小黑杨花药培养植株转化胆碱氧化酶基因提高耐盐性

以小黑杨（Populus simonii×p．nigra）花药培养植株无菌苗叶片为外植体,通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导法将胆碱氧化酶基因（codA）导入小黑杨中,共获得4株转化株系,PCR扩增和Southern杂交检测结果全部呈阳性,表明codA基因已整合到小黑杨花药培养植株基因组中。荧光定量RT-PCR检测证明,codA基因在小黑杨花药培养植株中获得表达。耐盐实验结果显示,各转基因株系在0．6％的NaCl浓度下能够生长,而非转基因对照小黑杨受盐害严重,说明codA基因的导入提高了转基因植株的耐盐性。     

以胆碱脱氢酶基因对小黑杨花粉植株的遗传转化

以小黑杨（Populus simoniixP．nigra）花粉植株叶片为外植体,用根癌农杆菌介导法将胆碱脱氢酶基因（betA）导入其中,将获得的4株卡那霉素抗性转基因株系进行PCR检测,结果均为阳性。用荧光定量PCR对转基因株系的betA基因转录结果检测表明,4个转基因株系均已表达外源基因,但表达量有差异。对获得的4株转基因株系及对照进行NaCl胁迫处理,当NaCl浓度为0．55％时,非转基因小黑杨花粉植株生根率为0,转基因株系生根率为80％～100％;在NaCl为0．70％～0.80％时,则转基因株系生根率也为0。4个转基因株系的甜菜碱含量显著高于未转基因对照,说明抛融基因的导入提高了转基因株系的耐盐性。     

细菌乙酰胆碱氧化酶基因（codA）在烟草的表达与抗盐能力的分析

将土壤细菌（A.globiformis)的乙酰胆碱氧化酶（COD）基因（codA)通过农杆菌介导转入到烟草中,应用抗性筛选得了抗性植株,PCR检测结果表明：codA已整合到抗性植株染色体中;Western印迹鉴定及金标免疫分子定位的结果表明：乙酰胆碱氧化酶基因（codA已整合到抗性植株染色体中;Western印迹鉴定及金标免疫分子定位的结果表明：乙酰胆碱氧化酶基因（codA)在转基因烟草中得到表达,表达产物COD定位在叶绿体中,通过对转基因植株的抗盐能力分析,结果表明转基因植株比对照植株具有更高的抗盐性,其中幼小植株（1.0-1.5cm)可在400mmol/LNaCl的培养基上存活30天以上,并获得具有一定抗盐性状的转基因植株（T4-400）,能在300mmol/LNaCl浓度下较好生长;较大植株（6-8cm）能在400mmol/LNaCl浓度下较好生长。     

马铃薯块茎特异性启动子驱动的人白细胞介素-12的遗传转化研究

为获得高效表达人白细胞介素-12(h IL-12)蛋白的转基因马铃薯植株,利用根瘤农杆菌侵染法将前期构建的马铃薯块茎特异性启动子Ppatatin驱动的h IL-12植物表达载体导入马铃薯,通过共培养、筛选、分化等过程获得转基因植株,并结合PCR、RT-PCR、GUS染色及ELISA分析对转基因植株进行鉴定。结果显示,获得12个马铃薯转基因株系,PCR检测表明其中的10个株系目的基因已导入马铃薯基因组,转基因阳性率为83%;RT-PCR分析表明其中的7个株系外源基因在转录水平成功获得表达,ELISA分析表明其中的5个株系有明显的蛋白水平表达。对这7个株系后代的检测表明外源基因成功表达且具有良好的遗传稳定性。     

农杆菌介导的甜菜碱醛脱氢酶基因转化甘蓝的研究

为获得抗旱和耐盐性提高的甘蓝植株,通过农杆菌介导法将来自菠菜的甜菜碱醛脱氢酶（Betaine Aldehyde Dehydrogenase,BADH）基因导人甘蓝品系03079,并采用正交设计优化影响转化效率的参数,建立了甘蓝高效转化体系,即以侵染液为AA液体培养基、乙酰丁香酮200μmol L^-1、侵染时间20min、共培养天数2d为最佳转化参数,在该条件下转化率可达54．26％。转基因甘蓝植株经PCR检测初步说明BADH基因已导入甘蓝中,Southern杂交证明BADH基因已稳定整合到甘蓝基因组中。甜菜碱脱氢酶活性测定结果表明,经过聚乙二醇（PEG）、NaCI和干旱处理的转基因甘蓝植株的BADH酶的平均比活力范围在2．1Umg^-1～3．6Umg^-1之间,不同处理的转基因株系酶比活力显著高于相应的未转基因株系。膜的相对电导率测定结果说明,经过PEG、NaCl和干旱处理的转基因植株平均相对电导率在16．2％～32．6％之间,耐逆境胁迫处理后的绝大多数转基因株系相对电导率显著低于相应对照。多数转BADH基因甘蓝植株在干旱、盐胁迫和PEG胁迫条件下生长势强于未转基因植株,表现为大多数转基因株系株高增幅显著高于对照,说明BADH基因的导入能提高转基因甘蓝植株的抗旱和耐盐性。我们获得的抗旱和耐盐能力明显提高的转基因甘蓝植株,可作为培育耐盐、抗旱甘蓝品种的种质材料。     

小黑杨转双价抗虫基因的研究

用根癌农杆菌介导的叶盘法,将蜘蛛杀虫肽与Bt基因C肽序列的融合基因导入小黑杨(Populus simonii×P.nigra),所获得的3株卡那霉素抗性再生植株进行PCR和PCR-Southern杂交检测的结果均为阳性,Southern杂交检测的结果2株为阳性.抗虫试验结果显示,3个转基因株系均具有明显的抗虫效果,能显著抑制舞毒蛾幼虫的生长发育,表现出强烈的抗虫作用.     

转双价抗虫基因大白菜新种质的获得及其抗虫性分析

采用超声波辅助花粉介导方法,将双价抗虫基因BmkIT-Chitinase导入早熟型大白菜自交系20-19-3,最终获得了5个转基因大白菜优良自交系纯合株系Z1-5、Z2-7、Z9-6、Z11-6和Z20-13;以转基因大白菜株系和非转基因对照植株为材料,对BmkIT-Chitinase基因在大白菜中的遗传规律、基因表达及抗虫性进行进一步分析。结果显示:(1)转化株后代多代(T_1~T_4)PCR、Southern blotting等分子跟踪检测表明,目的基因已成功导入受体植株,且能够稳定遗传;用该转基因方法对大白菜进行基因转化所获得的转基因植株分析显示,外源基因多数以多拷贝形式整合于核基因组,少部分外源基因以单拷贝形式整合。(2)Elisa分析结果证明,所导入的外源基因可高效表达,T4代株系新鲜叶片中表达产物量最高达到0.069μg·g~(-1)左右。(3)转基因株系田间抗虫性统计分析表明,转化株系与对照在抗虫性方面有显著差异,其对小菜蛾及菜青虫抗性普遍提高2~3级。研究认为,转BmkIT-Chitinase基因大白菜中BmkIT-Chitinase基因的表达可有效提高大白菜的抗虫性。     

根癌农杆菌介导转录因子CBF1基因对草莓的转化

以草莓(Fragaria ananassa Duch)品种“达斯莱克特“(Darselect)为试材,用根癌农杆菌介导的方法,将转录因子CBF1基因导入草莓叶盘细胞,经多次筛选获得了转基因植株.转化植株经PCR检测,证实了CBF1基因已经整合到草莓的基因组中.以电解质渗透法检测了植株的抗寒性,结果显示转基因草莓的抗寒能力较未转化植株有明显提高,且不同转基因株系之间提高程度有着差异.     

StP5CS基因转化结球甘蓝的研究

为研究StP5CS基因在结球甘蓝中的耐盐作用,以结球甘蓝下胚轴为外植体,采用农杆菌介导法将耐盐基因StP5CS和抗除草剂Bar基因导入结球甘蓝基因组中,在双丙氨膦的筛选下扩繁、生根,共获得了36株抗性植株。PCR扩增和Southern印迹杂交检测表明:目的基因StP5CS和Bar基因已经成功导入结球甘蓝基因组中。RT-PCR检测表明:StP5CS基因在转录水平也有表达。转基因植株耐盐试验结果显示:高浓度盐处理(400mmol/L NaCl)下,对照植株整株枯死,而转基因植株仍能正常生长;转基因植株的SOD活性、脯氨酸含量和相对膜透性均随盐浓度的升高呈上升趋势,均在400mmol/L NaCl处理下达到最大。结果表明转基因植株对高盐环境有一定的耐受性。     

小黑杨花粉植株过氧化物酶同工酶分析

1989年冬笔者对已自行加倍的80株小黑杨花粉植株的休眠芽进行了过氧化物酶同工酶分析,发现株间有差异,酶谱可截然分成两类。第一类酶谱与小黑杨原株(花药培养供体)不同,在B带区多了一条带纹即B_2带,此类约占78％。第二类酶谱与小黑杨原株完全相同,此类约占22％。无论株间形态分离还是过氧化物酶同工酶酶谱差异都充分说明这些小黑杨单倍体植株来源于花粉,它们是重组花粉在植株水平上的表现。实验还证明,小黑杨花粉植株休眠芽的过氧化物酶同工酶酶谱是稳定的,可用来鉴定小黑杨花粉植株的无性系,相信用同工酶鉴定杨树无性系会对林业生产起重要作用。     

cryIAc基因在转基因玉米中的遗传规律及对抗虫性影响

旨在研究目的基因在转基因植株和后代植株(株系)中的遗传规律及其对转化植株抗虫性的影响。以花粉介导法将cryIAc基因导入玉米自交系‘郑58’和‘昌7-2’,对转化植株及其后代株系进行分子检测和田间抗虫鉴定。结果表明:(1)转化‘郑58’和‘昌7-2’,T1代分别获得转基因植株24和41个,转化率高达20%以上;(2)转基因T2代、杂交F2代及回交1代(B1)的分子检测结果证明,外源基因的遗传符合孟德尔的3∶1、3∶1和1∶1的遗传分离规律;(3)连续多带的分子检测结果还表明,外源基因可稳定遗传并有效表达,表达水平在9.8-14.3 ng/g叶片鲜重之间;(4)抗虫鉴定结果显示,在阴性对照全部感虫情形下,转基因纯合株系仍表现出较高抗虫活性;(5)此外,回交试验结果还证明外源基因通过杂交可传递给下一代;(6)最终经筛选得到SZ003、SZ005、SC001、SC004和SC007五个高抗虫转基因株系。结果表明,花粉介导法是一种高效、快捷的转化方法,cryIAc基因导入玉米自交系植株后赋予和提高了转基因植株的抗虫活性。     

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。     

无选择标记和载体骨干序列的Xa21转基因水稻的获得

利用双右边界T-DNA载体通过根癌农杆菌介导法将水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa21导入杂交稻重要恢复系C418中。T0代共获得27个独立转基因株系,通过田间抗性鉴定与PCR分析,有17个株系的Xa21基因分子鉴定为阳性,且对白叶枯病原菌P6生理小种具有抗性。通过对17个株系的后代植株进行田间抗性鉴定,分子标记辅助选择及Southern杂交分析,结果显示4个株系的T1代植株中能分离出无潮霉素标记基因的Xa21转基因植株。无选择标记Xa21转基因株系的获得率为15%。PCR检测还表明,这些无选择标记的Xa21转基因植株不带有载体骨架序列。通过对转基因后代进一步的抗性鉴定与PCR辅助选择,获得了无选择标记和载体骨架序列的转基因Xa21纯合的抗白叶枯病水稻。     

转修饰cry1Ac基因籼稻明恢81经花药培养获得抗虫DH系

对基因枪法获得的明恢81转修饰的cry1Ac基因当代植株进行花药培养,共接种花药2600枚,获得83份花培植株,其中双倍体植株43份,单倍体植株40份,PCR结果表明含有cry1Ac基因的植株55份,花培植株群体中转基因与非转基因植株的比值为2：1（55／28）,进一步结合Southern blot和ELISA分析,于花培植株当代筛选到转基因纯合株系36份,外源蛋白表达量上,花药来源于同一克隆的DH系的不同植株之间基本一致,最高的Cry1Ac含量达0．25％,田间抗虫性试验表明,经花药培养纯合获得的部分转基因纯合系植株对二化螟（chilo suppressalis)表现出高抗,而且主要农艺性状保持不变,以上结果表明水稻花药培养可以加速转基因的纯合与良种利用。     

美洲黑杨材性相关候选基因PdCYTOB的功能鉴定

利用RT-PCR技术研究了美洲黑杨（Populus deltoides）材性相关候选基因细胞分裂素结合蛋白（cytokininbin ding protein）基因PdCYTOB的表达谱,结果显示,在未成熟木质部、未成熟韧皮部和韧皮部中PdCYTOB基因具有较高水平的表达量。对导入反义PdCYTOB的山新杨（Populus davidiana×P.bolleana）植株进行Southern杂交和RT-PCR检测,证实反义PdCYTOB基因已整合到杨树基因组中并表达。对大田转基因株系及对照植株进行表型观察、组织切片和微纤丝角的测定,结果表明,转反义PdCYTOB基因植株的高度明显增加,木质部、韧皮部变宽,微纤丝角明显变小,初步表明转基因杨树在造纸性能上有所改良。这些研究结果对于阐明PdCYTOB在美洲黑杨木材形成中的分子作用机制具有重要的理论意义。     

花粉介导法获得耐草甘膦玉米植株及其耐性研究

为获得耐草甘膦转基因玉米植株,进而研究其除草剂耐性及外源基因的遗传特性,以质粒p BI101-aroA-M12为外源基因供体,以玉米自交系昌‘7-2’为受体,采用花粉介导法将外源基因导入玉米自交系中。PCR扩增、Southern杂交分析的结果证明获得了54个转基因植株;对其后代株系的分子检测及田间生物学鉴定,结果证明目的基因可以稳定遗传给后代植株,且赋予和提高了转基因植株的除草剂耐性。目的基因在转化体中的遗传规律研究,结果显示导入的目的基因在F2受体植株中以3∶1的比例发生遗传分离,符合孟德尔单因子显性遗传分离规律。ELISA分析和蛋白质浓度测定的结果证实目的基因在转化植株中得到表达,表达量介于40.5-112.6 ng/g叶片鲜重之间,目的基因表达量与该植株的除草剂耐性性状间呈极显著相关,r=0.942 3(P0.01)。最终研究获得了4个高草甘膦耐性的转基因纯合株系。     

外源突变基因AGM3过表达对烟草开花的抑制和花器官发育的影响

为了解AGM3基因在异源植物中对开花及花器官发育的影响,采用农杆菌介导法将dominant negative mutation(DNM)结构基因35S-AGM3-E9导入烟草(Nicotiana tabacum),经PCR和Southern检测获得了一批阳性转化植株.荧光定量分析结果显示,AGM3在各个转基因株系中均有...     

通过共转化和花药培养快速获得直链淀粉含量降低且无抗性标记的转基因水稻

用根癌农杆菌共转化的方法将p13W8质粒(含反义蜡质基因)和pCAMBIA1300质粒(含潮霉素抗性基因)导入水稻.经PCR检测,发现在29个T1群体中发生抗潮霉素抗性基因和反义蜡质基因的分离;从1 264个T1单株中筛选到183个只带反义蜡质基因片段的转基因植株.选择了4个直链淀粉含量降低的T1单株进行花药培养,获得正常结实的花培苗34株;经PCR检测,有23株为只含反义蜡质基因而无潮霉素抗性基因的植株.从转化到获得直链淀粉含量降低、遗传稳定的转基因植株仅用了一年半时间.     

转基因玉米中目的基因的遗传表达及其抗病性研究

采用花粉介导方法将几丁质酶基因和潮霉素基因导入玉米(Zea maysL.)自交系海92-1中,以筛选抗玉米丝黑穗病的转基因品种.对转化植株及其后代植株的PCR、Southern blot检测表明,目的基因已导入转化植株并整合到其基因组中,且能够稳定遗传.ELISA分析证明转基因植株中目的基因可高效表达,表达产物量在9.8~16.3 ng?g-1鲜叶左右.统计分析显示,目的基因产物表达水平与转基因植株的抗病性呈极显著正相关(r=0.925,P<0.01).接种病毒鉴定结果揭示转基因株系的抗病性比对照提高3~4级.结合农艺性状筛选,选育到401、403这2个抗丝黑穗病且其它农艺性状优良的转基因纯合株系.     

AtNHX5基因过量表达对拟南芥耐盐性的影响

为了研究AtNHX5基因在植物耐盐中的作用,构建了植物过量表达载体pROKⅡ-AtNHX5,并转化拟南芥。结果显示:(1)RT-PCR检测表明,转基因拟南芥中AtNHX5基因的表达大幅提高。(2)对转基因纯合株系进行耐盐性分析显示,AtNHX5过量表达提高了植株在种子萌发和苗期的耐盐性。(3)转基因植株在盐处理下的干重、鲜重以及地上部分Na+、K+含量均高于野生型对照。在200mmol/L NaCl处理下,以转基因株系a1-4为例,其地上部分单株鲜重、单株干重、K+含量分别是野生型的1.27、1.54、1.16倍,较野生型显著升高。研究表明,过量表达AtNHX5基因促进了盐胁迫下转基因植株对K+的吸收,转基因拟南芥的耐盐性明显提高。