组研究方法及进展

随着植物功能基因组研究的深入,T-DNA标签、转座子标签、反义RNA技术、基因敲除、基因陷阱和TILLING技术等多种研究方法获得了建立,并随着植物功能基因组学的不断发展而进一步完善.综述了各类研究方法的原理,并对这些方法的优缺点进行了比较与分析.     

甜菜碱增强长片段PCR的扩增

聚合酶链式反应 (PCR)作为一项非常成熟的技术可以用于基因组序列的扩增。普通的PCR技术只适合于短片段DNA的扩增 ,一般在 6kb以下。对于 6kb至十几kb甚至几十kb以上的DNA片段的扩增就非常困难。通过添加不同化学物质 ,发现甜菜碱对长片段PCR的扩增有非常有效的增强作用。通过对玉米总DNA以及质粒DNA的扩增 ,发现 1mol L到 25mol L甜菜碱对改进PCR扩增效果明显。通过添加甜菜碱 ,可以从玉米基因组中扩增出 9kb以上的单拷贝片段 ,从质粒中扩增出 16kb以上片段。经过试验 ,发现不同GC含量的引物需要使用不同浓度的甜菜碱。甜菜碱可以减少甚至消除长片段PCR中的非特异性扩增。同时 ,我们发现其它的添加物 ,如DMSO ,甘油 ,甲酰胺对长片段PCR的作用不明显     

玉米淀粉分支酶基因的克隆与RNAi表达载体的构建

利用网络数据库http://jura.wi.mit.edu/bioc/siRNAext/,确定玉米淀粉分支酶SBEⅡb的部分基因序列作为RNAi的目标序列,通过RT-PCR方法从玉米自交系‘综31’中分别成功克隆出了玉米淀粉分支酶sbeⅡb基因的部分序列及其启动子序列,从大肠杆菌中成功克隆了木糖异构酶基因xylA作为筛选标记,构建了含有35S驱动的木糖异构酶基因和sbeⅡb启动子驱动的含有sbeⅡb目标序列的反向重复序列的表达载体pBAC413,并对玉米自交系实施转化。经PCR检测转基因玉米再生植株,初步判定目的序列已经成功整合到玉米再生植株的基因组中。     

甜菜碱增强长片段PCR的扩增

聚合酶链式反应(PCR)作为一项非常成熟的技术可以用于基因组序列的扩增。普通的PCR技术只适合于短片段DNA的扩增,一般在6kb以下。对于6kb至十几kb甚至几十kb以上的DNA片段的扩增就非常困难。通过添加不同化学物质,发现甜菜碱对长片段PCR的扩增有非常有效的增强作用。通过对玉米总DNA以及质粒DNA的扩增,发现1mol／L到2．5mol／L甜菜碱对改进PCR扩增效果明显。通过添加甜菜碱,可以从玉米基因组中扩增出9kb以上的单拷贝片段,从质粒中扩增出16kb以上片段。经过试验,发现不同GC含量的引物需要使用不同浓度的甜菜碱。甜菜碱可以减少甚至消除长片段PCR中的非特异性扩增。同时,我们发现其它的添加物,如DMSO,甘油,甲酰胺对长片段PCR的作用不明显。     

小麦淀粉粒束缚淀粉合成酶基因多态性的分子鉴定

运用6％的SDS-PAGE对14个小麦品种成熟籽粒Wx蛋白的多态性进行了鉴定,结果表明,14个小麦品种根据其Wx蛋白的缺失情况可分为6种组合类型。另外,根据Wx-A1、Wx-D1和Wx-D1这3个位点基因序列和变异情况分别设计了PCR引物,扩增结果表明：Wx-A1位点突变材料扩增产物为327bp,正常材料中扩增不到该特异带;在Wx-B1位点扩增出187bp目标带,突变材料没有该扩增产物;在Wx-D1位点扩增出约700bp目标带,突变材料没有该特异带。与前人的研究结果相比,Wx-B1引物在3个位点的扩增产物长度更短,差异更大,在2％琼脂糖胶上即可清楚分开,缩短了鉴定时间,提高了效率,为大规模筛选优质面条小麦品种提供了可能。