转石蒜凝集素基因烟草的抗蚜虫性

利用农杆菌介导法将质粒pBILRA转化烟草(Nicotianatabacum L.),该质粒含有由花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)引导的筛选基因新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)及石蒜凝集素基因(lra).通过卡那霉素筛选获得了25株独立转基因烟草植株.Western blot分析表明,石蒜凝集素蛋白在不同转基因植株中表达量不同.对转基因T1代植株的遗传分析表明,lra基因在大多数独立转基因植株后代中以孟德尔3:1的分离比方式遗传.抗虫试验表明,表达较高水平石蒜凝集素蛋白的转基因烟草对桃蚜种群的生长具有明显的抑制作用.首次报道了表达石蒜凝集素基因的烟草对蚜虫具有抗性.石蒜凝集素基因可用于植物抗虫基因工程研究及应用.     

苋菜凝集素基因的克隆及在转基因烟草中抗蚜性研究

通过ＰＣＲ从苋属植物千穗谷（Ａmaranthus hypochondriacus)的总ＤＮＡ中扩增出苋菜凝集素（ＡＨＡ）的核基因片段。序列分析结果表明该基因为２４５３bp,含有－１５３８bp的内含子和两个分别为２１２bp和７０３bp的外显子。采取反向ＰＣＲ的方法获得仅含该基因的编码区克隆。以此为基础与二元表达载体pBin438构建含内含子与不含内含子ＡＨＡ基因的植物表达载体pBAHAg和pBAHAc并通过土壤农杆菌介导转了化烟草,转化再生植株的ＰＣＲ和Southern blot分析表明,ＡＨＡ基因已整合到烟草的染色体中,有单贝和多拷贝的整合。用与ＡＨＡ蛋白高度同源的ＡＣＡ蛋白的抗血清进行了免疫斑点（Immunodot blot)检测,结果初步表明转基因烟草有ＡＨＡ蛋白的表达,虫试结果表明转pBAHAg和pBAHAc烟草对蚜虫的平均抑制率分别达５７．２％和４８．８％,有的高达９０％以上,含内含子和不含内含子的ＡＨＡ基因在转基因植株中的抗蚜性不同。     

转双抗虫基因烟草的研究

用改造的雪花莲凝集素基因GNAmm与合成的苏云金芽孢杆菌(Bt)毒蛋白cry1Ac基因构建了带有双价基因的植物表达载体,在该表达载体中这两个基因的转录分别受笋瓜PP2启动子(SPP2P)和CaMV 35S启动子的调控。通过根癌土壤杆菌介导转化法,获得了一批抗卡那霉素的转化再生烟草植株。PCR检测及基因组DNA Southern blot\,Slot blot杂交分析的结果表明Gna基因和Bt基因已整合到烟草总DNA中。用Bt毒蛋白抗血清进行Western blot分析,转基因植株均有Bt杀虫蛋白的不同程度的表达。对转化再生烟草的虫试结果表明,在所受试的19株烟草中60%的植株上的棉铃虫在5天内死亡率达到100%,而且存活幼虫的生长发育受到明显抑制;蚜虫抑制生长试验表明,多数转化再生植株具有较强的抗蚜活性,平均能够抑制桃蚜50%～60%的蚜口密度,有的高达80%以上。以上结果表明利用这两个改造过的抗虫基因可以获得既抗虫又耐蚜的转双抗虫转基因植物。     

雪花莲凝集素基因（gna）的改造及其抗蚜性

用定点突变方法对编码雪花莲凝集素（Galanthus nivalis agglutinin,GNA)前体蛋白的DNA序列进行了改造和转基因烟草9Nicotana tabacum L.）抗蚜性的研究。结果表明,将GNA编码序列中含有的稀有密码子改造后,GNA的表达水平从占总可溶性蛋白的0.17％增加到0.25％,转基因烟草的抗蚜性也随之增强,从平均抑制桃蚜（Myzus per-sicae(Sulzer））虫口密度63.7％显地提高到71.0％。     

转雪花莲外源凝集素基因烟草对桃蚜的抑制作用

将编码雪花莲外源凝集素成熟蛋白的cDNA GNA12和其前体蛋白cDNA GNA34插入到二元载体pBin438的双倍增强子CaMV 35S启动子或二元载体pBcop1的CoYMV启动子下游,分别构建成植物表达载体pBGna12、pBGna34\,pBCGna12和pBCGna34。土壤农杆菌介导的转化再生植株的PCR和Southern blot分析表明,GNA基因已整合到烟草DNA中。Western blot分析发现pBGna34和pBCGna34的转基因植株能有效地表达外源GNA,表达量约占可溶性总蛋白的0.08%～0.15%,并且前体蛋白基因编码的蛋白在植物体内进行了正确的加工;而pBGna12和pBCGna12的植株几乎检测不到外源GNA的表达。有效表达外源GNA的pBGna34和pBCGna34的转基因植株具有较强的抗蚜活性,平均能够抑制桃蚜(Myzus persicae)45%～６０％蚜口密度,有的高达90%以上。在转基因烟草中含双倍增强子的CaMV 35S启动子与韧皮部特异表达的CoYMV启动子介导GNA基因表达具有相似的强度,但它们的抗蚜活性存在差异。     

石蒜凝集素基因转化切花菊及抗蚜性鉴定

以切花菊'神马'叶片为外植体,采用根癌农杆菌介导法将长筒石蒜凝集素基因LLA导入菊花.结果表明,'神马'叶片对潮霉素(Hyg)十分敏感,叶盘再生筛选以8～10 mg·L~(-1)为宜,生根筛选以18 mg·L~(-1)为宜;羧苄青霉素抑菌浓度早期以500 mg·L~(-1)为宜,后期以250～300 mg·L~(-1)为宜.Hyg抗性再生植株经PCR、RT-PCR检测初步证实外源基因已转入7个转化株系的植物基因组DNA中并发生转录.转基因植株幼苗人工接种蚜虫实验表明,不同转化株系的抗蚜性差异较大,蚜口密度抑制率为12.2%～76.8%不等,平均蚜口密度抑制率为41.8%.     

菜凝集素基因的克隆及在转基因烟草中抗蚜性研究

通过PCR从苋属植物千穗谷(Amaranthus hypochondriacus)的总DNA中扩增出苋菜凝集素(AHA)的核基因片段。序列分析结果表明该基因为2453bp,含有一1538bp的内含子和两个分别为212bp和703bp的外显子。采取反向PCR的方法获得仅含该基因的编码区克隆。以此为基础与二元表达载体pBin438构建含内含子与不含内含子AHA基因的植物表达载体pBAHAg和pBAHAc并通过土壤农杆菌介导转化了烟草。转化再生植株的PCR和Southern blot分析表明,AHA基因已整合到烟草的染色体中,有单拷贝和多拷贝的整合。用与AHA蛋白高度同源的ACA蛋白的抗血清进行了免疫斑点(Immunodot blot)检测,结果初步表明转基因烟草有AHA蛋白的表达。虫试结果表明转pBAHAg和pBAHAc烟草对蚜虫的平均抑制率分别达57.2%和48.8%,有的高达90%以上。含内含子和不含内含子的AHA基因在转基因植株中的抗蚜性不同。     

两种凝集素基因在转基因烟草中表达的研究

构建了含尾穗苋凝集素基因(ACA)的cDNA序列和改造后的雪花莲凝集素基因(GNA)的植物表达载体pBACG。在此表达载体中,ACA和GNA基因的表达分别由35S启动子和CoYMV启动子控制。通过农杆菌介导,将ACA和GNA基因转化到烟草中,经卡那霉素筛选获得60株转化再生植株。对PCR检测呈阳性的50株植株进行接蚜虫实验,结果表明,其平均抑虫率达83．9％。Southern blotting分析表明,ACA和GNA基因都已整合到烟草基因组中。Western blotting结果显示这两个基因在不同植株中都可表达其相应的蛋白质,但表达水平不同。部分Western blotting分析呈阳性植株的抗蚜性与T0代相近,达85．3％,说明这两个基因的抗蚜功能可以稳定遗传。     

利用花粉管通道法获得转雪花莲凝集素基因(sgna)小麦

利用适用于禾谷类作物的表达载体pGU4AGBar和pGBIU4AGBar,采用花粉管通道法,将人工合成的雪花莲凝集素基因sgna导入了优良冬小麦品系西农2208和西农132,经PCR和Southern blot鉴定,证明获得了20株导入了sgna基因的转基因植株,转化率约为0．28％—0．84％,并通过Western blot鉴定检测到了目的蛋白的表达。     

表达尾穗苋凝集素基因的转基因烟草对桃蚜(Myzus persicae)繁殖的影响

为研究尾穗苋凝集素(ACA)在植物中可能的抗虫作用,通过RH-PCR克隆了ACA cDNA并通过RACE分析证实了cDNA序列的正确性.构建了ACA基因的韧皮部特异表达载体pBCACAc并通过根癌杜菌介导转化了烟草(Nicotiana tabacum L.).PCR和Southern blot分析结果证明,ACA基因已经整合到转化再生植物的基因组中,其插入插贝数1~4个不等.对转基因烟草叶片蛋白时行行免疫反应的结果表明,ACA基因已被转录和翻译.用桃蚜(Myzuspersicae Sulzer)对转基因烟草离体叶片进行了的接虫试验结果表明,测试过的78%的烟草对桃蚜口密度增长的平均抑制率在75%以上,在抗性植株上观察到有桃蚜若虫死亡的现象.以上结果表明,ACA基因是一个有效的抗蚜基因,在作物抗蚜分子育种具有应具应用价值.     

木豆凝集素对蚜虫的抗性研究

用盐析法提取10个木豆品种的凝集素,经亲和层析法提纯后添加到全纯人工营养液用于桃蚜饲养,发现所有供试木豆的凝集素对桃蚜都具有不同程度的抗拒性,抗性强弱顺序为：ICP 8863〉ICPL 85010〉ICPL 99066〉ICPL 7035〉ICPH 8〉ICPL 9008〉ICP 6997〉“海南种”〉ICPL 87091〉ICPL 87119。     

雪花莲外源凝集素基因及其应用

阐明阐述了植物外源凝集素的特点和功能,对雪花莲外源凝集素（GNA）的体外抗虫性及GNA基因转化植物的研究进展进行了综述。     

半夏凝集素基因(pta)导入水稻及其表达的初步研究

半夏凝集素基因是一种有重要价值的抗虫基因。利用RACE—PCR技术克隆出半夏凝集素(pta)基因,并将它构建到载体pCAMBIA1305中形成双元载体(含pta基因和hpt基因)。利用农杆菌介导法将pta基因转入粳稻品种鄂宜105、中花12和籼稻品种E优532成熟胚诱导的愈伤组织中。通过PCR检测,从117株To代再生植株中筛选出36株(其中鄂宜105、中花12、E优532分别为19株、7株、10株)转基因植株。对这些转基因后代植株进行Southern blot分析和RT—PCR分析表明：pta基因已经整合到受体细胞基因组中,并在转录水平上得到了有效表达。通过对转基因后代的遗传分析,成功地从T1代表现为1：2：1盂德尔分离的分离群体中筛选出7个独立转基因水稻纯系(其中包括4个鄂宜105、1个中花12和2个E优532转基因纯系)。对这7个独立转基因水稻E代纯系进行褐飞虱生物抗性鉴定和田间隔离喂养实验,结果显示,这些转基因纯系对褐飞虱的存活率和发育进度均有显著的抑制作用。同时,实验结果还表明2～5mg/L的2,4—D是愈伤组织诱导和生长的必需条件,而且受体的基因型对愈伤组织诱导率和转化频率均有显著影响,在同等条件下,粳稻品种的愈伤组织诱导率和转化频率均高于籼稻种。     

抗蚜基因及其转基因植物的研究进展

在我国目前的环境条件下,蚜虫作为农业害虫和植物病毒的传播者,已经成为严重威胁农业生产发展重要的害虫之一。抗蚜植物基因工程可以有效抑制蚜虫危害,并且随着对生命科学的深入理解和技术手段的日益成熟,得到广泛的关注和重视。抗蚜植物基因工程的核心是抗蚜基因的筛选、转抗蚜基因植物的培育以及生物安全性。本文讨论了多种抗蚜基因,并重点论述雪花莲凝集素和苋菜凝集素基因在目前科学研究和生产实践的应用。     

表达昆虫特异性神经毒素AaIT基因的转基因烟草的抗虫性

经改造的昆虫特异性神经毒素AaIT基因插入植物高效表达载体得到重组质粒pNGY-2。重组质粒中AaIT基因5＇端与烟草花叶病毒(TMV)的Ω序列3＇端融合,受两个串联的35S启动子控制,通过土壤农杆菌LBA4404介导转化烟草NC89,经NPTⅡ选择后再经GUS染色挑选出阳性再生植株,Southern blotting进一步证实了AaIT基因已经整合到烟草基因组中,对棉铃虫(Heliothis armigera)的抗虫实验表明,转基因烟草有显著的抗虫活性。     

蚜虫性信息素对桃园蚜虫的引诱作用

将从荆芥Nepeta cataria L.中提取的纯度为96%的荆芥内酯和通过二异丁基铝还原提取的荆芥内酯得到的纯度为67%荆芥醇,配成浓度为5%的不同比例的己烷溶液,于1995年10月19～28日在北京大兴县南郊农场的桃园进行了引诱蚜虫的试验。各种比例的性信息素诱捕器均能引诱到桃蚜Myzus persicae (Sulzer)雄蚜、桃粉大尾蚜Hyaloptera amygdali Blanchard雄蚜以及少量的桃蚜产雌性母;荆芥醇和荆芥内酯的比例为1∶1时引诱桃蚜雄蚜的效果最好;单一组分的荆芥醇引诱桃粉大尾蚜雄蚜的效果最好。     

异源表达AtCYSa基因烟草的耐盐和抗虫特性分析

植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂在植物防御生物与非生物胁迫过程中发挥着重要的作用。拟南芥中的半胱氨酸蛋白酶抑制剂AtCYSa基因的表达能够受到多种胁迫的诱导,且在拟南芥中过量表达AtCYSa基因可以增强转基因拟南芥抵御盐、干旱和氧化等非生物胁迫的能力。为了进一步探究AtCYSa基因的功能以及在烟草中的应用,构建了植物表达载体pCAMBIA 1302-AtCYSa。通过PCR以及RT-PCR验证共获得4株阳性转基因烟草,选择其中3株转基因烟草进行盐胁迫处理和抗虫活性实验。在盐胁迫处理中,100mmol/L NaCl和200mmol/L NaCl处理组的丙二醛含量显著低于野生型对照组。伊文思蓝染色和细胞相对活性结果表明,转基因烟草的细胞活性比野生型烟草明显偏高。这说明在盐胁迫处理下,AtCYSa基因的表达能够起到保护转基因烟草的作用。抗虫活性研究发现,实验组的幼虫总重均呈明显的下降趋势,且幼虫死亡率显著高于对照组。这些结果表明,AtCYSa基因在烟草中的过量表达能够增强转基因烟草的耐盐以及抗虫的能力。     

转BmK IT4基因烟草的抗虫性

用酶切方法从「ｐＢＳ－ＢｍＫ ＩＴ４质粒中获得ＢｍＫ ＩＴ４基因片段,并构建ＣａＭＶ ３５Ｓ启动子下的ＢｍＫ ＩＴ４基因表达质粒ｐＥ３－ＢｍＫ ＩＴ４,以根癌土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｒｍｅｆａｃｉｅｎｓ（Ｓｍｉｔｈ ｅｔ Ｔｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）介导的叶盘法转化云烟（Ｎｉｃｏ－ｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）Ｋ３２６叶片,获得４５株抗卡那霉素的再生植株。用这些再生植株进行抗虫     

转望江南核糖体失活蛋白基因cassin烟草及其对烟草花叶病毒的抗性

通过构建植物表达载体,由农杆菌介导,将望江南核糖体失活蛋白基因cassin转入烟草。PCR和Southern blot杂交结果证明：外源基因已经以单拷贝整合到烟草基因组内,并且在后代发生遗传分离。RT—PCR和Northern blot杂交结果显示：外源基因可以正常转录。用不同浓度的TMV机械摩擦接种转基因T1、T2代各3个自交株系,以非转基因烟草为阴性对照,实验结果表明转基因烟草对TMV表现出不同程度的抗性。     

转人工合成GFM CryIA基因烟草表现明显杀虫活性

为了使来自原核生物的苏云金芽孢杆菌的杀虫晶体蛋白（ＩＣＰ）基因能够在高等植物中得到很好的表达,对编码这种杀虫晶体蛋白基因的核苷酸顺序进行了必要而又合理的修饰和改造：不改变杀虫晶体蛋白基因的氨基酸编码顺序,将杀虫晶体蛋白基因的密码子更换成植物基因组中常用的优化密码子,同时更换掉Ｂｔ杀虫晶体蛋白结构基因中的不稳定元件,人工全合成了长度为１８２４ｂｐ的杀虫晶体蛋白基因－ＧＦＭ ＣｒｙＩＡ基因。为了检测合