离子束介导玉米全DNA导入转基因水稻遗传稳定性分析

利用早籼品系HZP145、 K17A、金23A为亲本,与离子束介导玉米全DNA导入的转基因水稻株系中的单株配制杂交组合.分析其杂种F1群体的主茎穗结实率、株高、单株有效穗的变异特点及抽穗整齐度状况,以此推断转基因水稻材料分离的形成原因.结果表明,转基因水稻材料分离的形成与其核基因组的遗传不稳定性有关,而与玉米基因片断导入受体细胞质以及环境因素的影响无关.文章还对转基因水稻材料在植物遗传育种中的意义及价值进行了讨论.     

苦参凝集素蛋白基因转化水稻的研究

以水稻杂交品种‘云资粳41号’为受体材料,通过农杆菌介导法将苦参凝集素蛋白基因(SFL)导入水稻细胞,采用氯酚红法和PCR检测外源基因是否整合到水稻基因组中。结果显示:外源基因成功转入水稻基因组,并获得一批转基因水稻植株;转基因植株叶片离体接种稻瘟病菌的检测结果显示,转基因植株与对照(非转基因植株)相比有明显的抗性,证明SFL基因在水稻中得到表达。研究表明,基于SFL基因所具备的广谱抗菌作用,可以预期所得转基因水稻植株很可能对水稻的多种病原菌具有良好的抗性,为选育新的抗稻瘟病水稻新品种以及拓宽栽培稻抗病遗传基础增加抗稻瘟病基因奠定了基础。     

转BADH和Bar基因水稻培育及其相关特性评价

采用基因枪法将目的基因AhBADH和Bar转入水稻不育系P88S基因组中,经过PCR和Southern杂交检测,发现目的基因已整合到水稻基因组中.草铵膦发芽试验说明Bar基因已经在植株中正常表达.耐盐鉴定试验表明,转基因株系较对照耐盐性明显提高.光温敏核不育系P88S经过转基因后育性发生改变,表现出一定的可育度.     

低能离子束介导水稻遗传转化的研究进展

介绍了低能离子束介导遗传转化的原理,比较了离子束介导法与其他遗传转化方法的优缺点,重点对离子束介导水稻遗传转化的最新研究进展进行了评述,同时提出了问题和展望.     

家蝇介导的水稻基因逃逸风险评估(英文)

【目的】对转基因作物进行生态风险评估是大面积种植前的一个必要步骤,水稻Oryza sativa访花昆虫有上百种,包括家蝇Musca domestica。本研究旨在明确访花昆虫家蝇介导转基因水稻外源基因逃逸的风险。【方法】2010年,我们使用转基因水稻B1, B6和G8-7作为父本(花粉供体),用同源非转基因水稻Jiazao 935和Wuyunjing 7作为母本（花粉受体）,并用家蝇作为授粉昆虫,在浙江大学华家池和长兴试验基地开展了田间种植试验,对收割的后代水稻种子进行室内种植培养,对种苗用潮霉素B和草甘膦处理进行转基因杂交种检测,对存活植株进行潮霉素和草甘膦抗性基因PCR检测,测试家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率。【结果】对浙江两个测试基地3个转基因水稻品种共计超过216 500粒后代水稻种子进行的检测及结果表明,在毗邻区域杂交种少,家蝇授粉区和无家蝇授粉区转基因水稻外源基因向非转基因水稻逃逸频率均较低(0~0.64%)。【结论】家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率较低,家蝇没有增加转基因水稻外源基因逃逸的风险。     

转OsMAPK4基因烟草的抗旱性研究与遗传分析

以低温处理的水稻辽盐241植株叶片总RNA为模板, 用OsMAPK4基因特异引物通过RT-PCR扩增出OsMAPK4基因, 构建了由E12启动子调控的OsMAPK4基因植物表达载体pBME12。通过农杆菌介导法将OsMAPK4基因导入烟草, 筛选获得25株转基因植株。抗旱性研究结果表明, OsMAPK4基因的超量表达提高了T1代转基因植株的抗旱性。卡那霉素抗性在T1代转基因植株中的分离情况表明, 大多数转基因株系符合单基因遗传规律。     

番茄rbcS3A启动子控制的GUS融合基因在转基因水稻中的表达

为研究不同启动子用于转基因水稻,克隆了番茄Rubisco小亚基rbcS3A基因的5′上游调控区,构建了由rbcS3A启动子引导的GUS嵌合基因,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,rbcS3A启动子可驱动GUS报告基因在转基因水稻植株茎和叶组织中高效表达,而在根和种子等器官中不表达或表达活性极弱,表现出一定的组织特异性。在转基因水稻中,番茄rbcS3A启动子驱动外源基因的表达不受光诱导。     

水稻遗传转化研究进展

水稻遗传转化的主要方法,包括农杆菌介导法,基因枪法,电激法,PEG法等,论述了用于水稻转化的各种外植体,影响水稻遗传转化和植株分化的各种因素,各种标记基因及相应的选择方法和外源基因在转基因水稻中的遗传规律,比较了常用启动子在水稻中的表达强度,一些已转移到优良水稻品种中的有益农艺性状基因,如抗病、抗虫、抗除草剂等,介绍了它们在水稻品种改良中所发挥的作用。     

水稻bicoid反义基因转基因植株胚胎发育的形态变化

Bicoid是调控果蝇胚胎极性及以后分节发生过程的重要基因,这一基因编码的蛋白是一种转录调控因子,对一组早期胚胎发育过程中的多齿基因的表达具有调控作用,并被称为形态发生剂。在以前的工作中,从水稻cDNA文库中分离了一个同果蝇bicoid有相当同源性的克隆-Rb24基因（EMBL登录号：AJ2771380）。为进一步了解它在水稻中功能,将Rb的反义基因片段通过农杆菌的介导转入水稻中。通过Gus活性检测和PCR鉴定所获的抗性植株为转基因植株,转基因植株一个很明显的变化就是大约有50%的种子是败育的。通过石蜡切片观察了转基因水稻幼胚的发育情况,结果表明细胞的组织的分化在胚的发育过程中被阻断了。因此Rb基因同控制水稻胚的发育有关。     

水稻功能基因组学研究策略

自80年代第一株可育转基因水稻问世以来,水稻转化研究进展迅速。已采用包括农杆茵介导等许多转化方法。随着水稻基因组测序计划的完成,以功能基因组学研究为代表的后基因组时代已经到来。丰富的信息资源将为水稻功能基因的发掘创造十分有利的条件。本文将对水稻功能基因组的研究进展及其方法等进行简要概括。     

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     

水稻sbe1启动子驱动的反义sbe-GUS融合基因在转基因水稻中的表达

为研究水稻基因启动子对外源基因在转基因水稻中表达的影响,构建了由sbe1启动子引导的反义sbe-GUS融合基因。经农杆菌介导,将不同的融合基因导入水稻中,定量测定转基因水稻植株不同组织中的GUS酶活力。结果表明,sbe1启动子可驱动反义sbe-GUS融合基因在转基因水稻植株的胚乳中高效表达,而在颖壳、胚和茎叶等组织中的表达活性较弱。证实sbe1启动子在驱动外源基因的表达上表现有明显的组织特异性。     

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.     

非寄主抗病基因Rxo1介导的水稻对Xanthomonas oryzae pv.oryzicola的抗病反应

通过表型鉴定、反转录PCR和实时定量PCR方法,利用转基因和非转基因水稻植株,研究由Rxol基因介导的,水稻对细菌性条斑病菌的抗性反应。结果观察到3个涉及过敏性反应的基因由Rxol基因诱导表达,并对其进行了分析。这3个基因参与编码病程相关蛋白,在转基因水稻植株中呈上调表达,表明水杨酸信号转导途径在抗性反应中发挥重要的作用。     

水稻高效再生体系的建立及其对大豆Em基因的转化

以粳稻丰达1号成熟胚为外植体,建立了适合水稻转化的高效再生体系,通过农杆菌介导法将大豆Em基因转化水稻.结果表明:以NMB 500 mg·L-1脯氨酸 250 mg·L-1谷氨酰氨 300 mg·L-1水解酪蛋白 2 mg·L-12,4-D为作诱导培养基诱导愈伤组织,其诱导率为97%;愈伤组织分化率为65%;农杆菌介导法转化水稻愈伤组织,获得了26株再生植株;随机选取其中4株候选转基因水稻幼苗进行PCR筛选,初步证明大豆Em基因已整合到水稻基因组DNA中;RT-PCR检测结果表明,转入的外源大豆Em基因在转基因水稻中得以表达.本实验成功地建立了适合水稻转化的高效再生体系,为通过基因工程技术培育水稻新品种奠定了基础.     

水稻bicoid反义基因转基因植株胚胎发育的形态变化

Bicoid 是调控果蝇胚胎极性及以后分节发生过程的重要基因,这一基因编码的蛋白是一种转录调控因子,对一组早期胚胎发育过程中的多齿基因的表达具有调控作用,并被称为形态发生剂。在以前的工作中,从水稻cDNA文库中分离了一个同果蝇bicoid 有相当同源性的克隆—Rb24 基因（EMBL登录号：AJ2771380） 。为进一步了解它在水稻中功能,将Rb 的反义基因片段通过农杆菌的介导转入水稻中。通过Gus活性检测和PCR鉴定所获的抗性植株为转基因植株,转基因植株一个很明显的变化就是大约有50%的种子是败育的。通过石蜡切片观察了转基因水稻幼胚的发育情况,结果表明细胞和组织的分化在胚的发育过程中被阻断了。因此Rb基因同控制水稻胚的发育有关。     

基因枪法和农杆菌介导法对水稻转基因拷贝数的基因重排概率的影响

基因枪法和农杆菌介导法转化的外源DNA整合到植物梁色上是随机进行的,因此,它们可能会产生不同的转基因拷贝数,得到不同的基因表达盒完整率,这反过来会影响基因的表达,为证实这一假说,作首先将同一质粒pAcPG-CAM分别用基因枪法和农杆菌介导法转化到水稻（Oryza sativa L.cv.TNG67)愈伤组织,为了揭示不同质粒是否也出现类似结果,也用农杆菌介导法,基因枪法分别将pTOK233和pJPM44导入水稻愈伤组织,并获得一批转基因植株,Ｒ０代值转基因表达的分析用ＧＵＳ组织化学染色法,用质粒上的单切点酶酶切基因组DNA后的Southern杂交结果确定转基因拷贝数,总DNA髟双切点酶（分别位于表达盒两侧）酶切后的Southern杂交结果确定了完整转基因表达盒数目,结果表明,农杆菌介导转化法的转基因植株的转基因拷贝数相对少一些（平均为2．1和2．3）,而基因枪法转化产生的转基因植株的转基因撬贝数相对多一些（平均为4．2和5．6）,并且农杆菌介导转化法的转基因植株的基因表达盒DNA重排概率低于由基因枪法转化产生的转基因植株的基因表达盒DNA重排概率－农杆菌介导转化法的DNA重排概率为0．07和0．106,由基因枪法转化的DNA重排概率为0．57和0．66。研究还分析了基因表达情况与转基因的拷贝数或完整表达盒数之间的关系,GUS定量分析结果表明,为了准确揭示转基因的表达情况与转基因之间的关系,用完整基因表达盒数而不是转基因DNA拷贝数更准确,并于用不同转基因方法将同种质粒导入植物体分析基因表达盒DNA重排概率为首次报道。     

水稻OsMS2基因在花药发育中的功能分析

拟南芥MS2(MALE STERILITY 2)是一个调控花药花粉发育的关键基因。水稻OsMS2(Os03g07140)基因与拟南芥MS2的序列具有高度同源性。利用RNA干扰技术研究OsMS2基因在水稻花药发育过程中的功能。与野生型水稻相比, 转基因 植株营养生长阶段正常, 但雄性育性降低。转基因植株雄性育性降低与RNA干扰引起的OsMS2基因表达水平降低有关。进一步对转基因植株花药进行细胞学观察, 结果表明OsMS2基因表达水平的降低导致绒毡层细胞退化延迟, 小孢子壁的形成出现异常。扫描电镜观察结果显示, 小孢子壁光滑, 不能形成正常的外壁。以上结果表明OsMS2基因在水稻花药发育过程中起重要作用。     

转基因水稻外源基因的漂移研究

转基因水稻基因漂移可能带来环境安全性问题。利用农杆菌介导,把hpt基因转化水稻品种,通过后代筛选,以稳定遗传的含单拷贝转化株系为转基因花粉供体材料,研究转基因水稻向非转基因水稻不育系和常规稻(花粉受体)的外源基因漂移频率。结果表明,相邻种植时转基因水稻向雄性不育系品种的漂移频率为31.74%。随距离的增加漂移频率明显下降,在26m处仍能够检测到含外源基因个体的存在,并且在距离4m处出现一个漂移频率的升高;转基因水稻向常规品种的漂移频率则明显低于不育系,一般在2.0%以下,随距离的增加也呈现下降的趋势,在18m处开始无法检测到含外源基因的个体。     

离子束介导玉米DNA影响水稻幼苗根系蛋白水解酶的表达

利用离子束介导法把玉米DNA导入水稻豫粳6号种子胚中,通过复性电泳技术,分析水稻幼苗根系中蛋白水解酶在pH4.5、pH7.0和pH8.5的表达情况.结果表明:(1)在不同pH条件下处理,各蛋白水解酶种类与活性存在差异,酸性、中性、碱性条件下,检到的蛋白水解酶酶带依次增多,酸性条件下酶活性较弱,中性和碱性条件下酶活性较强;(2)在3种pH条件下,离子束辐照处理均有部分蛋白水解酶带缺失,同时,在中性和碱性条件下检出50kD新酶带,说明离子束辐照可影响水稻蛋白水解酶表达;(3)离子束介导玉米DNA水稻幼苗根系中,pH4.5时无新蛋白水解酶酶带检出,pH7.0和pH8.5时均检到多条新酶带且活性较强.说明离子束介导玉米DNA引起水稻幼根蛋白水解酶表达发生变化.