甜菜(Beta vulgaris L.)叶绿体转化体系建立及抗虫和抗除草剂植株的获得

为建立外源基因甜菜叶绿体转化体系,利用分子生物学方法构建了包含有编码苏云金芽孢杆菌晶体蛋白基因By crylAc 和编码膦丝菌素乙酰转移酶基因bar 的甜菜叶绿体转化载体pSKARBt/bar,以甜菜叶绿体基因组中atpB/rbcL做同源片段,以甜菜叶绿体16S启动子和终止子为调控基因,以bar矿基因为筛选标记基因.基因枪法转化甜菜叶柄,经筛选获得抗性转基因植株.对转基因植株进行外源基因 Bt crylAc和bar的PCR检测、DNA印迹分析,结果表明:外源基因Bt crylAc和bar确已导入到甜菜叶绿体基因组中.转基因植株除草剂抗性鉴定及其离体叶片虫试鉴定结果表明:转基因植株具有较强的杀虫活性和抗除草剂特性,表达了相应的蛋白质.研究结果还表明:bar基因在植物叶绿体转化中,既可以用作抗性基因,又可用作转化体筛选的标记基因.建立了甜菜叶绿体转化体系.     

甜菜(Beta vulgaris L.)叶绿体转化体系建立及抗虫和抗除草剂植株的获得

为建立外源基因甜菜叶绿体转化体系,利用分子生物学方法构建了包含有编码苏云金芽孢杆菌晶体蛋白基因Bt cry1Ac和编码膦丝菌素乙酰转移酶基因bar的甜菜叶绿体转化载体pSKARBt/bar,以甜菜叶绿体基因组中atpB/rbcL做同源片段,以甜菜叶绿体16S启动子和终止子为调控基因,以bar基因为筛选标记基因．基因枪法转化甜菜叶柄,经筛选获得抗性转基因植株．对转基因植株进行外源基因Bt cry1Ac和bar的PCR检测、DNA印迹分析,结果表明：外源基因Bt cry1Ac和bar确已导入到甜菜叶绿体基因组中．转基因植株除草剂抗性鉴定及其离体叶片虫试鉴定结果表明：转基因植株具有较强的杀虫活性和抗除草剂特性,表达了相应的蛋白质．研究结果还表明：bar基因在植物叶绿体转化中,既可以用作抗性基因,又可用作转化体筛选的标记基因．建立了甜菜叶绿体转化体系．     

油菜转抗草甘膦、抗虫基因获得双抗植株

以草甘膦为筛选剂,用农杆菌介导法将编码5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS）的aroA—M12基因和编码苏云金杆菌毒蛋白的Btslm基因导入到甘蓝型油菜优良品种湘油15号中。在用草甘膦对转化体进行筛选的基础上．对转基因再生植株进行了PCR检测、Southern blot和Western blot分析．结果证明外源基因确已导入到该油菜品种中,而且表达了相应的蛋白。对转基因植株进行抗草甘膦、抗虫性鉴定的结果表明．转基因植株具有抗草甘膦、抗虫的双重特性。研究结果还表明抗草甘膦的aroA—M12基因在植物基因转化中,既可以用作抗除草剂基因,又可以代替常用的抗生素标记,用作植物筛选标记基因。     

定点整合抗虫基因到油菜叶绿体基因组并获得转基因植株

以基因枪法进行了油菜叶绿体基因组的定点转化,载体pNRAB携带抗壮观霉素的筛选标记基因aadA和抗虫基因cry1Aα10,基因的两侧被添加了可用于同源重组的叶绿体DNA序列,基因枪轰击过的油菜子叶柄经植株再生和壮观霉素筛选,获得了36株抗性植株,PCR检测和Southern杂交显示,其中4株的叶绿体基因组已被转化,外源基因已被定点整合进叶绿体基因组的rps7和ndhB基因之间。用转基因植株的叶片饲喂二龄小菜蛾,1周后幼虫死亡率达33%-47%,存活幼虫的生长明显减慢,转基因油菜的叶片受害较轻。     

同源重组置换衣藻叶绿体chlL基因及其同质化鉴定

设计以 aad A基因置换衣藻 chl L基因并作为转基因衣藻筛选标记 ,将 chl L基因两侧的基因片段 clp P- trn L- pet B- chl L5′- 3′作为同源片段 ,构建衣藻叶绿体同源重组质粒 p64D.通过改进的基因枪法转化程序 ,将此质粒轰击入衣藻叶绿体 .经抗性筛选、暗培养及 PCR、Southern- blotting等鉴定 ,证实衣藻叶绿体基因组中大部分 chl L结构基因已被外源基因 aad A所置换     

农杆菌介导籼稻优良恢复系bar基因的遗传转化研究

应用农杆菌介导转化体系,成功地将含有CaMv35s启动子启动的bar基因导入籼稻幼胚来源的愈伤组织,获得籼稻优良恢复系T461、R402和752三个品种（系）共47个抗除草剂Basta的转基因株系,Southem分析结果表明,转基因植株基因组中检测到bar基因的整合,转基因植株自交后代Basta除草剂抗性鉴定表现出分离,且大多数为1-2个整合位点的孟德尔方式遗传。结果表明,根癌农杆菌介导法可以有效且可靠地转化籼稻。     

hpt与bar基因作为水稻转基因筛选标记的比较研究

标记基因的选择是影响植物遗传转化和转基因后代筛选成败的关键因素。hpt与bar作为两种常用的水稻转化筛选标记被广泛应用于水稻的转化。为比较两者在实际应用中的效果, 文章首先对比了在潮霉素和除草剂(Bialaphos)两种筛选剂下水稻遗传转化的情况。研究表明, hpt基因的转化筛选体系相对于bar基因在转化效率上提高近两倍, 转化周期提前至少10 d, 且插入基因拷贝数更低。随后, 文章分析了利用潮霉素浸种法在田间筛选转基因水稻的可行性, 研究显示当潮霉素浓度大于167 mg/L时, 可以对以水稻品种kitaake为亲本的转基因材料进行有效筛选, 达到常规除草剂的筛选效果。但与除草剂相比较, 潮霉素的田间筛选成本却处于劣势。文章研究和讨论了hpt和bar基因在遗传转化和后代田间筛选中的优缺点, 并提供了一种利用潮霉素浸种法筛选转基因后代阳性植株的手段, 为将来在水稻转基因研究工作中根据实际需求选择合适的遗传转化、筛选体系提供参考。     

盐藻肌动蛋白基因启动子驱动的bar基因表达作为核转化筛选标记

运用基因组步行方法克隆盐藻肌动蛋白基因5′上游调控序列,发现相对于ATG上游-573和-424bp的位置上分别有75bp长的两个重复序列。没有典型的TATA盒,但有两个TATA样结构、一个CCAAT结构和一个与GCTC(G／C)AAGGC一致的序列。以700bp的盐藻肌动蛋白基因启动子区序列驱动bar基因的表达作为转化盐藻的筛选标记。转化的藻细胞暗光恢复24h后,在含0．5μg／mL除草剂的培养基中常规培养生长1周,然后将细胞平铺于含0．5μg／mL除草剂的固体培养基上继续筛选培养。约20d后从固体培养板上挑选出5个藻落并作了进一步培养和分析。结果显示,5个转化藻中携带bar嵌合基因的整合位点均位于核基因组内。Southern blotting分析表明,仅有一个转化藻整合单拷贝的bar基因,而另外4个转化藻株则包含多个拷贝bar基因片段,提示盐藻核基因转化主要是外源基因的随机整合,外源基因在转化盐藻中的整合拷贝数并不影响其除草剂抗性。RT-PCR方法证明了bar基因在转化藻中的转录。5个转化藻在含除草剂的液体培养基中维持生长了至少7个月,表明核基因转化的稳定性。     

用基因枪法将抗除草剂基因导入小麦栽培品种的研究

利用基因枪法将抗除草剂bar基因导入西南地区的 3个小麦栽培品种 ,共获得 7个转基因植株 ,转化频率在 0 .45 %～ 1 .2 %之间 ,转化周期缩短至 3个月左右。对抗性植株进行PCR和PCR_Southern杂交检测 ,初步确定bar基因已导入小麦基因组。做转基因植株叶片对除草剂PPT的抗性试验 ,有 4株呈抗性 ,3株呈部分抗性 ,表明bar基因已在小麦植株中得到表达。     

用基因枪法将抗除草剂基因导入小麦栽培品种的研究

利用基因枪法将抗除草剂bar基因导入西南地区的3个小麦栽培品种,共获得7个转基因植株,转化频率在0.45%～1.2%之间,转化周期缩短至3个月左右。对抗性植株进行PCR和PCR_Southern 杂交检测,初步确定bar基因已导入小麦基因组。做转基因植株叶片对除草剂PPT的抗性试验,有4株呈抗性,3株呈部分抗性,表明bar基因已在小麦植株中得到表达。     

干旱耐逆基因（HS1）转化甘薯获得转基因植株

以甘薯（1pomoeabatatas（L.）Lam．）品种栗子香的胚性悬浮细胞为受体材料,用根癌农杆菌介导法,获得了表达除草剂抗性基因bar基因的转HSl基因甘薯植株。共计380个遗传转化的胚性细胞团,在添加2mg／L2．4-D、100mg／L Carb和10mg／L Glu（glufosinate）的固体Ms培养基上选择培养9周后,得到了12个Glu抗性愈伤组织。将这些抗性愈伤组织转移到添加1mg／L ABA、100mg／L羧苄青霉素和10mg／L Glu的固体MS培养基上,其中的3个抗性愈伤组织再生出拟转基因植株。PCR鉴定它们为转基因植株。Southern blot分析表明,HS1基因已整合到基因组中。转基因植株具有稳定的除草剂抗性。结薯观察实验结果表明,转基因植株结薯正常。     

转bar基因小麦和非转基因小麦抗除草剂鉴定方法比较

方便、快捷、准确地对转基因小麦中的bar基因进行检测,对于筛选纯合稳定转基因植株、获得无筛选标记转基因植株、鉴定常规小麦品种和商品小麦中的bar基因成分等具有一定价值。本试验对叶片涂抹、植株喷洒、培养基添加除草剂3种方法鉴定转bar基因小麦植株的效果进行了比较,表明3种方法都能很好鉴定转基因小麦中的bar基因,叶片涂抹200mg/LLiberty鉴别的准确性高于PCR检测,植株喷洒Basta的适宜浓度为100mg/L,喷洒Liberty的适宜浓度为150mg/L,培养基添加Bialaphos的适宜浓度为5～8mg/L。叶片涂抹和植株喷洒除草剂方法受环境条件影响较大,区别转基因植株和非转基因植株的标准不够明确。相比之下,成熟胚离体培养除草剂筛选不受外界环境条件的影响,具有鉴定效果直观明了、操作简单、试验周期短等优点,在检测小麦转入或飘入的bar基因方面具有潜在应用前景。     

外源基因在一个转基因水稻四倍体变异株系中的遗传行为

在基因枪介导转化的转基因水稻植株中发现1个四倍体变异株系XIP-4N．该变异株系T₀代植株中转基因的整合模式与二倍体转基因株系XIP-2N相同,并且二者来自同一转化体系,推测XIP-4N株系是转化后的水稻愈伤组织在细胞有丝分裂过程中发生染色体加倍产生的．对外源筛选标记基因bar和非筛选基因cecropinB在转基因株系XIP-4N和XIP-2N中的遗传行为进行了比较研究．在二倍体转基因株系XIP-2N中,bar和cecropinB基因的Southern整合模式从T₀到T₂代遗传稳定,单位点整合的bar基因按孟德尔单基因显性方式向后代传递．四倍体转基因株系XIP-4N中外源基因遗传行为复杂,单位点整合的bar基因（Basta抗性）T₁代按15∶1分离,T₂和T₃代中分离行为复杂,而且bar和cecropinB基因的整合模式遗传不稳定．同源四倍体水稻植株减数分裂过程中染色体结构变异、转基因相关位点DNA片段的遗传重组与修饰,以及由此导致配子的育性降低,可能是导致外源基因遗传行为复杂的主要原因．转基因四倍体水稻变异株系XIP-4N携带易于检测的bar基因,为研究同源四倍体水稻的遗传和生殖机理提供了好材料．     

高等植物叶绿体基因组的转化

介绍了高等植物叶绿体基因组转化技术的原理和优点,外源基因导入叶绿体基因组的方法,外源基因与叶绿体基因组的整合及其表达,常用的叶绿体基因组转化的筛选标记基因及其去除的研究进展.     

抗菌肽B基因导入水稻及转基因植株的鉴定

构建了一个适合在水稻中表达的含有抗菌肽B基因的转化载体(pCB1),应用基因枪转化法将其导入水稻未成熟胚,获得了一些转基因水和植株.Basta抗性鉴定,抗菌肽B基因PCR扩增分析,点渍印迹和Southern印迹分析结果表明,选择标记基因(bar)和抗菌肽B基因都已整合入转化水稻基因组中,Northern印迹分析证实了抗菌肽B基因在RNA水平上的表达.转基因水稻植株增强了对水稻白叶枯病和细条病的抗性.     

水稻叶绿体转化载体pBS的构建及融合基因功能的初步鉴定

利用PCR方法分别从载体pchN-CAT-Bar和Psk51中分离得到编码膦丝菌素乙酰转移酶基因bar和绿色荧光蛋白基因sgfp,并在bar基因前段连接T7 leader sequence/5′-UTR和T7 10 N-terminus的8个氨基酸序列.运用融合PCR技术,得到bar和sgfp的融合基因片段BS.以水稻叶绿体基因组中的trnI和trnA为同源重组片段,来自烟草叶绿体16S rRNA的Prrn为启动子,psbA基因的TpsbA为终止子,融合片段作为双效筛选标记,构建水稻叶绿体转化载体pBS.大肠杆菌原核表达检测到明显荧光,基因枪轰击TP309愈伤,筛选抗性愈伤.     

导入bar基因的水稻新植株可遗传

江苏省农业科学院粮作所王才林、赵凌、宗寿余等和中科院上海生化所龚蓁蓁等9位科研人员,用花粉管通道法将bar基因导入水稻获得可遗传的转基因植株。亦即他们利用花粉管通道法将抗Basta除草剂的bar基因导入水稻品系E32,获得转基因植株。但在T0代仅表现为部分抗性,T1代全部获得了抗性,T3代全部转基因植株能充分表达对Basta除草剂的抗性。通过对转基因植株后代进行PCR分析,证实了bar基因已整合到受体植株的基因组之中,以后又经过遗传分析表明,bar基因能在有性生殖过程中传递给后代植株,并在T3代开始就可分离出抗性一致的稳定株系。目前,其…     

Bt基因甜菜叶绿体转化载体构建及毒蛋白表达

利用植物叶绿体基因组在进化中高度保守的特点,根据烟草、菠菜、水稻叶绿体基因组全序列资料设计合成引物,PCR扩增并克隆了甜菜叶绿体两个重要功能基因rbcL和atpB(GenBank登录号分别为DQ067450和DQ067451),并以其作为定点整合外源基因的同源重组片段,构建了Bt基因CryIAc甜菜叶绿体定点转化载体pSKARBt,酶切鉴定表明:所构建载体符合预期设计。对克隆菌菌体总蛋白进行了生物杀虫试验,结果表明:Bt基因CryIAc能够在叶绿体特异性启动子及终止子的调控下表达,并对二龄末甘蓝夜蛾有很强的毒杀作用。该载体构建对培育甜菜高抗虫品种具有重要应用价值。叶绿体转化及后续工作正在进行中。     

根癌农杆菌介导Bt基因转化水稻的研究

为了培育出无筛选标记基因的转基因水稻,试验将loxp-hpt-loxp基因与成基因连锁在-起转化水稻方法,得到loxp-hpt—loxp—Bt转基因水稻植株,再与同质的带有ere基因的水稻杂交,以定向删除潮霉素抗性筛选标记。试验表明以水稻品种“皖粳97”为供试材料,将成熟胚来源的愈伤组织用根癌农杆菌EHA105／pCAMBIA1305．1感染后,筛选出抗性愈伤组织并获得再生植株。经PCR验证,得到20棵转基因水稻植株。     

花粉管介导的转bar基因水稻植株的获得及其遗传

采用花粉管通道法将bar基因导入籼稻品系E32,得到对除草剂Basta具有抗性的转基因水稻。遗传分析表明外源bar基因在受体植株后代中呈单基因显性遗传,在世代间可以稳定遗传。目前已分离出抗性稳定的株系。