无选择标记和载体骨干序列的Xa21转基因水稻的获得

利用双右边界T-DNA载体通过根癌农杆菌介导法将水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa21导入杂交稻重要恢复系C418中。T0代共获得27个独立转基因株系,通过田间抗性鉴定与PCR分析,有17个株系的Xa21基因分子鉴定为阳性,且对白叶枯病原菌P6生理小种具有抗性。通过对17个株系的后代植株进行田间抗性鉴定,分子标记辅助选择及Southern杂交分析,结果显示4个株系的T1代植株中能分离出无潮霉素标记基因的Xa21转基因植株。无选择标记Xa21转基因株系的获得率为15%。PCR检测还表明,这些无选择标记的Xa21转基因植株不带有载体骨架序列。通过对转基因后代进一步的抗性鉴定与PCR辅助选择,获得了无选择标记和载体骨架序列的转基因Xa21纯合的抗白叶枯病水稻。     

丛枝菌根形成过程及其信号转导途径

丛枝菌根是由一类土壤中古老的丛枝菌根真菌与植物根系形成的互利互惠共生体。通过共生作用丛枝菌根真菌帮助宿主植物提高水和矿质营养（特别是磷）的吸收效率。作为回报,大约20%的光合作用产物被转移到丛枝菌根真菌中,供其完成自身的生活史。丛枝菌根形成的过程中,需要植物与丛枝菌根真菌之间进行一系列信号分子的识别、交换以及信号转导作用,这一过程由一系列植物和菌根真菌的基因控制。首先,植物会分泌一种植物激素——独角金内酯来诱导菌根真菌加速分支,而菌根真菌也会分泌脂质几丁寡糖促进植物与其形成菌根。加速分支的菌根真菌接触到植物根部以后,会附着在植物根的表皮并形成附着胞,通过附着胞穿透植物根的表皮,最后进入维管组织附近的皮层细胞并在其中不断进行二叉分支,形成特有的丛枝结构。通过对模式植物共生现象的研究,已经发现很多植物基因参与到共生形成的信号转导过程中,包括早期植物反应的基因、菌根与根瘤共生共同需要的转导因子以及菌根特异的信号分子等。本文对菌根的形成过程及信号转导途径进行详细的介绍,为人们深入研究菌根关系提供参考。     

以花药愈伤组织为受体的水稻转化和RNA干扰研究

在优化花培诱导培养基成分的基础上, 通过延长花药愈伤组织在诱导培养基上培养的时间和降低共培养过程中农杆菌浓度等, 成功地建立了以花药愈伤组织为受体的农杆菌转化体系. 并将白叶枯菌抗性基因Xa21作为该体系的模式基因导入到多个粳稻品种的花药愈伤组织中, 共得到了145个独立的转基因株系. 分子检测和田间抗性检测发现其中的140个株系的基因组含有外源的Xa21基因, 包括单倍体45株、二倍体87株和混倍体植株8株. 根据后代性状分离比和染色体的FISH分析可以确定, 在87个二倍体植株中有15株为纯合的加倍单倍体转基因植株; 再加上田间自然加倍和由秋水仙碱处理单倍体所获得的28株加倍单倍体, 共得到了43个纯合的加倍单倍体转基因株系. 还将该转化体系用于反向遗传学的研究. 一个在植物体内能转录产生双链RNA(double strand RNA, dsRNA)发夹结构的质粒pZ2RNAi被导入到水稻单倍体基因组中, 该dsRNA的靶目标是水稻的OsMADS2基因的转录物, 结果表明, 在转pZ2RNAi的单倍体水稻中, 靶基因OsMADS2的表达被特异地抑制, 并导致花器官形态的明显改变. 因此, 单倍体转化体系与RNAi技术相结合有可能成为在水稻和其他植物中功能基因组研究的一个新途径.     

培育具有安全选择标记或无选择标记的转基因植物

转基因植物中选择标记的安全性已成为植物基因工程研究的热点之一。从两个方面可以解决转基因植物中的选择标记问题。一是选用安全的正向选择标记,主要是与糖代谢和激素代谢相关的基因。二是构建能去除选择标记基因的转化系统,主要有共转化系统、双T-DNA边界载体系统、位点特异性重组系统和转座子系统等。这些植物基因工程的方法将有助于培育安全的转基因植物。 Abstract:The bio-safety of selective markers in transgenic plants has been a hot spot in the field of plant genetic engineering.To solve the problem of selective markers in the transgenic plants,two means of producing transgenic plants have been developed.One is the utilization of bio-safe positive selective markers which are genes mainly related to metabolism of auxins and carbohydrates.The other is the establishment of transformation systems allowing marker genes to be eliminated from the transgenic plants,which include co-ransformation,double T-DNA border vectors,site-specific recombination and transposition.All these approaches of plant genetic engineering will benefit breeding transgenic plants with bio-safety.     

独角金内酯能抑制植物的分枝并介导植物与枞枝真菌及寄生植物间的相互作用

植物激素在植物生长发育中起着重要的调控作用;一种激素往往调控多个生理过程,而植物的某一生理过程则受制于多种激素的协同作用．独角金内酯（strigolactones）是新近发现的一种植物激素或其前体,能够抑制植物的分枝和侧芽的生长,与生长素和细胞分裂素一起调控植物的分枝数量．独角金内酯类化合物还能促进可与植物共生的真菌（枞枝真菌,Arbucular Mycorrhizal Fungi）菌丝分枝生长以促进共生关系的建立,而枞枝真菌则可帮助植物吸收土壤中的营养物质特别是无机磷．独角金内酯还能刺激寄生植物如独角金（striga）和列当（orobanche）等的种子的萌发．这种激素在植物的根中合成,它既可以向地上部位输送以调节植物的生长,也可直接释放到土壤中以介导植物与土壤微生物及寄生植物的信号交换．其生物合成还受到植物营养水平的调节,当植物处于磷饥饿状态时,它的合成水平会升高．根据独角金内酯已知的功能,可以预测其广泛的应用前景．     

无选择标记和载体骨干序列的Xa21转基因水稻的获得

利用双右边界T-DNA载体通过根癌农杆菌介导法将水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa21导入杂交稻重要恢复系C418中。T₀代共获得27个独立转基因株系,通过田间抗性鉴定与PCR分析,有17个株系的Xa21基因分子鉴定为阳性,且对白叶枯病原菌P6生理小种具有抗性。通过对17个株系的后代植株进行田间抗性鉴定,分子标记辅助选择及Southern杂交分析,结果显示4个株系的T₁代植株中能分离出无潮霉素标记基因的Xa21转基因植株。无选择标记Xa21转基因株系的获得率为15%。PCR检测还表明,这些无选择标记的Xa21转基因植株不带有载体骨架序列。通过对转基因后代进一步的抗性鉴定与PCR辅助选择,获得了无选择标记和载体骨架序列的转基因Xa21纯合的抗白叶枯病水稻。     

用花药愈伤组织作为转化受体的水稻转基因植株的分析

以花药愈伤组织作为转化的受体材料,利用农杆菌介导法将已克隆的Xa21基因导入粳稻栽培品种台北309中。共获得7个转基因株系,其中2个单倍体,4个二倍体,1个混倍体。PCR、Southern、FISH以及白叶枯病抗性的分析结果都表明．Xa21基因已整合到T0代受体基因组。调查了4个二倍体株系T1代的分离情况,经x^2测验证明,有2个株系的分离比为3：1,为单拷贝插入,另外2个株系不符合孟德尔分离。4个T0代二倍体转基因株系应为杂合二倍体。