有助于小麦遗传学家的玉米

不象某些作物,小麦及其同类谷物——玉米、水稻、燕麦、大麦和黑麦——已证明对它们应用遗传工程是极其困难的,成功地把新基因插入西红柿或矮牵牛之类作物的技术对这些顽固的谷类不起作用。但,现在加利福尼亚州、奥尔巴尼的一个研究小组成功地把新基因插入玉米。曾在美国农业局和加州大学合办的植物基因中心工作过的分子生物学家Michael E.Fromm指出:这项研究工作有可能帮助研究人员设法把新基因导入其它谷物,如小麦。在玉米试验中,细胞吸取从基因枪发射来的基因,这种设备是利用22型口径弹药筒的力量来推进带有基因的钨微粒进入细胞。科学家们将带有新基因的细胞培养成可育的植株,     

高分化潜能小麦胚性悬浮系的建立及保持

报道了小麦具高度植株再生潜能的优质胚性悬浮系的建立与保持方法。Ⅱ型胚性愈伤组织在改良ＭＳ液体培养基中增殖快,分散好,两周左右即可建立起优质悬浮系;在改良Ｎ６液体培养基中增殖较慢,较易形成块状结构;ＡＡ液体培养基不适于小麦胚性悬浮系的培养。长时间悬浮培养后,小麦胚性悬浮系再生能力下降,在ＮＢＤ固体培养基上培养一段时间后再转回液体培养可使其再生能力得以保持与恢复。     

银杏悬浮培养细胞的生长、分化与萜内酯化合物的积累

研究了来源于银杏种子胚和幼苗茎的悬浮细胞的生长、分化和培养物中的白果内酯、银杏内酯A和B的含量变化。结果表明：在悬浮培养中,细胞聚集而成的细胞团大小、细胞中叶绿体的分化、外植体来源都影响培养物中的萜内酯的种类和含量,胚来源的悬浮细胞培养物中,银杏内酯B仅存在于直径<2mm的小细胞团悬浮培养中,且在<1 mm的细胞团中的含量最高,达0.437 mg /g(DW);而直径>3mm的细胞团悬浮培养物中只含有白果内酯和银杏内酯A。相同大小的悬浮细胞团中,胚来源的细胞中萜内酯含量高于茎来源的细胞。     

跟踪工程微生物

在南卡罗来纳的田间试验中,跟踪和监测释放到环境中的遗传工程微生物的能力已经成功地得到证明。 去年十一月,lemson大学的科学家开始田间试验Monsanto公司建造的遗传工程微生物。在试验中,接种遗传工程细菌的数行小麦种植在未种的小麦旁边。     

基因枪介导小麦成熟胚遗传转化的影响因素

小麦成熟胚作为转化受体可克服小麦幼胚存在的受季节和幼胚发育阶段限制的缺点。以湖北省小麦品种‘鄂麦12’和模式品种‘Bobwhite’为材料,成熟胚为转化受体,优化基因枪转化法的轰击压力、轰击距离、选择剂等因素,建立以小麦成熟胚为转化受体的高效转化系统。结果表明:小麦成熟胚作为转化受体时,适宜轰击压力和轰击距离组合是900 psi、6 cm;成熟胚对选择剂G418的敏感性强于幼胚,轰击后需要延长恢复时间,选择剂G418的适合浓度为20～40 mg/L。在以上优化条件下小麦成熟胚转化频率达0.3%～0.9%,已初步建立基因枪介导的小麦成熟胚遗传转化系统。     

谷类植物原生质体研究的重要进展

自1986年以来,已从所有重要的谷类植物,包括小麦、水稻、玉米和大麦,以及多种禾本科植物例如甘蔗的原生质体再生得到了完整的再生植株。此外,在一些实验室中已得到了谷类植物的体细胞杂种或胞质杂种以及一些带有引入的有用农艺性状的转基因植株。在过去的十年期间,由于两种关键性的技术进步:即建立胚性悬浮培养物作为分离全能性的原生质体的材料以及将外源DNA直接导入原生质体的技术     

MGBG对苜蓿愈伤组织生长、体细胞胚胎诱导及其乙烯生物合成的影响

在苜蓿（ＭｅｄｉｃａｇｏｓａｔｉｖａＬ．）愈伤组织继代之初加入不同浓度的甲基乙二醛双（脒腙）（ＭＧＢＧ）（０．５,１,２ｍｍｏｌ／Ｌ）,可不同程度地抑制愈伤组织及其后体胚诱导悬浮培养物的生长和体胚形成;若在体胚诱导阶段加入,则上述的抑制作用更为强烈。ＭＧＢＧ不但促进愈伤组织乙烯释放量、内源ＡＣＣ（１氨基环丙烷１羧酸）水平和ＡＣＣ合成酶活性,也促进体胚诱导悬浮培养物的ＡＣＣ水平及ＡＣＣ合成酶的活性,但降低体胚诱导悬浮培养物的ＭＡＣＣ（丙二酰ＡＣＣ）水平。ＭＧＢＧ对体胚诱导和培养物的生长的抑制作用与其上述的对ＡＣＣ和乙烯生成促进作用及降低ＡＣＣ转化成ＭＡＣＣ的效应有关。     

小麦产量新突破

Monsanto公司和佛罗里达大学成功地生产出世界上首例rDNA小麦,这一突破可使作物抗病毒、抗寒和抗旱,首批重要的商品化杂交小麦种子给种子生产者带来十亿美元的收益。利用微轰击转基因技术,佛罗里达大学的Indra Vasil将某个基因插入小麦愈伤细胞,该基因使植物抗某些除草剂。Vasil告诉本刊,这项研究的主要难点,也是至今遗传改良小麦尝试中的主要难点在于:分离出一种小麦细胞培养物,它不仅能接受外源基因,而且能长期培养以备分离表达所需特性的细胞。     

开发抗病虫害的玉米

利用基因工程的方法,现在实现了在农业方面培育高产、抗病虫害和除草剂的玉米.美国Monsanto Agricultural公司和Dekalb Genetics公司在科罗拉多州Keystone召开的讨论会上报告了可育性的基因重组玉米. 在Winston J.Brill&Associates公司从事农业生物技术的W.Brill说:“这项研究是为提高玉米、小麦、燕麦、大麦、稻等谷物产量,生物技术的重要的实际应用.这次成功所用的基因操作的材料受到注目.如果使用有效的基因重组法就能很容易跟踪基因导入后的行踪.”     

农杆菌介导的玉米遗传转化研究进展

农杆菌介导的转基因法是目前玉米遗传转化的主流方法之一。目前,模式玉米种质幼胚的转化体系已程式化,且开发了新筛选基因和获得不含筛选基因转基因玉米的方法,但是大多数育种骨干自交系转化频率低和转化受体基本上是幼胚。从农杆菌、受体及培养条件多方面各种因素对问题进行分析,多数研究认为针对特定基因型和受体材料建立好的受体再生系统,结合高效率农杆菌转化体系,获得多目的基因聚合(无其它外源片段)的转基因玉米将是农杆菌介导玉米转化体系研究的最终目标。本文主要从农杆菌介导(转基因)法应用于玉米遗传转化的历史、现状、问题等方面进行综述,为同领域的研究者提供一定的参考。     

青扦胚性细胞悬浮培养中影响体细胞胚发生因素的研究

试验以青扦（Ｐｉｃｅａｗｉｌｓｏｎｉ）的胚性愈伤组织为材料,以改良５９基本成分附加２４－Ｄ１ｍｇ／Ｌ及ＫＴ１ｍｇ／Ｌ为培养介质,比较了液体悬浮与半固体二种培养方式对胚性愈伤组织增殖和体细胞发生的影响,研究了液体悬浮培养过程中影响体细胞胚发生的因素。结果表明：液体悬浮培养好于半固体培养,它的胚性愈伤组织的生长率为２６８％,是半固体培养的１２４倍;体细胞胚的分化率为９３％,是半固体培养的２２倍;悬浮培养较佳的培养条件为：初始细胞密度为２％（鲜重）,蔗糖浓度为２０ｇ／Ｌ,摇床转速为１００ｒ／ｍｉｎ,ｐＨ为５８。经过两个月悬浮培养,将培养物转至１／２改良５９附加ＡＢＡ１ｍｇ／Ｌ的分化培养基上,３个月后每ｇ培养物上可获得２８５个正常的子叶期体细胞胚。     

大麦胚性细胞悬浮系的建立及其生长特性

由春大麦品种“如车”种胚诱导的松脆型胚性愈伤组织经2个月的悬浮培养,成功建立分散性好、生长速度快的胚性细胞悬浮系。该系细胞直径为1-3mm,由富含淀粉粒的胚性薄壁细胞构成。经不同浓度2,4-D实验,发现2mg/L最适合该细胞系的生长。文中对成功建立大麦胚性细胞悬浮系的关键问题进行了讨论。     

草地早熟禾悬浮体系的建立及悬浮过程中细胞形态观察

对早熟禾(Mardona)成熟种子灭菌后,接种于MS2 BA0.1诱导培养基,26℃,全黑暗培养诱导胚性愈伤,挑选其中松散的颗粒状胚性愈伤悬浮于MS2 BA0.1液体培养基中,在90~110r/min,26℃黑暗培养下,悬浮培养2个月,建立悬浮体系。在悬浮培养过程中,对细胞形态进行显微观察,发现悬浮培养前期,细胞多为条状、棒状,且大小不一。培养20天后,悬浮培养物开始增殖,2个月后,悬浮体系建立,细胞大小均匀,颜色嫩白。     

小麦不同发育时期花药对离体培养的反应

花药的发育时期是决定花药培养时诱导频 率高低的重要因素。据文献报道,绝大多数植 物只在花药中小抱子处于单核期至二核期时才 对离体培养有反应（即产生愈伤组织）,只有少 数植物能从四分体时期的花药获得花粉胚,如 烟草、毛地黄、油菜、大麦、野生二粒小麦、玉米 等。也有一些作者培养过减数分裂时期的花药, 但只有Gresshoff和Doy在番茄、拟南芥菜及 葡萄[11l有过成功的报道。较晚的花药发育时期 方面,Nitzsche[1a1曾报道从多花黑麦草及苇状 羊茅杂种“将近成熟”的花药获得少量愈伤组 织,Kameya等[123曾从Brassica属的成熟花粉 获得愈伤组织,但没有分化成苗。到目前为止, 还没有一种植物能从上述各个时期的花药产生 花粉胚。     

发根农杆菌A4菌株转化苜蓿悬浮培养物

将苜蓿无菌苗下胚轴切割后,在附加２ｍｇ／Ｌ２,４Ｄ的ＭＳ培养基上诱导愈伤组织。愈伤组织在附加０５ｍｇ／Ｌ２,４Ｄ的ＳＨ培养基中悬浮培养。悬浮培养物在用于转化之前,用０４５ｍｏｌ／Ｌ甘露醇处理１ｈ,然后用０１６ｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２·２Ｈ２Ｏ洗涤两次。预处理后的悬浮培养物用ＳＨ培养基悬浮（１０ｍｌ／ｇ悬浮培养物）,再加０２ｍｌ农杆菌悬浮液,于２５±２℃共培养２ｄ。共培养的悬浮培养物洗涤后在附加０５ｍｇ／Ｌ羧苄青霉素的无激素培养基上选择培养。悬浮培养天数、悬浮培养基激素组成和选择培养基种类明显影响转化频率。纸电泳分析表明７０％的转化体可以合成农杆碱和甘露碱。染色体观察显示转化组织细胞存在严重的数目和结构变异     

发根农杆菌A4菌株转化苜蓿悬浮培养物

将苜蓿无菌苗下胚轴切割后,在附加2mg／L 2,4-D的MS培养基上诱导愈伤组织。愈伤组织在附加O．5mg／L 2,4-D的SH培养基中悬浮培养。悬浮培养物在用于转化之前,用0．45mol/L甘露醇处理1h．然后用O．16mol/L CaCl₂．2H₂O洗涤两次。预处理后的悬浮培养物用SH培养基悬浮(10ml／g悬浮培养物),再加O．2ml农杆菌悬浮液,于25±2℃共培养2d。共培养的悬浮培养物洗涤后在附加0．5mg／L羧苄青霉索的无激素培养基上选择培养。悬浮培养天数、悬浮培养基激素组成和选择培养基种类明显影响转化频率。纸电泳分折表明70％的转化体可以台成农杆碱和甘露碱。染色体观察显示转化组织细胞存在严重的数目和结构变异。     

利用微束激光将外源基因导入小麦幼胚并获得转基因植株的研究

近几年来,国内外学者在小麦遗传转化方面进行了大量研究。在我们实验室利用微束激光成功地将外源基因导入了小麦幼胚细胞并获得转基因植株。 选用小麦京花1号幼胚,PJIT_(101)质粒为实验材料,激光微束仪是中国科学院遗传研究所和重庆京渝激光生物所共同研制的Nd—YAG激光显微照射系统。 将京花1号开花后12—14天幼嫩种子,用0.1％的HgC_(12)灭菌10分钟用无菌水冲洗3—4次,剥取幼胚,用高渗缓冲液泡2—4小时。激光照射前洗去高渗液,加新鲜的Ms培养液,吸取0.5ml含幼胚细胞的悬浮培养液,加40—50ulPJIT_(101)质粒(50ug/ml),注入Rose小室,然后激光照射。     

禾谷镰孢转化体系的优化

禾谷镰孢是小麦赤霉病和玉米茎腐病的主要病原真菌。试验优化了聚乙二醇介导的原生质体转化法,建立了禾谷镰孢高效转化的稳定体系,并总结了影响转化成功的主要因素。以此方法对禾谷镰孢进行活体荧光标记,并用转化菌株侵染小麦胚芽鞘,在荧光显微镜下追踪病原真菌在宿主植物体内的生长及扩展过程。     

农杆菌介导小麦成熟胚愈伤组织转化的主要因子优化

目的：提高小麦成熟胚愈伤组织的转化效率,为建立快速高效的小麦遗传转化体系奠定基础。方法：以普通小麦HB341、SN2618成熟胚愈伤组织为受体,通过农杆菌GV3101/pBI121介导,进行选择剂选择压、外植体预培养时间、接种菌液浓度及侵染时间等遗传转化主要因子的优化研究。结果：最适宜的转化条件是：胚性愈伤组织在附加200μmol/l乙酰丁香酮的分化培养基上预培养3d,在OD600=0.6的接种菌液中侵染30min,然后在附加40～60mg/l卡那霉素的分化培养基上筛选培养30d,即可获得假阳性率很低的转基因小麦抗性芽。结论：该研究为快速高效小麦遗传转化体系的建立提供了依据。     

PiA水稻悬浮细胞系的建立

本研究以抗稻瘟病的粳稻PiA开花后12～15d的幼胚为材料,将诱导10～15d的愈伤不经固体培养基继代,直接转到AA液体培养基上,在较短时间内成功建立起了优良的水稻悬浮细胞系;并测定了该悬浮细胞系不同时期的生长特性和分化情况,结果表明悬浮培养适宜的继代天数是7～10d;培养30～120d的细胞分化能力和植株再生能力较好,细胞分化率和成苗率分别为57.1%和20%,为进一步利用悬浮细胞进行遗传转化和原生质体分离奠定了基础。