转双抗虫基因741杨的抗虫效应及其规律研究

通过室内饲虫试验 ,应用昆虫的总死亡率、各龄期死亡率、各龄历期及发育速率、昆虫体重增长速率等指标 ,测定了转双抗虫基因 74 1杨的抗虫性。研究结果表明 ,转基因抗虫杨不同株系对昆虫的致死效应有显著差异 ;不同昆虫种类和同一昆虫幼虫的不同龄级对转基因杨株系的敏感性有明显差异 ,4种测试昆虫的敏感性强弱依次为 :杨小舟蛾 >美国白蛾 >杨扇舟蛾 >舞毒蛾 ,随着昆虫幼虫龄级的增加 ,昆虫对转基因杨株系的敏感性逐渐降低 ;高抗虫株系主要表现为对低龄幼虫的强致死作用 ,中等抗虫株系表现为对各龄幼虫稍低的但是持续的致死效应 ;各转基因杨株系对测试昆虫的生长和发育都有明显抑制作用 ,可导致昆虫的发育历期延长、发育速率和体重增长速率降低。     

转双价抗虫基因毛白杨无性系85号抗虫性研究

以优化的毛白杨无性系85号最适遗传转化体系为基础,通过农杆菌介导法将Bt(CryⅠAc)和API双价抗虫基因导入毛白杨无性系85号基因组.在高浓度卡那霉素的培养基上诱导不定芽和根,初步选择到200株转化植株,PCR检测显示,66株呈阳性反应.Southern杂交和ELISA检测进一步证明,Bt(CryⅠAc)和API双价抗虫基因已整合到毛白杨无性系85号基因组中,并得到了表达.对转化植株用舞毒蛾幼虫进行饲虫试验,结果显示昆虫幼虫的死亡率高达60.0%~77.8%,且存活幼虫的生长发育也受到了明显抑制.研究结果为杨树抗虫育种提供了新的种质资源.     

转双抗虫基因烟草的研究

用改造的雪花莲凝集素基因GNAmm与合成的苏云金芽孢杆菌(Bt)毒蛋白cry1Ac基因构建了带有双价基因的植物表达载体,在该表达载体中这两个基因的转录分别受笋瓜PP2启动子(SPP2P)和CaMV 35S启动子的调控。通过根癌土壤杆菌介导转化法,获得了一批抗卡那霉素的转化再生烟草植株。PCR检测及基因组DNA Southern blot\,Slot blot杂交分析的结果表明Gna基因和Bt基因已整合到烟草总DNA中。用Bt毒蛋白抗血清进行Western blot分析,转基因植株均有Bt杀虫蛋白的不同程度的表达。对转化再生烟草的虫试结果表明,在所受试的19株烟草中60%的植株上的棉铃虫在5天内死亡率达到100%,而且存活幼虫的生长发育受到明显抑制;蚜虫抑制生长试验表明,多数转化再生植株具有较强的抗蚜活性,平均能够抑制桃蚜50%～60%的蚜口密度,有的高达80%以上。以上结果表明利用这两个改造过的抗虫基因可以获得既抗虫又耐蚜的转双抗虫转基因植物。     

转抗虫基因三倍体毛白杨植株体内农杆菌残存与逃逸

用部分改造的BtCry1Ac基因与慈菇蛋白酶抑制剂（APLA）基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法对三倍体毛白杨进行了转化,对转化后植株体内残存农杆菌在继代培养和移栽过程中进行了跟踪检测。结果表明：通过对转化再生植株的分子生物学检测,42个株系中,33个株系为阳性,阳性率达到80％;用Bt毒蛋白抗血清进行ELSA检测结果表明,7个转基因株系都有Bt杀虫蛋白表达;基因转化后,可采用附加50mg／L卡那霉素,300mg／L羧苄青霉素的筛选培养基消除细菌并进行抗性芽筛选。对28个转基因株系叶片、茎段和根段在含有卡那霉素50mg／LYEB培养基上进行细菌培养,通过在T-DNA区、质粒Vir区和农杆菌基因组设计引物,进行PCR检测,证明有3个株系（33、37、5号）检测到残存工程农杆菌,并在组培瓶中存活24个月。将带菌的3个株系组培苗移栽到花盆中,室内培养1个月后,在33号株系根际土壤中检测到了目的农杆菌。     

转抗虫基因三倍体毛白杨植株体内农杆菌残存与逃逸

用部分改造的 BtCry1Ac基因与慈菇蛋白酶抑制剂(API-A)基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法对三倍体毛白杨进行了转化,对转化后植株体内残存农杆菌在继代培养和移栽过程中进行了跟踪检测。结果表明：通过对转化再生植株的分子生物学检测,42个株系中,33个株系为阳性,阳性率达到80％;用Bt毒蛋白抗血清进行ELSA检测结果表明,7个转基因株系都有Bt杀虫蛋白表达;基因转化后,可采用附加50 mg/L卡那霉素,300 mg/L羧青霉素的筛选培养基消除细菌并进行抗性芽筛选。对28个转基因株系叶片、茎段和根段在含有卡那霉素50 mg/L YEB培养基上进行细菌培养,通过在T-DNA区、质粒Vir区和农杆菌基因组设计引物,进行PCR检测,证明有3个株系（33、37、5号）检测到残存工程农杆菌,并在组培瓶中存活24个月。将带菌的3个株系组培苗移栽到花盆中,室内培养1个月后,在33号株系根际土壤中检测到了目的农杆菌。     

转新型双抗虫基因棉花的遗传分析

首次用含合成的BtCrylAc活性杀虫蛋白嵌合基因及慈菇蛋白酶抑制剂B(API-B)基因表达框的双抗虫基因植物表达载体,通过土壤根癌杆菌介导转化棉花品种冀合321,获得一批抗虫的转化再生棉花植株。利用叶片涂抹卡那霉素、叶片离体养虫和PCR扩增等检测方法对6个不同转双抗虫基因株系的抗虫性进行遗传分析。结果显示,转化株系自交的T1抗虫性状遗传较为复杂;农杆菌介导获得的转基因抗虫棉在早期世代不易选到纯合系,但是随着对抗虫性状进行单向选择,到T4和T5就能获得抗虫纯合系。利用抗虫性稳定的转化后代材料和转化受体进行田间杂交,发现F2抗虫性分离完全符合一对或两对显性基因的分离规律,并证明了DR248和DR193两个材料为外源基因双拷贝插入。转化株系的Southern杂交也证明了上述结果。     

转双抗虫基因三倍体毛白杨外源基因表达及性状相关性分析

用部分改造的BtCry1Ac基因与慈菇蛋白酶抑制剂（API）基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法转化了三倍体毛白杨Populus tomentosa Carr.,获得一批转双抗虫基因株系。对转基因株系的抗虫毒蛋白表达进行了ELISA和Western Blot检测,同时用转基因株系叶片对杨扇舟蛾Clostera anachoreta Fabricius和舞毒蛾Lymantria dispar L.幼虫进行室内饲虫试验,并对各项外源基因表达指标进行了相关分析。结果表明：在检测的28个转基因株系中,对杨扇舟蛾高抗株系占总参试系号的41％,中抗系号占35.0％,低抗系号占24％,对舞毒蛾高抗株系占参试系号的70％。转基因植株可明显抑制存活幼虫的生长发育,且不同转基因株系饲养的幼虫发育存在显著差异。连续两年相关分析表明,不同转基因株系幼虫死亡率间存在极显著相关。转基因植株对舞毒蛾和杨扇舟蛾均表达出抗虫性,并存在极显著相关。ELISA检测结果表明,不同转基因株系Bt毒蛋白表达量存在差异,变化在0.0011％～0.0161％。转基因植株对害虫的杀虫效果与Bt杀虫蛋白的表达量存在显著相关,表明Bt毒蛋白在抗虫效果中占有重要地位。转基因植株对卡那霉素表现出一定的抗性,但与抗虫程度相关不明显,单纯用卡那霉素作为筛选手段并不能完全反映植株的真实抗虫效果。     

转单、双Bt基因741杨外源基因表达和抗虫性比较

【目的】研究联合使用两种或两种以上的抗虫基因的抗虫效果, 同时鉴定并筛选出转双Bt基因741杨对鳞翅目和鞘翅目害虫有较强抗性的株系。【方法】选取转三基因（Cry3Aa+Cry1Ac+API）741杨8个株系、 转双基因（Cry1Ac+API）741杨1个株系和转单基因（Cry3Aa）741杨3个株系为试材, 从外源基因PCR检测、 毒蛋白表达和抗虫性三方面对转基因株系进行对比分析。【结果】经PCR扩增后各转基因株系出现了预期的电泳条带。ELISA蛋白检测显示转基因株系中都有与所含基因相应的Bt杀虫蛋白表达。用转基因株系新鲜叶片进行柳蓝叶甲Plagiodera versicolora和美国白蛾Hyphantria cunea室内饲虫实验表明： 转入不同抗虫基因的杨树对昆虫的抗性具有选择性, 对非靶标昆虫没有毒杀作用。转双Bt基因741杨具有双抗性, 不同转基因株系表现出高中低的抗性水平： 在对柳蓝叶甲的抗性上, 筛选出的其中5个高抗株系（pCCA1, pCCA2, pCCA5, pCCA6和pCCA9）的抗性水平明显比含Cry3Aa单Bt基因的3个高抗株系（pCC11, pCC53和pCC84）高; 在对美国白蛾的抗性上, 有7个株系（pCCA2~pCCA7和pCCA9）的抗性水平与含Cry1Ac单Bt基因株系（pB29）表现一致, 只有1个株系（pCCA1）对美国白蛾表现出了极低的抗性。【结论】多个抗虫基因在741杨上的联合使用, 不仅扩大了抗虫谱, 其中的高抗株系还具有了更高的抗虫能力, 有效地发挥了基因的叠加效应。     

转基因欧洲黑杨中Bt基因表达特性的研究

利用PCR检测了转基因欧洲黑杨当代和杂交后代群体 ,外源Bt基因在 7年生的转基因欧洲黑杨 1 4个无性系中稳定存在 ,Bt基因在杂交后代中分离比例为 1∶1。转基因欧洲黑杨作母本进行杂交时有落花、落果现象 ,可能是基因改造影响了它们的某些生理功能。     

温度对转基因741杨抗虫性的影响

在不同温度下测定转基因741杨的抗虫性,发现转抗虫基因741杨的抗虫性与温度密切相关．随着温度的升高,舞毒蛾幼龄幼虫的总死亡率、累计死亡率均明显升高,且随着昆虫龄级的增加,幼虫对转基因株系和温度的敏感性逐渐降低．温度对取食对照株系的昆虫生长发育有促进作用．温度高,舞毒蛾幼虫的生长发育明显加快,历期缩短,各龄期体重、排粪量增长快,而以转基因杨饲喂的昆虫发育进度随温度变化差异不显著．对1998～2000年温度资料和相应的杨扇舟蛾死亡率建立了回归方程,各高抗和中抗株系的温度-昆虫死亡率曲线均表现为明显的回归关系．     

一种快速有效的741杨离体叶片再生芽方法

在对杂交品种741杨(Populus alba(P.davidiana×P.simonii)×P.tomentosa)进行农杆菌介导法转基因的试验中发现了一种快速有效的叶片再生芽的方法.首先叶片外植体在培养基Ⅰ(MS培养基添加0.5 mg/L BA和1.0 mg/L 2,4-D)上培养2～3 d,再转移到培养基SH(MSmedium containing 2.0 mg/L of BA and 0.1 mg/L of NAA)上培养10 d,然后再转移到培养基Ⅱ(MSmedium with 0.5 mg/L of BA)上,培养大约5 d之后86.7%的叶片外植体产生的芽,每片叶片外植体(1 cm×1 cm)可产生40～50个芽.但是,如果叶片外植体在培养基Ⅰ上培养的时间长于5 d,再依次转移到培养基SH和Ⅱ上,则叶片会产生大量根.     

Epsps基因为筛选标记的多基因抗虫表达载体构建

目的:为了获得水稻的广谱抗虫性,同时也避免由潮霉素抗性基因引起的安全性问题.构建以抗除草剂基因(Epsps 基因)为筛选标记的多基因抗虫植物表达载体 pCTSK.方法:以双元载体pCAMBIA1300为基础,将潮霉素抗性基因hpt替换成携带烟草叶绿体转运肽序列TSP的草甘膦抗性突变基因aroAM12(编码细菌5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶Epsps)作为筛选标记基因,获得中间表达载体pCISM1300.然后再连接上3个抗虫基因(马铃薯蛋白酶抑制剂基因Pin-Ⅱ、苏云金杆菌毒蛋白基因Bt cryI(A)及雪花莲外源凝集素基因 CNA)的完整表达片段(包含各自的启动子和终止子).结果:通过PCR方法和酶切方法鉴定已成功地构建了该表达载体;通过不同实验方案的数据分析,得出在载体构建的大分子连接中优化的一次连接法连接效率高于二次连接法的结论.     

Obtaining a Transgenic Upland Cotton Harboring Two Insecticidal Genes

pBinLK carried two insecticidal genes, pea lectin (P-Lec)gene and soybean Kunitz trypsin inhibitor (SKTI) gene, were successfully transferred into 4 upland cotton ( Gossypium hirsutum L. ) cultivars, "Xinluzao-1 ", "Xinluzhong-2", "Jihe-321" and "Liao-9" via Agrobacterium-mediated transformation. Hypocotyl segments from aseptic seedlings were used as receipient. After co-cultivation of hypocotyl segments with A. tumefac/ens (Smith et Townsend) Conn, kanamycin-resistant calli were screened, and somatic embryos and regenerated plants were obtained through various media. Transgenic cotton plants harboring two insecticidal genes were confirmed by NPT-Ⅱ ELISA, PCR and PCR Southern. rllae results of bioassay demonstrated that the transgenic plants showed significant resistance to the larvae of cotton bollwonn (Heliothis armigera Hubner).     

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。