国内第一个转抗除草剂中籼同型恢复系G密阳46及其转基因杂交稻育成

由丽水地区农科所承担的浙江省“九五”项目“转基因超级杂优新组合育种”,经科技人员４年来的协作攻关,转抗除草剂恢复系及其转基因新组合育种获得重大进展。转基因同型恢复系Ｇ密阳４６是丽水地区农科所利用中国水稻所基因工程系提供的转基因纯系ＴＲ４为供体品种,恢复系密阳４６为父本,在单交组合的基础上,用密阳４６回交一次后,用所产生的Ｂ１Ｆ１代为父本,密阳４６为母本,采用顶交的杂交方式,连续回交两次自交若干代后获得的转基因纯系。该纯系不仅保持原恢复系农艺性状优良、配合力强、抗逆性性强等特点,而且对除草剂（Ｂａ…     

我国转基因抗虫棉应用现状及建议

对１９９９年底前经过安全性评价或经过审定的转基因抗虫棉品种２３个以及未经评价或审定的品种３１个进行了调研。转基因抗虫棉发展迅速,１９９９年种植面积近９００万亩,在生产上总体表现良好,棉铃虫抗性强,减少化学农药治虫,受到了广大棉农的欢迎。但抗虫棉本身还有一些不足之处,种子管理及生产利用上也存在一些问题,针对当前抗虫棉的情况和发展要求,对我国转基因抗虫棉的发展提出了几点建议。     

转拟南芥NPR1基因桂99 T3代植株的抗病性及农艺性状表现

以转拟南芥AtNPR1基因的恢复系品种桂99T3代纯合株系为材料,考查其农艺性状及其抗病性,并比较转基因植株与桂99侵染水稻白叶枯病菌后的农艺性状。结果表明:转基因植株表现出对水稻白叶枯病的抗性显著增强77%以上;穗长、剑叶长、有效穗数、一次枝梗数、每穗实粒数、单株产量和谷粒宽等农艺性状与未转基因桂99无显著差别。在受到水稻白叶枯病菌侵染后,转基因植株的一次枝梗数、每穗粒数、每穗实粒数和单株产量等方面均比对照桂99高出13%～78%。说明AtNPR1基因增强了水稻的抗病能力,从而降低了病害引起的产量损失。转基因植株的恢复力不受影响,稻米品质比桂99更加优良。本工作为转基因水稻抗病育种的研究奠定了基础。     

定位转基因所在的小麦基因组的细胞遗传学方法

本文设计了一种利用细胞遗传学原理定位转基因小麦部转基因所在的基因组的系统方法,并对该方法的有效性和可靠性进行了验证。该方法利用分别含有AABB、AADD和BBDD基因组的小麦近缘四倍体与等测转基因小麦杂交,F1一倍体与同源非转化品种回交,根据回交群体中在抗性基因控制的性状上的分离比例以及各个体的染色体数目分析,从而对转基因小麦中转基因所在的基因组进行定位,该方法简单、可靠,实用性强,可供相关研究采用。     

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。     

基因枪法转化水稻E32后代非目标农艺性状变异的研究

采用基因枪法将4个抗真菌性病害基因(RAC22、RCH10、β-1,3-Glu和B-Rip)导入超级稻(Oryza sativa L.)恢复系E32中,经选择获得10个T4代转基因株系。分蘖盛期纹枯病抗性鉴定表明外源基因已在转基因株系中得到表达并获得抗性,这些转基因株系除了产生抗病性等目标性状的变异外,还发生生育期、植株形态、谷粒外观及产量性状等非目标农艺性状变异。对这些非目标性状进行遗传增益和稳定性分析表明,不同转化株系间或性状间的遗传增益均存在较大差异,其中遗传增益最高的性状是单株穗数、着粒密度和单株产量;各性状中以株高、穗长和谷粒外观性状的变异程度最低,单株穗数和千粒重的变异系数最大。通过选择可获得产量与品质性状均有提高的转基因水稻。     

马铃薯不同组织的诱导分化及其对遗传转化效率的影响

在农业快速发展过程中,基因工程作为改造马铃薯性状的重要手段,一直备受关注。优化马铃薯组织培养体系及外源基因转化条件是进行马铃薯转基因工作的基础。以三种熟性不同的马铃薯栽培品种（东农303、早大白、大西洋）的试管苗为试验材料,采用正交实验,对茎段和试管薯的分化体系进行筛选、优化,建立不同品种茎段的愈伤再生体系及试管薯直接分化再生体系。将以LYCB为目的基因,以NPTII为筛选标记的载体,利用农杆菌转化法,分别对三种材料试管苗的茎段及试管薯进行转基因操作,并对转化条件进行优化,以建立适合于不同品种马铃薯茎段及试管薯的遗传转化体系。以研究中得到的最佳离体再生体系及最优遗传转化体系为基础,利用PCR方法,进行阳性植株检测并统计。研究发现,在东农303、早大白、大西洋三种品种中,经由茎段愈伤组织转化,获得的阳性植株转化率分别为36%、35%、28%;经由试管薯直接分化,获得的阳性植株转化率分别为43%、45%、17%。在后期转基因操作中,东农303/早大白转化时可采用试管薯作为试验组织,大西洋则适合用茎段。     

YAG与He—Ne激光处理籼稻恢复系干种子的诱变育种效果的研究

用ＹＡＧ,Ｈｅ－Ｎｅ激光处理籼稻处理系恢４８－２干种子,统计了其当代其生物学效应,Ｌ２代的突变频率,几种主要性状的变异系数及广义遗传力,Ｌ２代各处理选１０个突变株与多个不良系配组,表现熟期较早,综合性状较好的组合数,ＹＡＧ激光处理的高于Ｈｅ－Ｎｅ处理的,并选育出了一个较好的新的恢复系－恢４１。     

普通小麦型恢复源L-344/5-4的发现

小麦雄性不育杂种优势利用的研究是探讨小麦高产的又一新途径。选育恢复力高农艺性状优良的恢复系是配制强优势杂种组合的关键。丰富的恢复源又是选育优良恢复系的基础。因此,我们把恢复源的发现列为小麦杂种优势利用研究内容的一个方面。 1971年,我们利用国内外搜集的大量小麦品种资源,采用测交筛选法,鉴定出L-344/5等几个普通小麦     

^60Co—γ射线诱导的小麦T型雄性不育系育性恢复突变

用~(60)Co-γ射线诱导小麦T型雄性不育系T小偃4号A、T郑引1号A均获得了农艺性状优良、恢复力强的恢复系。育性恢复突变是涉及一个或少数几个位点核基因的显性突变。利用性状优良的T型不育系诱导育性恢复突变是选育恢复系和发掘恢复源的有效途径。     

转基因生物技术领域专利发展态势分析

转基因技术可将能够表达相应性状的基因片断直接移植到目标品种的基因组中,从而使其表现出某些在自然状态下并不存在的性状或行为.因此,全球对于转基因生物技术的可专利性以及如何对转基因生物技术进行知识产权保护方面仍存在一定的争议,尤其是在转基因动物技术的保护方面争议明显.与转基因动物相比,转基因微生物技术的专利保护制度和体系已经较为成熟,我国在该领域的研发方面都存在着较大的潜力,有待进一步挖掘.而在转基因作物专利方面,以孟山都、杜邦、拜耳、巴斯夫、先正达等为代表的跨国企业在全球专利布局上的领先态势明显.     

转基因技术与大豆品质改良

大豆是重要的食用油、食用蛋白和饲用蛋白原料。应用转基因技术对调节大豆品质形成的关键基因进行定向操作,可大大加速优质大豆品种的选育进程,培育出适合不同消费需求的多样化优质大豆品种。文章主要综述了近年来转基因技术在大豆品质性状改良方面的应用进展,同时也简要介绍了目前已经发展起来的安全转基因技术。     

海带杂种优势的初步实验

自从1977年我们获得了“纯系”的雌雄孢子体后,为海带杂种优势利用的研究提供了方便。 本实验用的是两个品种海带和15个“纯系”雌性海带进行杂交。品种海带的孢子萌发成雌雄配子体。“纯系”雌性海带是对雌配子体分离培养,通过孤雌生殖产生的孢子体,它们都起源于单倍体的雌配子体。这些孢子体所产生的孢子都萌发长成雌配子体。     

几个优良籼稻亲本品质性状的配合力和杂种优势分析

以3个不育系和10个恢复系为材料,采用NCII交配设计研究10个米质性状的配合力和杂种优势。结果表明：①大多数品质性状的量值介于双亲之间,除粒重表现一定的超亲优势、垩白度和粒宽表现一定的正向平均优势外,其他品质性状优势不明显。②杂种稻米的品质性状主要受不育系或恢复系的影响,其中粒长、粒宽和直链淀粉含量3个性状,不育系的影响要高于恢复系;而对于整精米率、粒重、垩白率、垩白度和糊化温度,则恢复系的影响要高于不育系。③就优质育种的利用价值而言,不育系以广占63-4S为好,恢复系以扬稻6号为好,R527、镇恢084次之,用上述亲本选配的杂交组合米质较好;恢复系特青、盐恢559表现为一般配合力效应低,特殊配合力方差小,优质育种利用价值不大。     

使用双抗真菌蛋白基因提高水稻抗病性的研究

将含有串联的RC24基因和β-1,3－Glu基因的pGB12质粒与含有hpt基因的p35H质粒用基因枪法同时导入华南地区一优良籼稻（OryzasativaL．ssp．indica）品种“七丝软占”中。Southernblot分析证明获得17个同时整合有RC24基因和β-1,3－Glu基因的转基因系。而Northernblot分析表明在不同的转基因系中两基因的表达量存在很大差异。对R1及R2代转基因植株的分子分析表明,这两个基因已稳定遗传到R1、R2代,并在RNA水平上持续表达。转基因植株苗期抗稻瘟病试验表明,部分R1代转基因植株苗对广东省稻瘟病菌（Magnaphorthagrisea）中的5个代表菌株表现出不同程度的抗性提高。而其中18株抗性提高的R1代转基因植株的R2代各苗对广东省稻瘟病菌优势生理小种中的3个代表菌株表现出一致的抗性提高,结合分子分析,初步证明获得10株整合有RC24和β-1,3－Glu双基因的稻瘟病抗性提高的R1代转基因纯系植株。且这些转基因纯系植株的离体叶片对纹枯病菌（RhizoctoniaSolaniKuhn的抗性也明显提高。     

经基因工程改良的抗白叶枯病水稻粳型恢复系“C418—Xa21”及其杂交稻

通过农杆菌介导的转化系统,将业已克隆的水稻抗白叶枯病基因Xa21导入重要的粳型杂交稻恢复系“C418”。PCR和抗性分析表明单拷贝整合的Xa21在T1代的分离比为3：1。在T2代通过PCR和抗性分析选择了Xa21纯合的转基因株系“C418－Xa21”。将选择的转基因纯合系“C418－Xa21”与常用的雄性不育系“屉锦A”杂交,产生了带有转基因Xa21的杂交稻“屉优418－Xa21”（简称转基因杂交稻）。分子分析表明转基因Xa21在杂交稻“屉优418－Xa21”中能稳定遗传,抗性分析表明转基因恢复系“C418－Xa21”和转基因杂交稻“屉优418－Xa21”对白叶枯病具有高度的广谱抗性,并保持了受体对照的优良农艺性状。另外我们还转基因杂交稻“屉优418－Xa21”对白叶枯病的抗性水平高于转基因恢复系“C418－Xa21”,这可能是遗传背景的差异所致,抗白叶枯病转基因粳型恢复系数 杂交稻的育成将有益于杂交稻在我国北方稻区的推广。     

高粱穗部主要性状的配合力分析

以4个高粱不育系13163A、1358A、128A和407A,以及6个恢复系9.1R、213R、272R、381R、矮182R和早21R为试验材料,按照不完全双列杂交设计(NCII),对其F1的穗部主要性状进行配合力分析。结果表明:亲本穗部主要性状存在显著的遗传差异,主要表现为加性基因效应遗传的性状有:穗长、一级枝梗数、二级枝梗数、穗粒数;狭义遗传力大小顺序分别为:二级枝梗数一级枝梗数穗长穗粒数穗粒重千粒重。不同亲本的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)在不同穗部性状间存在较大差异。不育系407A和恢复系早21R、9.1R是综合性状较好的亲本材料,利用它们可组配出产量较高的杂交组合。恢复系272R组配的杂交种具有穗粒数较多、千粒重较小的特点,能满足市场上对小粒高粱的需求。深入分析高粱杂交亲本穗部主要性状表现,有利于对亲本材料的进一步了解和利用。     

大豆品种北农103早花性状的遗传解析

为明确大豆品种北农103的早花性状的遗传特性,以北农103为父本和晚花品种海系13为母本,构建了F_2分离群体和F_5重组自交系群体。通过F_2分离群体研究其早花性状的遗传方式,利用极端性状混池重测序结合分子标记加密方法定位早花性状基因,并对候选基因进行序列分析。结果显示,北农103的早花性状主要由1对隐性基因控制。该基因位于6号染色体(C2)上,在Satt557和XH2_11标记之间,遗传距离均为1.0 c M。基因序列分析表明,该基因为已知的E1的等位隐性基因el,DNA序列中第218位碱基由E1中的G变为C,导致核苷酸由精氨酸(AGG)变为苏氨酸(ACG),由于北农103的e1基因中单个碱基变异导致光周期的敏感性发生了改变,产生早开花现象。经系谱分析推测,北农103中的e1基因来源于美国品种Century,可在改良大豆品种的成熟期和株高方面发挥作用。     

植物基因工程:现实与期望

如果说,1 985年获得的抗除草剂转基因烟草为植物基因工程拉开了序幕,那么,近二十年来,植物的基因工程已取得了令人震惊的成果。一批具有抗虫、抗病毒、抗除草剂和其他特殊性状的转基因植物相继问世,玉米、棉花、大豆等主要作物的转基因品种,已从实验室和试验田走向了日常耕作的     

转cry1Ab基因抗虫水稻的田间试验

采用农杆菌介导的遗传转化技术, 将Bt基因cry1Ab导入三系恢复系明恢63获得了一批抗虫性及农艺性状较好的转基因纯合株系。研究中, 进一步检测了这些纯合株系的拷贝数、Bt蛋白含量、抗虫性及主要农艺性状。结果显示: 5个转基因纯合株系均为单拷贝; 纯合株系T_1Ab-10及其杂种的Bt蛋白含量最高; 人工接虫和自然感虫试验中, T_1Ab-10对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟均表现高度抗性; 喷药试验中, 阳性植株与阴性植株、对照植株的主要农艺性状均没有显著差异。这说明转cry1Ab基因纯合株系T_1Ab-10具商品化潜力, 可作基因聚合材料。