高羊茅和其他羊茅植株再生与遗传转化研究进展

高羊茅、紫羊茅和草地羊茅均为很重要的多年生冷季型牧草与草坪草,生物技术在其品种改良中具有很大的应用潜力.30年来,三种羊茅的组织培养、胚性培养物的长期保存以及遗传转化等研究取得了较大进展,已建立起多种植株再生体系和遗传转化技术,但作为单子叶植物,这些草种的组织培养和转基因遗传改良也还存在一些问题.本文就以上几方面的内容进行了综述.     

高羊茅和其他羊茅植株再生与遗传转化研究进展

高羊茅、紫羊茅和草地羊茅均为很重要的多年生冷季型牧草与草坪草,生物技术在其品种改良中具有很大的应用潜力。30年来,三种羊茅的组织培养、胚性培养物的长期保存以及遗传转化等研究取得了较大进展,已建立起多种植株再生体系和遗传转化技术,但作为单子叶植物,这些草种的组织培养和转基因遗传改良也还存在一些问题。本文就以上几方面的内容进行了综述。     

施肥对高羊茅草坪越夏的影响

施用N、K、Ca和杀真菌剂对高羊茅（Festuca arundineces Schreb.cv.Pixie)越夏影响的研究结果表明,施氮肥可以打破高羊茅的夏季休眼,促进植株生长,促进植株对N、K的吸收,增加植株叶绿素含量,提高草坪质量,而不会明显降低草坪草的抗热性。但施氮肥后褐斑病等病害加重,通过喷洒杀真菌剂可控制病害的发生。     

高羊茅植株再生体系的研究与建立

利用幼苗下胚轴建立了高羊茅(FestucaarundinaceaSchreb.)植株再生体系。当高羊茅种子以次氯酸钠为主要消毒剂时,其最适的浓度和时间分别为次氯酸钠50%(V/V)处理20min,种子发芽率为80%,污染率为0%。研究发现用高羊茅下胚轴诱导愈伤组织时,下胚轴的不同的切法对愈伤组织诱导有影响,从一端切的下胚轴诱导愈伤率74.7%高于从两端切55.8%。以下胚轴为外植体,2,4D的浓度为9mg·L1时,愈伤组织诱导率最高。高羊茅愈伤组织的分化再生率可达80.7%。     

高羊茅组织培养再生体系及GUS基因瞬间表达研究

以成熟种子为外值体,对高羊茅纰织培养和植株再生体系进行了优化,分析了不同浓度2．4-D、6-BA和激动素对高羊茅愈伤组织诱导和愈伤组织分化成苗的影响．结果表明：9．0mg／L 2．4-L)对愈伤组织的诱导效果最佳．0．2mg／L激动素是愈伤组织分化成苗的最适浓度．二者的诱导率和分化率分别达到68．08%和45．83％。在愈伤组织继代培养基中附加1．0mg／L 2．4-D、0．5mg／L 6-BA和1．25mg／L CuSO4;有利于胚性愈伤组织的形成,可以明显促进愈伤组织分化。同时．采用基因枪法将GUS基因导入高羊茅愈伤组织中,通过组织化学染色检测到了GUS瞬间表达活性;并对影响CUS基因瞬间表达的因素进行了分析．以期为提高基因枪法遗传转化效率提供参考。     

农作物抗除草剂基因工程

概述抗除草剂作物基因工程抗性基因的来源,产生抗性的机理,抗除草剂外源基因的导入方法,并对目前普遍关注的抗除草剂作物的安全性问题进行了讨论,提出了抗除草剂作物研究及开发中应注意的问题。     

高羊茅FaChit1基因启动子的功能分析

用含有不同长度FaChitl基因启动子区域与GUS基因融合构建植物表达载体pFaChitlP—I、pFaChitlP-Ⅱ以及pFaChitlP-Ⅲ并分别对烟草进行转化,经真菌激发子、干旱、机械损伤以及乙烯等多种胁迫处理后测定GUS活性。启动子缺失分析实验结果显示,真菌激发子对FaChitl基因启动子所介导的GUS诱导表达效果最强,而机械损伤只能微弱地诱导GL靥基因表达;FaChitl基因启动子-651bp以内的序列均能介导GUS基因的诱导表达,同时-935bp与-233bp之间的区域是该启动子响应真菌激发子、乙烯以及机械损伤胁迫所必需的。表明FaChitl启动子是一个多胁迫诱导型启动子。     

高羊茅FaCONSTANS基因的表达及功能分析

植物由营养生长向生殖生长转变过程中光周期调控起着重要的作用.CONSTANS (CO)是光周期途径中的特有基因,为探讨高羊茅FaCONSTANS(FaCO)基因响应日照长短从而启动植物开花的机理,利用实时荧光定量qRT-PCR技术分析在长日照、短日照、持续光照、持续黑暗条件下FaCO基因的表达水平.构建过表达载体p13...     

高羊茅和黑麦草农杆菌介导转化体系的研究

利用C58C1农杆菌菌系（携带的表达载体上含GUS基因和nptII基因）感染4个草坪草品种追寻者、爱神特、腾跃和守门员成熟胚来源的愈伤组织,共培养后部分愈伤组织进行X-Gluc组织化学染色检测,其余愈伤组织在含G418 10-25 mg/L的MS改良培养上先后筛选抗性愈伤组织和分化抗性再生植株,对移栽成活的144棵抗性再生植株分别进行了ELISA检测、PCR检测和组织化学染色检测。愈伤组织阶段X-Gluc染色检测结果表明,4个草坪草品种GUS基因瞬间表达率8.6%～46.9%,爱神特愈伤组织对农杆菌侵染最为敏感,其次是腾跃和守门员,追寻者最不敏感;ELISA检测结果表明,45株呈现阳性,证明nptII基因已转入草坪草并已表达;PCR检测结果与ELISA检测结果一致,表明nptII基因确实已经整合到了草坪草基因组中,且没有发生沉默现象;转基因植株X-Gluc染色检测结果表明,GUS基因在43株中得到了稳定表达,在2株中发生了沉默现象。4个草坪草品种抗性再生植株分化率0～43.5%,转化率0～21.5 %。结果还表明,GUS基因瞬间表达率与稳定转化率在草坪草上很不一致,不能作为衡量基因型转化效果的指标。     

根癌农杆菌介导的高羊茅遗传转化研究

采用携带卡那霉素抗性基因nptⅡ和Na^ ／H^ 反向运输AtNHX1基因的表达载体pROK2／AtNHX1(带有35S启动子)和pROK2U／AtNHX1(带有ubi1启动子)的根癌农杆菌AGL1和GV3101,对4个品种高羊茅下胚轴来源的胚性愈伤组织进行了遗传转化。胚性愈伤组织经根癌农杆菌感染和共培养后,用50～150mg／L巴龙霉素筛选抗性愈伤组织,获得1126棵再生植株,用10～20mg／L卡那霉素进一步筛选再生植株,总共得到525棵绿色抗性植株。抗性植株的总DNA用AtNHX1基因的特异引物进行PCR检测,其中21棵为PCR阳性,最高转化频率为1．77％。Southern杂交结果证实,外源基因以低拷贝整合到高羊茅的基因组中,实验发现,在不同品种之间转化效率有所差异。     

转基因抗除草剂油菜对十字花科杂草的基因漂移

以转基因抗除草剂油菜Q3为花粉供体材料,油菜远缘杂草为花粉受体材料,在自然传粉和人工辅助授粉条件下研究甘蓝型油菜与十字花科杂草间的基因漂移频率。结果表明,以转基因油菜为父本,十字花科杂草荠菜、碎米荠、播娘蒿、诸葛菜、风花菜、遏蓝菜和菜为母本,杂交高度不亲和,基因漂移率为0 % ,无生态风险,但对野芥菜的基因漂移率高达0 .885 %。野芥菜是我国大部分地区的常见杂草,种类繁多,分布范围广,大面积种植转基因抗除草剂油菜对野生芥菜的基因污染应引起高度重视。     

高羊茅转基因研究进展

高羊茅为很重要的多年生冷季型草坪草,生物技术在其品种改良中具有很大的应用潜力。本文对高羊茅植株再生体系的建立及遗传转化方面的研究进展进行了综述。同时,对高羊茅转基因研究中存在的问题和前景作了讨论。     

高羊茅FaChit1基因cDNA克隆及诱导表达

应用简并RT-PCR及RACE技术,从高羊茅中克隆了1个Ⅰ类几丁质酶基因cDNA全长序列,命名为FaChit1.结果表明,该cDNA具有1个951 bp的完整编码框,编码316个氨基酸,其编码产物和其它植物的Ⅰ类几丁质酶在氨基酸序列上具有较高的同源性,包含典型的几丁质结合区、催化区以及脯氨酸、半胱氨酸富集的铰链区,但缺少定位到植物液泡所必须的C末端延伸区靶向信号.Northern杂交显示,FaChit1对真菌激发子有较强的响应,乙烯和干旱胁迫均能有效诱导FaChit1基因的表达,而对机械损伤处理的反应比较微弱,只在叶片中积累少量的mRNA.     

抗除草剂草甘膦EPSPs基因在小麦中的转化

通过基因枪法,用抗除草剂草甘膦的ＥＰＳＰｓ基因转化小麦京花１号的幼穗约１０００个,及幼胚约８００个,经草甘膦选择后分别获得３８株和４株再生植株。这些再生植株经ＰＣＲ和（或）Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交证明,其中有部分再生植株的基因组中稳定整合了外源ＥＰＳＰｓ基因,并且转化体中部分是可育的。首次用实验证明,抗除草剂草甘膦的ＥＰＳＰｓ基因作为单子叶禾谷类作物小麦基因转化的选择标记是行之有效的。     

高羊茅甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因FaGAPDH的克隆与分析

以高羊茅茎基部与叶基部的mRNA为模板,引用基于多年生黑麦草GAPDH基因序列设计的引物,进行RT-PCR分析,同时结合3'RACE和5'RACE方法从高羊茅中扩增出两个GAPDH基因,命名为Fa-GAPDH1(GQ480772)与FaGAPDH2(GQ480773)。两序列cDNA全长分别为1281bp和1348bp,具有完整的开放阅读框(ORF,FaGAPDH1:74～1087bp;FaGAPDH2:106～1119bp),编码蛋白都为337个氨基酸。保守结构域功能分析表明两基因编码的蛋白质都具有典型的Rossman-NAD连接折叠和C-末端结构域。FaGAPDH1和FaGAPDH2蛋白与禾本科植物的该基因蛋白产物比较发现氨基酸序列的同源性都在90%以上,说明两基因具有高度的保守性。     

多效唑对高羊茅叶片中淀粉酶和转化酶活性的影响（简报）

高羊茅草坪草施用多效唑后,叶片的垂直生长受抑,叶片光合同化物向根系运输增强,叶片和根系中淀粉及可溶性糖含量升高,且叶片中淀粉含量与淀粉增活性正相关（r=0.88),另外,酸性转化酶活性也增加,但中性转化酶活性则降低,叶片中可溶性碳水化合物含量一直维持在较高水平。     

草坪草-高羊茅遗传育种研究进展

随着我国草坪业的快速发展 ,草坪草遗传育种工作越来越受到人们的关注。简要介绍了高羊茅的育种历史和现状 ,并对高羊茅植株再生体系的建立及遗传转化方面的研究进展进行了综述。此外 ,还提出了我国高羊茅育种的几点建议。     

高羊茅的组织培养和植株再生

1　植物名称　高羊茅 (Ｆｅｓｔｕｃａａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ) ,又称苇状羊茅。2　材料类别　成熟种子。3　培养条件　胚性愈伤组织诱导培养基 :( 1 )ＭＳ大量及微量元素 (下同 ) 2 ,4 Ｄ 9.0ｍｇ·Ｌ- 1 (单位下同 ) ;( 2 )ＭＳ 2 ,4 Ｄ 5 .0。分化培养基 ( 3)ＭＳ 6 Ｂ     

水杨酸和热锻炼诱导的高羊茅幼苗的耐热性与抗氧化的关系

研究了水杨酸（SA）处理和热锻炼（HH）对高羊茅（Festuca arundinacea Schred.)幼苗耐热性的影响和在耐热性诱导过程中植物体内可溶性蛋白含量与超氧化物歧化酶（SOD）,过氧化的酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）等3种抗氧化酶的活性变化。结果表明：0.5mmol/L男SA预处理能显著提高高羊茅幼苗在42℃热胁迫（HS）后转至常温下恢复生长18d时的苗高,绿叶数和绿叶指数;在常温下SA提高高羊茅幼苗的CAT活性,降低POD活性,而对SOD的影响不显著;SA和HH均能降低高羊茅幼苗在HS下细胞外渗液电导率,提高可溶性蛋白的含量和SOD、CAT活性,但不能显著提高POD活性。因此,推测SA与HH提高耐热性上具有相似的机理。     

高羊茅春化基因FaVRN1亚细胞定位与差异表达分析

高羊茅在生长季出现生殖枝,抑制新枝形成,不利于草坪质量及其持久性生长.研究春化基因的分子特征,探索抑制生殖生长的分子育种新途径,对坪用型高羊茅品种改良具有重要意义.本研究在克隆高羊茅春化基因FaVRN1的基础上,构建高羊茅春化基因FaVRN1与绿色荧光蛋白基因GFP融合的植物表达载体p-FaVRN1-hGFP,利用基因枪转化法转入洋葱表皮细胞,荧光显微镜检测融合基因的瞬时表达,并运用实时荧光定量PCR分析春化基因FaVRN1在春化与非春化条件下的表达差异.研究结果表明,FaVRN1基因编码的蛋白产物位于细胞核,符合它作为转录因子特性;春化条件下,FaVRN1基因的表达随处理时间延长逐渐增加.非春化条件下,FaVRN1基因的表达随处理时间延长而降低.FaVRN1基因在春化条件下的表达水平远高于非春化条件,FaVRN1基因的表达受春化条件正调控.