高粱遗传转化研究进展

高粱是世界上仅次于小麦、水稻、玉米和大豆的重要作物之一,然而由于其高效、稳定的遗传转化体系的建立较难,限制了其转基因研究进程.近年来,随着转基因技术的不断发展和完善,高粱转基因研究也取得了飞速的发展.从高粱遗传转化再生系统中外植体的选择、转化方法、影响转化和基因表达效率的因素等几方面进行了综述,并总结转基因高粱研究进展.     

主要转基因作物研究现状及其产业化进展

经过12年的产业化发展,转基因作物研究取得了较大进展。相关外源基因的转入使抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆、品质改良和功能性等作物相继问世。转基因大豆、玉米、棉花和油菜已经大面积种植,产生了极大的经济效益。2007年全球转基因作物的种植面积达到1．143亿hm^2。综述了主要转基因作物研究现状及其产业化进展,并对我国转基因作物产业化应解决的问题进行了论述。     

作物基因组学研究进展

农作物基因组学研究的发展,对于有效利用现代分子生物学手段进行物种的遗传改良发挥了重要作用。随着测序技术的发展,已经实现对重要农作物,如水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花、蔬菜等作物基因组的测序或重测序,在此基础上完成对控制重要农艺性状基因的克隆和鉴定。本文综述了2017年度主要农作物基因组研究方面取得的一系列重要进展。     

玉米遗传转化与商业化转基因玉米开发*

玉米是世界上种植面积最大的粮食作物,为了提高玉米产量和满足人类需求,转基因育种已经成为改良玉米性状的有效手段。自1996年美国种植商业化转基因玉米以来,利用玉米遗传转化技术开发商业化转基因玉米已取得巨大成功。综述了玉米遗传转化体系优化的重要步骤,系统总结了已开发的商业化转基因玉米的种类,并对玉米遗传转化未来发展方向进行了展望。     

国内玉米病虫害防治与转基因玉米的应用前景探究

随着转基因大豆、马铃薯、油菜等许多转基因作物走进人们的生活,转基因玉米也进入人们的视野。玉米是重要的食物、饲料和工业原料,种植面积仅次于小麦和水稻,在世界粮食生产中占有重要的地位。玉米虫害是一个防不胜防的问题,由于虫害的原因,全中国乃至全世界的范围的玉米都在减产。转基因玉米的出现对玉米虫害防止问题有了新的希望。本文针对国内玉米病虫害的种类和防治进行分析,进而分析了转基因玉米对于病虫害防治的优势,最后分析了转基因玉米在玉米病虫害防治过程中的应用前景。     

作物抗旱节水相关基因的标记和克隆及转基因研究进展

介绍了国内外在小麦,大麦,水稻,玉米和大豆等重要农作物的抗旱节水相关基因性状的分子标记和基因克隆及转基因研究的最新进展。     

从作物驯化谈转基因

正1994年,美国Calgene公司研制的延熟保鲜转基因番茄在美国批准上市,成为世界上第一个批准商业化生产的转基因作物。之后,改良营养成分的转基因油菜、抗虫转Bt基因玉米、耐除草剂草甘膦转基因大豆等多种性状的转基因作物相继研发成功,并被批准大面积商业化种植。根据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)发布的最新统计资料显示,截至2018年年底,     

不同作物轮作制度对土壤杂草种子库特征的影响

为明确不同作物轮作制度对杂草种子库特征的影响,比较研究了玉米-小麦(MW)、大豆-小麦(SW)轮作和原水稻-小麦(RW)轮作方式下杂草种子库的特征。结果表明,作物轮作显著影响杂草种子库的密度和种类组成,进行玉米-小麦或大豆-小麦轮作2年后,杂草种子库密度分别比稻麦轮作降低27．16％、44．44％。在原水稻-小麦轮作方式下,种子库中主要杂草为陌上菜、异型莎草、菵草、水苋菜、千金子等。玉米-小麦轮作使种子库中马唐、碎米莎草、飘拂草的相对优势度显著上升,鸭舌草、水苋菜、菵草的相对优势度显著下降。而在大豆-小麦轮作方式下,种子库中通泉草、马唐、鳢肠、飘拂草的相对优势度显著上升。玉米-小麦轮作种子库的物种多样性指数高于大豆-小麦轮作和水稻-小麦轮作。玉米-小麦与大豆-小麦轮作种子库的物种组成相似性较高。作物轮作影响杂草种子库密度和种类组成的机制,可能在于通过轮换种植不同的作物,提供了多样化的选择压,限制了某些对单一种植系统有着良好适应性的杂草种类的生长。     

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.     

Bt转基因抗虫植物研究进展

目前Bt成为世界上植物抗虫基因工程中研究和应用最多的基因。已经有多种转单一Bt和复合Bt的转基因玉米、棉花、马铃薯等作物得到大面积种植。还有许多新的具有良好抗虫性的Bt转基因植物,如水稻、大豆、油菜、苜蓿、花椰菜、蓖麻等已经试验成功,并逐渐推广种植。Bt转基因抗虫植物的培育为提高产量,减少杀虫剂的使用和保护环境做出了举足轻重的贡献。就Bt的分类、杀虫机理、Bt转基因抗虫植物的发展状况以及种植Bt抗虫植物对环境的影响进行了概述。     

作物抗旱相关分子标记及其辅助选择的研究进展

分子标记辅助选择育种给作物抗旱育种提供了新的途径。本介绍了国内外在小麦、玉米、水稻、大豆等重要农作物抗旱相关分子标记方面的研究进展。对作物抗旱相关QTL分子标记辅助育种进行了探讨,并对其发展策略提出了一些思考。     

2009年中国植物科学若干领域重要研究进展

2009年中国植物科学在水稻和拟南芥研究等方面取得“爆发性”的快速发展。中国科学家在植物科学各领域中取得了大量的原创性研究成果, 尤其是在基于新一代测序技术和计算生物学理论的基因组学、水稻功能基因挖掘、激素受体和信号转导以及转基因作物产业化和生态安全性研究等方面取得一系列重大进展, 受到了国内外广泛关注。该文对2009年中国本土植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行概括性评述, 旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件, 并展现我国科学家们所取得的杰出成就。     

六种作物内标准基因开发与检测研究进展

内标准基因（internal reference gene）是指能够区分物种的特异性、具有单一或恒定的低拷贝数、低变异的保守DNA序列。指定作物种类的内标准基因在转基因成分检测、物种及其产品判别等众多领域内作为鉴别其他物种的主要遗传标志,尤其是在转基因产品定量定性检测中,可用于检测样品中的物种来源以及转基因含量,对转基因产品定量定性检测具有重要意义。目前,已有多种作物的内标准基因被开发,其中玉米、油菜和水稻开发的内标准基因数量较多,但仍缺乏更为透彻的比较研究,导致选择与应用较为困难。基于此,根据国内外已有的研究成果,综述了6种检测或鉴定需求较大的作物（包括玉米、大豆、油菜、棉花、水稻和小麦）的内标准基因的研究进展,并对常见作物的内标准基因进行了系统的比较和研究,以期为植物源性、转基因成分及相关检测鉴定提供技术支撑。     

Agrobacterium-mediated transformation of cereals: a promising approach crossing barriers

Cereal crops have been the primary targets for improvement by genetic transformation because of their worldwide importance for human consumption. For a long time, many of these important cereals were difficult to genetically engineer, mainly as a result of their inherent limitations associated with the resistance to Agrobacterium infection and their recalcitrance to in vitro regeneration. The delivery of foreign genes to rice plants via Agrobacterium tumefaciens has now become a routine technique. However, there are still serious handicaps with Agrobacterium -mediated transformation of other major cereals. In this paper, we review the pioneering efforts, existing problems and future prospects of Agrobacterium -mediated genetic transformation of major cereal crops, such as rice, maize, wheat, barley, sorghum and sugarcane.     

抗逆相关基因GmAREB转基因小麦的获得与鉴定

从大豆中克隆一个抗逆相关的bZIP类转录因子基因GmAREB,功能分析表明:GmAREB基因的过表达可以显著提高转基因拟南芥和烟草的抗旱、耐盐和耐寒性。为了获得抗逆转基因小麦,本研究利用玉米的Ubiqutin启动子控制GmAREB基因表达,构建了用于小麦转化的载体pSK-GmAREB。采用基因枪共转化法转化小麦品种郑147和济麦22。通过PCR检测共获得T0代的阳性植株70株,转化率为1.37%。其中,郑147阳性植株共31株,转化率为2.14%;济麦22阳性植株39株,转化率为1.08%。目前,已经获得T1代转基因株系18个,其中以郑147为受体的株系4个,以济麦22为受体的株系14个。对部分株系进行Southern blotting分析,进一步证实GmAREB基因已经整合到小麦基因组中。在低温胁迫条件下,3个以济麦22为受体的转基因株系体内脯氨酸的积累与受体小麦相比有显著增加,初步证明在小麦中过表达GmAREB基因,可以促进渗透调节物质脯氨酸的积累,可能有助于转基因小麦抗逆性的提高。本研究为进一步筛选抗逆转基因小麦新材料奠定了基础。     

Factors influencing <Emphasis Type="Italic">Agrobacterium</Emphasis>-mediated transformation of monocotyledonous species

Summary Since the success of Agrobacterium-mediated transformation of rice in the early 1990s, significant advances in Agrobacterium-mediated transformation of monocotyledonous plant species have been achieved. Transgenic plants obtained via Agrobacterium-mediated transformation have been regenerated in more than a dozen monocotyledonous species, ranging from the most important cereal crops to ornamental plant species. Efficient transformation protocols for agronomically important cereal crops such as rice, wheat, maize, barley, and sorghum have been developed and transformation for some of these species has become routine. Many factors influencing Agrobacterium-mediated transformation of monocotyledonous plants have been investigated and elucidated. These factors include plant genotype, explant type, Agrobacterium strain, and binary vector. In addition, a wide variety of inoculation and co-culture conditions have been shown to be important for the transformation of monocots. For example, antinecrotic treatments using antioxidants and bactericides, osmotic treatments, desiccation of explants before or after Agrobacterium infection, and inoculation and co-culture medium compositions have influenced the ability to recover transgenic monocols. The plant selectable markers used and the promoters driving these marker genes have also been recognized as important factors influencing stable transformation frequency. Extension of transformation protocols to elite genotypes and to more readily available explants in agronomically important crop species will be the challenge of the future. Further evaluation of genes stimulating plant cell division or T-DNA integration, and genes increasing competency of plant cells to Agrobacterium, may increase transformation efficiency in various systems. Understanding mechanisms by which treatments such as desiccation and antioxidants impact T-DNA delivery and stable transformation will facilitate development of efficient transformation systems.     

Constitutive Expression of Soybean Ferritin cDNA Intransgenic Wheat and Rice Results in Increased Iron Levels in Vegetative Tissues but not in Seeds

We used particle bombardment to produce transgenic wheat and rice plants expressing recombinant soybean ferritin, a protein that can store large amounts of iron. The cDNA sequence was isolated from soybean by RT-PCR and expressed using the constitutive maize ubiquitin-1 promoter. The presence of ferritin mRNA and protein was confirmed in the vegetative tissues and seeds of transgenic wheat and rice plants by northern and western blot analysis, respectively. The levels of ferritin mRNA were similar in the vegetative tissues of both species, but ferritin protein levels were higher in rice. Both ferritin mRNA and protein levels were lower in wheat and rice seeds. ICAP spectrometry showed that iron levels increased only in vegetative tissues of transgenic plants, and not in the seeds. These data indicate that recombinant ferritin expression under the control of the maize ubiquitin promoter significantly increases iron levels invegetative tissues, but that the levels of recombinant ferritin in seeds are not sufficient to increase iron levels significantly over those in the seeds of non-transgenic plants.