结球白菜带柄子叶外植体不定芽离体再生能力的遗传分析

解析控制植物不定芽离体再生能力的遗传因素,有助于从根本上提高离体培养困难材料的不定芽再生能力,是植物基因工程遗传改良的基础.本研究以结球白菜4个纯合亲本及其杂交后代的带柄子叶为外植体,建立了高频率离体不定芽再生技术.据此我们还对白菜不定芽再生能力进行遗传分析,并开展亲本与后代杂种的离体培养及反应研究,包括对培养基的激素需求,不定芽形成频率,不定芽形成数量,芽形态等系列特征.研究结果表明,杂种与亲本在培养基的激素浓度上有类似需求;杂交后代的不定芽再生率均至少高于一方亲本,在一些组合中可以高于双亲;在适宜的杂交组合及培养条件下,结球白菜带柄子叶外植体的不定芽再生率可以达100%,每一外植体上的不定芽数达3～7个.方差分析表明,结球白菜的不定芽离体再生能力存在基因的加性效应.     

离体再生能力的遗传调控和操作

许多农艺精典作物基因型难以离体再生,这样限制了利用如离体筛选或基因转移等组织培养技术进行育种来改良这些作物的能力。然而,一些现有研究表明植物的离体再生能力是受遗传调控的,可以通过操作使其表达该种特性。对一种春大麦(Hordeum spontaneum)品系间杂交产生的 F1和 F2代植株进行遗传分析,发现一种高花药培养反应性和两种较低反应性品系,慕尼黑科技大学的科学家 M.R.Islam 及其同事报道,这种花药培养反应性特性是可遗传的并以显性基因的方式起作用。研究还表明从花药培养物再生绿色植株的遗     

蒺藜苜蓿离体再生过程中MtSERK1的组蛋白修饰状态分析

表观遗传修饰尤其是组蛋白修饰在维持植物基因组稳定、调控基因表达、促进离体再生等方面发挥了重要作用。MtSERK1基因是蒺藜苜蓿离体再生过程中胚性愈伤组织建立的重要标记基因。为了解该过程中组蛋白修饰与MtSERK1表达的动态调控关系,通过实时定量PCR方法分析了MtSERK1的表达变化并利用染色质免疫沉淀(ChIP)技术分析了其启动子区和不同基因结构区H3K9me2、H3K4me3和H3K9ac修饰状态。发现MtSERK1在蒺藜苜蓿离体再生过程中的表达激活与其5′末端和3′末端区的组蛋白H3K4me3和H3K9ac修饰的动态变化相关。该研究将为深入了解MtSERK1参与蒺藜苜蓿离体再生的表达调控机制及其高效遗传转化体系的建立提供重要的理论指导。     

马铃薯WOX基因家族的鉴定及在离体再生和非生物胁迫中的表达分析

【目的】WUSCHE-相关同源盒（WUSCHEL-related homeobox, WOX）基因家族是植物特有的转录因子家族,在植物生长发育、干细胞分化调控、逆境胁迫响应等过程中扮演重要角色。开展马铃薯WOX基因家族鉴定与功能研究,将为马铃薯遗传改良提供优良基因资源与理论依据。【方法】基于拟南芥、番茄、烟草和水稻WOX蛋白序列,利用HMMER 3.0和BLASTP鉴定马铃薯WOX基因家族成员,使用MCScanX软件分析WOX基因家族成员在马铃薯种内及种间的共线性,并采用邻接法构建系统发育进化树。利用ExPASy、GSDS等软件分析马铃薯WOX基因家族成员理化性质、基因结构、蛋白motif、启动子区域转录因子结合位点。基于PGSC数据库中马铃薯转录组数据,分析StWOXs在不同组织和非生物胁迫下的表达模式;以可能参与离体再生过程的StWOX5作为候选基因,利用实时荧光定量PCR技术分析该基因在具有不同离体再生能力的4个马铃薯品种（系）再生过程中的表达情况。【结果】鉴定得到11个马铃薯WOX基因家族成员,分布在5条染色体上,分为WUS、中间和古老共3个进化分支,不同分支中StWOXs基因...     

小麦遗传转化研究进展

小麦作为最重要的3大禾谷作物之一,其离体培养具有很强的惰性,再生频率与水稻、玉米相比要低一些,目前大多通过对基因型和外植体的选择来达到植株的高频再生分化,因此其遗传转化就远远滞后于水稻和玉米,更不用说与其它双子叶植物相比了.重点综述了小麦转基因技术和外源基因在小麦中的遗传转化研究现状,其内容包括几种主要的小麦转基因方法和以基因枪法为主的各种转化技术对品质基因、抗除草剂基因和抗病等基因在小麦中的遗传转化研究进展,并对存在的一些问题进行了简要的论述.     

水稻种胚离体培养若干性状的遗传分析

采用1 2 p（p+1）半完全双列杂交法,研究了水稻种胚离体培养的遗传表现。水稻种胚离体培养的胚性愈伤组织诱导率主要受亲本基因型的影响,不仅存在基因的加性效应,也表现非等位基因的互作效应,其遗传模型为加性-显性-上位性模型。胚性愈伤组织分化率与绿苗再生率的遗传表现符合加性-显性模型,表现为部分显性。同时,还对如何减轻水稻种胚离体培养研究中基因型的依赖性和提高绿苗再生率等问题进行了讨论。     

转基因表达OPH提高番茄果实降解有机磷农药能力的研究

拟通过基因工程提高番茄果实降解有机磷农药残留的能力。构建了E8启动子基因驱动有机磷降解基因(OPD)的植物表达载体pSE8OP,经农杆菌介导遗传转化番茄子叶后,进行GUS染色、PCR和Southern blotting分析。证明OPD基因已整合进转基因植株基因组中,为1个拷贝。HPLC比较分析发现,转基因番茄果实能显著提高降解毒死蜱和对硫磷的能力,大大减少了番茄中的农药残留。     

人参的遗传改良*

遗传改良是人参育种的重要手段之一,而遗传转化和再生体系的建立是开展人参遗传改良工作的前提和基础。人参植株再生可以通过器官发生和体细胞胚发生,间接体细胞胚发生是人参植株再生的主要途径,从不同外植体,不同碳源,体细胞胚优化和无激素再生等方面进行了综述。在人参遗传转化方面,发根农杆菌和根癌农杆菌对人参的遗传转化均已成功,人参皂苷合成途径中的关键酶基因和抗除草剂基因也已陆续导入人参,得到了遗传改良的转化人参。发根培养系统可用于大量生产人参皂苷,讨论了rolC基因对人参发根诱导的作用,发根植株再生能力及生物反应器培养,最后指出了人参基因工程研究中存在的问题。     

Advances in Pollen Mediated Genetic Transformation

植物遗传转化技术是植物科学基础理论与应用研究的有力武器,已成为植物遗传改良的重要途径之一。但是、目前遗传转化所采用的受体系统,大都需要体外培养和植株再生过程,才能获得转基因植株。其中、基因型限制和遗传变异是该技术不可逾越的两大障碍。花粉管通道法可省去转化体的离体培养,不过、多数植物受花器结构的限制而难以经花柱注射ＤＮＡ,只能向子房注射,并不是真正的“花粉管通道”。又由于此法外源基因的导入发生在授粉之后,因此该方法亦不属于花粉遗传转化。利用小孢子胚胎发生体系进行遗传转化与利用花粉作为外源ＤＮＡ的媒介,继而、通过授粉受精获得转基因种子,是目前花粉遗传转化的两个重要方面和活跃的研究方向。前者仍需要离体再生系统,后者则可以利用植物自身的再生机制,本文称之为花粉介导法（ｐｏｌｅｎ－ｍｅｄｉａｔｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）。该方法通过自然的胚胎发育过程获得转基因子代,避免了组织培养过程中的遗传变异和转基因植株的嵌合现象。可望成为简便快速的植物遗传转化体系。目前对花粉介导的遗传转化进行专门评述的文献较少,本文对该领域的研究分三个层次进行了综述。一、外源基因转化方法小孢子或由小孢子形成的胚状体是很有潜力的遗传转化受体     

通过表达ACC脱氨酶基因控制番茄果实的成熟

乙烯在跃变型果实的成熟过程中起着触发呼吸跃变和促进果实成熟的作用。细菌来源的1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶能降解乙烯的直接前体ACC,从而抑制植物体内乙烯的合成。我们用PCR方法从假单孢杆菌中克隆到ACC脱氨酶基因并通过农杆菌介导的方法将其转入番茄(Lycopersicun esculentum)中。再生植株经Southern blot检测证明,ACC脱氨酶基因已整合到番茄基因组中并稳定表达。转基因番茄果实成熟期的推迟时间与体内乙烯的抑制程度有相关性。转基因番茄植株乙烯的合成降低80%左右,果实在离体条件下可保鲜75d左右。研究ACC脱氢酶基因在植物体内的作用可阐明高等植物体内乙烯的作用机理并为培育耐贮藏果蔬品种打下基础。     

液泡转化酶反义基因对番茄的遗传转化

以'中蔬4号'番茄的子叶为试材,通过农杆菌介导法遗传转化,将液泡转化酶反义基因导入再生植株,经PCR和Southern斑点杂交检测证明,5株转化植株基因组中整合有目的基因.遗传转化最佳条件为:在附加1.5 mg/L 6-BA和0.1 mg/L IAA的MS培养基上再生培养,外植体预培养2 d,菌液浓度OD600=0.5,侵染时间5 min,共培养2 d.遗传转化后,对整合有目的基因的再生番茄叶片液泡转化酶活性测定,表明液泡转化酶活性明显受到抑制.获得的转基因植株为进一步研究液泡转化酶基因的功能奠定了基础.     

番茄果实特异性启动子的克隆与遗传转化研究

为了实现外源基因在番茄果实中的高效和特异表达,克隆了番茄果实特异基因多聚半乳糖醛酸酶基因( Polygalacturonase,PG)的启动子.以中蔬四号番茄为材料,建立并优化了以子叶为外植体的番茄高效再生和遗传转化体系;以GUS为报告基因,构建PG:GUS植物表达载体,转化番茄.结果表明,在1.0 mg/L ZT的MS分化培养中,番茄子叶的发芽率最高,芽的诱导率高达91％,且发生畸态芽和褐化的外植体最少;通过抗生素浓度对农杆菌的抑制效果试验发现,当头孢霉素的浓度为200 mg/L时,抑制农杆菌的效果最好;成功克隆了番茄PG启动子,将PG启动子驱动的GUS基因转入番茄,对转基因后代果实的GUS染色表明,PG启动子驱动的外源基因在果实中特异表达.     

萝卜带柄子叶高频再生体系的建立

以11份萝卜（Raphanus sativus）基因型为材料进行子叶离体培养研究,筛选出具有较高再生率的基因型进行实验,考察基因型、外植体类型、激素配比和苗龄等因素对萝卜再生的影响。结果表明：萝卜离体再生的最佳外植体为全子叶-叶柄,最适苗龄为4天,最适培养基为MS＋6mg·L-16-BA＋0.05mg·L-1NAA,再生率高达86.95%,再生系数为1.80。该研究为进行萝卜遗传转化实验奠定了良好基础。     

兔眼蓝莓离体叶片再生组织细胞学观察

离体叶片再生是兔眼蓝莓离体快繁和遗传转化的重要途径。为了探明兔眼蓝莓离体叶片再生途径,以兔眼蓝莓杰兔品种的试管苗叶片为外植体,对离体叶片再生途径进行细胞学观察。结果表明,离体叶片不定芽在30 d内基本完成其发生、发育和形成的全过程。离体叶片以直接再生途径发生不定芽,且属于多起源,其分生组织起源于离体叶片切口附近与维管束相邻的上表皮细胞、维管组织薄壁细胞及周围薄壁细胞,通过细胞分裂和分化形成分生细胞团,直接形成芽,再发育成苗。此外,兔眼蓝莓离体叶片不定芽的形成具有特定的时空特性,多个不定芽先后在离体叶片上形成单芽或丛生芽。     

植物遗传操作技术的发展

遗传操作技术是指在离体细胞和分子水平上对遗传结构的修饰和重组的技术。它是区别于传统有性重组技术的一种生物工程技术。既是研究遗传基础问题的手段。又是改良品种,创造新植物的一种重要新技术。 目前流行的技术策略是把人们感兴趣的外源基因通过离体细胞融合或离体分子重组和转化等技术重组到体细胞基因组中,或能独立在受体中复制,进而能在再生植物中表达和传递后代,以达到操纵所需的遗传性状的目的。     

萝卜带柄子叶高频再生体系的建立

以11份萝卜(Raphanus sativus)基因型为材料进行子叶离体培养研究, 筛选出具有较高再生率的基因型进行实验, 考察基因型、外植体类型、激素配比和苗龄等因素对萝卜再生的影响。结果表明: 萝卜离体再生的最佳外植体为全子叶-叶柄, 最适苗龄为4天, 最适培养基为MS+6 mg·L^–16-BA+0.05 mg·L^–1NAA, 再生率高达86.95%, 再生系数为1.80。该研究为进行萝卜遗传转化实验奠定了良好基础。     

2,4-D和干燥处理对谷子成熟胚离体再生体系的影响

谷子离体再生体系不够稳定、转化效率低，已成为谷子功能基因研究和品种改良的瓶颈。为了建立谷子成熟胚稳定的离体再生体系，以当地高产优质的6个谷子品种成熟胚为外植体，以不同2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-dichlorophenoxyacetic acid，2,4-D）浓度及对胚性愈伤的不同干燥处理时间为变量，通过单因素实验和正交实验考察各因素对谷子愈伤组织分化及成苗的影响。结果表明，晋谷21在2,4-D浓度为9 μmol·L-1、4 h干燥处理的条件下所建立的再生体系最好，分化率为64.35%，成苗率为29.06%。研究通过探索谷子组织培养的最适条件，为谷子高效稳定遗传转化体系的建立和利用基因工程手段进行品质改良提供了依据。     

胸腺肽基因对樱桃番茄的遗传转化

胸腺肽基因是一343bp的小肽基因,是从动物中克隆得到的。本文以“美味樱桃”番茄为植物材料,用农杆菌侵染法进行了胸腺肽基因的遗传转化。对所得再生植株进行了PCR和Southern blot检测及RT-PCR检测,34棵Kam抗性株通过目的基因PCR检测,4棵为阳性株,阳性株率为11．8%。实验中还对目的基因之后的Nos终止序列区进行了扩增,通过Nos Ter．引物对4株目的基因PCR阳性株作PCR检测．只有1株为阳性株,该植株经Southern blot检测和RT-PCR检测,均为阳性。这些检测结果说明胸腺肽基因成功地整合到番茄基因组中,并在转录水平上得以表达。     

菠萝离体再生研究进展

菠萝(Ananas comosus)具有很高的食用、药用及观赏价值,但存在种子萌发率低、遗传转化困难、基因编辑体系缺乏等问题,其基础研究及优质种苗规模化繁育亟需高效、可靠的离体再生系统。本文对菠萝离体再生外植体选择、外植体消毒、基本培养基筛选、直接不定芽发生、间接不定芽发生、体细胞胚胎发生、不定根诱导及炼苗移栽等方面的研究进展进行综述,以期为菠萝细胞工程育种、遗传资源改良及种苗工厂化生产提供理论与技术参考。     

HIV21 gag基因和gp120基因转化番茄及转基因植株再生

构建了HIV 1的gag基因、gp1 2 0基因及gag gp1 2 0嵌合基因的植物双元表达载体。通过农杆菌介导法将HIV 1的gag基因、gp1 2 0基因和gag gp1 2 0嵌合基因导入番茄 ,获得抗性转化再生植株。PCR检测和Southern杂交鉴定目的基因已整合到再生植株基因组中 ,获得了转基因植株。GUS染色及Northern杂交结果表明目的基因已得到表达。本实验首次进行了HIV 1抗原基因转化番茄的研究 ,为利用番茄生产艾滋病新型口服疫苗打下了良好的基础。