用微弹轰击法将GUS基因导入小麦的完整细胞

微弹轰击法将外源DNA导入小麦(Triticum,aestivum)未成熟胚和悬浮细胞系的完整细胞。用pCI GUS作报告基因,质粒DNA涂于钨粉微弹表层,用基因枪轰击使微弹穿透细胞壁进入小麦细胞。处理2天后,用x—glucuronide染色,对GUS基因产物的活性进行鉴定,GUS基因表达的细胞呈深蓝色的小点。小麦幼胚表面的蓝点最多可达40～50个,悬浮细胞系中GUS基因表达的细胞较少。试验表明微弹轰击法是小麦组织水平上进行外源基因导入的一个有效途径。试验对微弹轰击的有关参数及条件进行了讨论。     

利用根癌农杆菌法获得转基因水稻植株及其后代

在100μmol／L乙酰丁香酮（AS）等vir基因诱导分子存在的情况下,用含双元载体pBYT2的根癌农杆菌菌株EHA101同水稻（OrizasativaL．）台北309悬浮培养细胞共培养3天。经过2个月的连续筛选,共从364颗同根癌农杆菌共培养的悬浮培养细胞团中得到17个具有稳定潮霉素抗性和GUS表达的愈伤组织。对从8个转化组织中得到的10株可能的R0代转基因植株及其后代进行外源基因的整合和表达分析,Southern分析表明外源基因已稳定地整合进水稻基因组中并实现了有性遗传传递。杂交结果显示在其中一个转化系的植株中有5个拷贝的T－DNA整合,而其余的转化系则只整合了1个拷贝。转基因水稻细胞及植株中GUS活性的组织化学染色观察和荧光分析表明玉米ubiquitin基因启动子在水稻细胞中能高效启动gus报告基因的表达。ndPAGE－X－Gluc法检测表明转基因水稻细胞中表达的GUS蛋白比Sigma公司的标准GUS蛋白（SigmaCo．G0786）要小,而与来自大肠杆菌HB101（pBI1121）中的GUS蛋白大小相同。结果表明,根癌农杆菌可有效且可靠地介导外源基因转化水稻。     

基于启动子捕获系统的水稻基因的分离

为了分离水稻的基因及其启动子,该实验室构建了T-DNA(GUS)结构的水稻启动子捕获系统,对其中编号为113#、T-DNA单拷贝插入、GUS报告基因为组成型表达的阳性捕获系进行了进一步分析。潮霉素筛选结合GUS组织化学染色获得了T-DNA插入的纯合株(113#-22和113#-26);Inverse法分离得到T-DNA插入位点水稻基因组DNA旁邻序列,测序和BLAST结果表明,T-DNA反方向插在水稻基因组4号染色体预测基因的内含子中;扩增T-DNA插入位点上游2kb左右DNA片段,构建启动子分析质粒转化水稻‘中花11’胚性愈伤组织,获得转基因植株,GUS组织化学染色模式与113#阳性株系一致。结果表明,该预测基因及其启动子是利用启动子捕获系统所捕获到的候选基因。     

水稻花粉组织特异性启动子捕获实验

组织特异性启动子是细胞分化、基因特异性表达、基因工程研究及实际应用中的重要工具。一个由带有U／dA基因而无启动子的pPLGUS改造成的质粒通过基因枪转化进水稻材料中,对转基因材料的多种不同组织进行了X—gluc显色检测GUS活性。对获得的15个独立转化株后代进行筛选,初步观察到其中多株GUS阳性。通过连续三代遗传分析,证明至少3株水稻花粉组织特异性启动子被成功捕获,为进一步研究应用奠定了基础。     

转新城疫病毒融合蛋白基因水稻植株的获得

以编码新城疫病毒融合蛋白(NDV—F)基因为外源基因,与玉米泛素蛋白(Ubi)启动子和农杆菌胭脂碱合成酶基因(NOS)终止子构建成嵌合基因,构建了适宜于农杆菌介导转化水稻的表达质粒pUNDV;并以潮霉素磷酸转移酶(HPT)基因作选择标记基因、β-半乳糖苷酸酶(GUS)基因作报告基因,借助于农杆菌介导转化水稻,获得了多株转基因植株。PCR分析和GUS活性检测结果证实含有NDV—F基冈的T—DNA已整合到水稻基因组中,为研制廉价的转基因水稻新城疫基因工程疫苗奠定了基础。     

用激光微束法将外源基因导人水稻细胞的研究

将外源基因导入植物细胞是植物基因工程的关键步骤之一。用激光微束技术转化动物细胞已经取得了成功,并证明外源基因已整合到细胞染色体上。最近又证明激光微束可穿透植物细胞壁和细胞膜,将pBR322DNA导入植物细胞和细胞器。本实验在利用激光微束技术将外源基因导入水稻培养细胞上进行了探索。 所用外源DNA是pBI121质粒,该质粒带有CaMV35启动子和β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因,用     

豌豆凝集素和血红蛋白基因对水稻的转化和表达

为了扩大根瘤菌的突破产范围和试探根瘤菌在非豆科植物上的固所为作用,将豌豆凝集素基因（pl）和Parasponia andersonii血红蛋白基因 （phb）构建在同一个植物表达载体上,用基因枪法将其导入水稻（Oryza sativa L.ssp.japonica）。经PCR扩增和Southern杂匀分析,证明外源目的基因已整合到水稻基因组中。GUS组织化学染色及豌豆凝集素基因的Western印迹实验和表达产物的原位杂交,证实外源基因在转基因水稻中表达。在40个转化植株中18株有pl和phb基因的PCR产物,得率为45％。再用18株植物做pl基因的Western blot检测,有3株有翻译表达,占40株的7.5％,18株的17％。为水稻与根瘤菌的相互作用和固氮作用的可能性研究奠定了一定的基础。     

乙肝病毒表面抗原基因在胡萝卜中的克隆及表达

构建HBV表达抗原（HBsAg)植物表达载体并在胡萝卜植株中表达。采用自行构建adr亚型HBsAg基因克隆T-adr,再次酶切获得860bp含PreS2的HBsAg基因片段,将其插入到植物表达载体pBPC55,新质粒命名为pBPC91adr。将其与含除草剂抗性基因及GUS蛋白基因的筛选质粒pBPC93共同经基因枪（PDS-1000/He)转化胡萝卜悬浮细胞,经含除草剂（Biolaphos)的培养基筛选及植物激素诱导分化,获得除草剂抗性胡萝卜幼苗,结果为转化后8周,自胡萝卜细胞中分化出除草剂抗性胡萝卜幼苗,提取新分化幼苗总DNA,特异性引物PCR扩增后可见860bp扩增带;Southern-Blot证明有HBsAg基因整合,胡萝卜蛋白萃取物的Western-Blot及ELISA检测证实有HBsAg蛋白表达。利用基因枪转化使质粒pBPC91adr中HBsAg基因在胡萝卜幼苗内整合并表达,提示以植物生产疫苗具有可行性。     

小麦抗白粉病相关基因的转化

利用玉米花青素苷合成调节基因C1-Lc作为报告基因, 通过瞬间表达后愈伤组织表面红色斑点的统计分析, 优化了小麦幼胚愈伤组织的基因枪转化参数。小麦Beclin1类似基因TaTBL和硫代硫酸硫转移酶基因TaTST是2个在白粉菌诱导条件下具有增强表达特性的抗病相关基因。本实验进一步利用基因枪将ubi强启动子控制下的2个基因导入到小麦品种扬麦158的幼胚愈伤组织细胞中, 使用除草剂经两轮选择培养基上的筛选和再生获得抗性植株, 进一步通过抗性植株的PCR分析获得转TaTBL基因植株5株, 转TaTST基因植株6株。转基因植株离体叶片的人工接种实验表明, 外源基因的导入不同程度上增强了植株的白粉病抗性, 表现为延缓了白粉菌的发育。利用玉米花青素苷合成调节基因C1-Lc作为报告基因,通过瞬间表达后愈伤组织表面红色斑点的统计分析,优化了小麦幼胚愈伤组织的基因枪转化参数。小麦Beclin1类似基因TaTBL和硫代硫酸硫转移酶基因TaTST是两个在白粉菌诱导条件下具有增强表达特性的抗病相关基因。本实验进一步利用基因枪将ubi强启动子控制下的两个基因导入到小麦品种扬麦158的幼胚愈伤组织细胞中,使用除草剂经两轮选择培养基上的筛选和再生获得抗性植株,进一步通过抗性植株的PCR分析获得转TaTBL基因植株5株,转TaTST基因植株6株。转基因植株离体叶片的人工接种实验表明,外源基因的导入不同程度上增强了植株的白粉病抗性,表现为延缓了白粉菌的发育。     

低压脉冲电泳介导的外源基因转化部分酶解的水稻小细胞团

开发了一类新型的低压脉冲电泳法介导外源基因进入水稻细胞的转化系统。本系统以水稻部分酶解小细胞团为受体,采用低压脉冲电泳推动质核DNA进入水稻细胞。以报告基因GUS酶活性为指标,借以测定转化了的水稻细胞。最佳的组合处理可以获得8.2％的转化频率。文中对低压脉冲电泳转移外源基因的条件亦作了讨论。     

根癌农杆菌介导的转新城疫病毒融合蛋白基因水稻植株的获得

利用转基因植物作为生物反应器可以表达重组蛋白、生产外源蛋白质,也可以成为动物疫苗的廉价生产系统。以编码新城疫病毒融合蛋白(NDV-F)的基因为外源基因,以玉米泛素蛋白(Ubi)启动子为启动子,以潮霉素磷酸转移酶(HPT)基因作为选择标记基因,β-半乳糖苷酸酶(GUS)基因作为报告基因构建了适宜于农杆菌介导转化水稻的表达质粒pUNDV,并通过农杆菌介导转化水稻,获得了多株转基因植株。通过PCR分析和GUS活性检测,证实含有NDV-F基因的T-DNA已整合到水稻核基因组中,为研制廉价安全的转基因水稻新城疫基因工程疫苗奠定了基础。     

玉米Ubi－1启动子在可育转基因玉米植株中的表达活性

本工作将玉米泛素基因－1启动子（Ubi-1)与大肠杆菌β－葡萄糖苷酸酶基因（gus,uidA)的编码区融合,通过基因枪粒子轰击方法转化来自水成熟胚盾片组织的I－型愈伤组织,经PPT选择获得可育的玉米转基因植株,并采用组织化学方法分析了Ubi-1启动子驱动的gus基因在不同组织,细胞中的表达活性,发现gus基因在除花药壁以外的其它所试组织中均可以有效表达。Ubi：GUS在花粉,卵细胞中T1代转基因植株未成熟胚中的表达显示该启动子在植株发育的早期阶段即具有活性。对T0代转基因植株的花粉进行GUS组织化学染色,gus基因呈1：1分离,显示外源基因在转基因植株中以孟德尔方式遗传。同时发现,使用玉米本身的启动子Ubi-1可以降低外源基因在转基因玉米中的拷贝数,进而避免基因沉默现象的发生。目前已得到第二代转基因种子。     

根癌农杆菌介导的水稻高效转化系统的建立

比较了影响根癌农杆菌转化水稻的各种因素后,建立了农杆菌介导的水稻高效转基因实验体系。按该体系,水稻品种中花11号预培养4d的幼胚经农杆菌EHA105／pCAMBIA1301感染后,具有GUS基因瞬间表达的幼胚比例在50％以上,最高可达90％;按产生潮霉素抗性愈伤和转基因植株的比例计算,转化率分别达到87．6％和64．6％。转基因植株总DNA的Southern杂交分析表明T－DNA上的外源基因已整合进了水稻基因组,且在大多数转基因植株中表现为单拷贝插入;遗传分析证明T1代的表型分离符合孟德尔法则。此转化系统的建立为高效地将有用的外源DNA导入水稻植株奠定了基础。     

低压脉冲电泳介导的外源基因转化部分酶解的水稻小细胞团

开发了一类新型的低压脉冲电泳法介导外源基因进入水稻细胞的转化系统。本系统以水稻部分酶解小细胞团为受体，采用低压脉冲电泳推动质核DNA进入水稻细胞。以报告基因GUS酶活性为指标，借以测定转化了的水稻细胞。最佳的组合处理可以获得8．2％的转化频率，文中对低压脉冲电泳转移外源基因的条件亦作了讨论。     

悬浮细胞再生表达外壳蛋白的转基因Indica水稻对水稻条纹病毒的…

合成,克隆了水稻条纹病毒中国株的外壳蛋白基因并进行了序列分析１,由Ｉｎｄｉｃａ水稻成熟胚的愈伤组织形成胚性悬浮细胞,用含有ＣＰ基因的ｐＲＯＫ２表达载体的ＤＮＡ包被１．０９μｍ直径钨粉颗粒轰击培养细胞。被轰击的培养物在含有Ｇ４１８的培养基中进行选择培养,     

水稻rbcS启动子控制的外源基因在转基因水稻中的特异性表达

为将不同启动子用于转基因水稻的研究,从武运粳8号水稻中克隆了Rubisco小亚基基因(rbcS)的5'上游调控区,构建了由rbcS启动子引导的GUS融合基因,并经农杆菌介导导入到水稻中.对转基因水稻植株中GUS活性的定性与定量测定结果表明,rbcS启动子可驱动GUS报告基因在转基因水稻植株叶片和叶鞘内的叶肉细胞中特异性高效表达,而在茎、根和种子等器官中不表达或表达活性极弱,表现出明显的组织与细胞特异性.结果还表明,光诱导处理可明显提高rbcS启动子启动的外源基因的表达量.     

玉米Ubi-1启动子在可育转基因玉米植株中的表达活性

本工作将玉米泛素基因-1启动子(Ubi-1)与大肠杆菌β-葡糖苷酸酶基因(gus,uidA)的编码区融合,通过基因枪粒子轰击方法转化来自玉米未成熟胚盾片组织的I-型愈伤组织,经PPT选择获得可育的玉米转基因植株,并采用组织化学方法分析了Ubi-1启动子驱动的gus基因在不同组织、细胞中的表达活性,发现gus基因在除花药壁以外的其它所试组织中均可以有效表达.UbiGUS在花粉、卵细胞和T1代转基因植株未成熟胚中的表达显示该启动子在植株发育的早期阶段即具有活性.对T0代转基因植株的花粉进行GUS组织化学染色,gus基因呈11分离,显示外源基因在转基因植株中以孟德尔方式遗传.同时发现,使用玉米本身的启动子Ubi-1可以降低外源基因在转基因玉米中的拷贝数,进而避免基因沉默现象的发生.目前已得到第二代转基因种子.     

桃ACO基因反义转化桃幼胚子叶的研究

用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens )和基因枪两种方法,以桃(Prunus persica L. Batsch)幼胚子叶为受体,转化桃ACC氧化酶（ACO）反义基因片段,经筛选培养获得了卡那霉素抗性芽。微芽嫁接培养抗性芽部分可成株。PCR、Southern 杂交和GUS基因表达等分子检测,初步表明外源反义ACO基因已经整合到桃基因组中。     

基因枪在水稻遗传转化中的应用及其转化技术的优化

1983年Zambryski等人用根瘤农杆菌介导法进行烟草基因转移,获得了世界上首例转基因植株.随后,应用DNA直接导入技术如电击法(electroporation)和PEG介导法(PEG—mediated)成功地获得了转基因水稻植株.近年来,随着基因枪技术的建立和发展,水稻遗传转化成功的报道逐年增多.目前基因枪技术在植物遗传转化中的应用超过了根瘤农杆菌介导和其它转化方法的应用.这是因为基因枪转化技术不受植物种类的限制,不需要以原生质体作为转化的受体,可以将外源基因直接导入细胞、组织或器官,因而克服了根瘤农杆菌     

悬浮细胞再生表达外壳蛋白的转基因Indica水稻对水稻条纹病毒的抗病性(英文)

合成、克隆了水稻条纹病毒中国株的外壳蛋白基因并进行了序列分析,由Indica水稻成熟胚的愈伤组织形成胚性运浮细胞。用含有CP基因的pROK2表达载体的DNA包被1.09μm直径钨粉颗粒轰击培养细胞。被轰击的培养物在含有G418（40mg／mL,）的培养基中进行选择培养,由对G418抵抗的愈伤组织中获得10株再生株。用32P－dCTP标记的CP基因作为探针,以Southernblot测定其转化特性。由抗病的和对照的植株抽提基因组DNA用EcoRI和BamHI进行酶切,其中两个植株显示出0.6kh和0.7kb两条条交带．其大小与CP基因相对应。Westernblot和ELISA测定进步证明CP（32kDa）在转基因水稻中表达。16株转基因植株和100株对照植株用带毒的叶蝉接种,接种病毒后24d只有37.5％的CP转基因植株产生病毒症状,而对照植株为96％。进一步证明转基因水稻植株具有对RSV的抗病性。转基因植株T1代CP的表达分离比例为3.6:1。