转基因(SAG12-IPT)青菜的迟衰特性

利用根癌农杆菌感染方法将融合基因SAG12 IPT导入青菜 ,转基因植株明显表现出衰老延迟的生理现象。SAG12 IPT的抗衰老作用表现为 :在衰老过程中转基因青菜叶片中叶绿素含量高于未转基因的青菜 ,PCR分析结果表明该融合基因已经转入青菜中。激素检测结果表明转基因青菜叶片中细胞分裂素含量高于未转基因植株 ,说明抗衰老与叶片内细胞分裂素含量提高有关。另外 ,转基因植株不仅表现出活体植株衰老延迟 ,而且长在植株上的与离体的叶片滞绿时间延长。这些为蔬菜的耐储存育种提供了新的思路 ,同时为该融合基因在十字花科经济作物中的应用提供了理论依据。     

转基因（Bn-csRRM2）高产棉花的荒地生存竞争能力

【背景】转基因作物在商业化种植之前,必须评价其环境安全性。其中,荒地生存竞争能力是转基因作物环境安全性评价的重要内容之一。【方法】以转基因（Bn-csRRM2）高产棉为观察品种,受体材料中棉所12及转基因（Bt+CpTI）抗虫棉中棉所79为对照品种,分别于2013年4月底和5月底在荒地用地表撒播和3 cm深播2种方式播种,并于5～9月份对棉花存活率、株高、茎直径、果枝数、蕾铃数等生长参数进行比较,检测、评价其荒地竞争能力及杂草化风险。【结果】无论是撒播还是深播,荒地中棉花长势均较弱,表现为生长缓慢、植株矮小、生育期延迟。4月底播种的棉花至9月底未见棉铃;5月底播种的棉花有个别植株能够结铃,但铃数少且小,无吐絮铃。【结论与意义】转基因高产棉在荒地中无竞争优势,不能繁殖传代,无杂草化风险。本研究为转基因棉花环境安全评价技术的完善提供了理论依据。     

PSAG12-ipt嵌合基因转化樱桃番茄的研究

利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefacienst)介导法将嵌合基因P SAG12-ipt导人樱桃番茄,经双重PCR检测和基因组总DNA Southern杂交测验,共获得17株转基因植株。田间生长实验观察结果显示,这17株转基因植株生长发育及形态正常,但其中的14株长势明显好于对照。对14株中的2株进行叶片叶绿素、细胞分裂素检测结果表明,转基因植株基本定型叶下部,不同叶位叶片叶绿素、细胞分裂素含量明显高于对照,基本定型叶上部叶片与对照基本一致,同一叶位叶片比对照延缓衰老15～20d。     

茎尖法转基因棉花植株真实性鉴定方法探究

棉花茎尖转化法具备不受基因型限制、转化周期短的优点,是理想的棉花转化体系,但据报道其所获得的转基因植株普遍存在遗传不稳定、高代植株基因丢失的现象。以陆地棉TM?1品种为受体材料,利用茎尖转化法将DsRed2载体转入棉花,经卡那霉素筛选获得16株抗性植株,进一步PCR扩增靶基因,获得6株DsRed2基因片段PCR检测为阳性的植株,初步判断该6株为茎尖转化法获得的转基因植株,但经紫外照射,6个转基因植株均未检测到红色荧光。对其进行靶基因RT?PCR,发现DsRed2基因在6个转基因植株中仅有极低量的表达或无表达。进一步对DsRed2载体的非T?DNA片段,即载体骨架部分进行PCR以及植株内生菌培养检测,结果表明,6个转基因植株均含有完整的DsRed2载体,植株可培养出含有完整载体的内生菌,且内生菌经农杆菌16S核糖体RNA（16S rRNA）片段PCR检测结果为阳性,推测由于茎尖侵染形成农杆菌与植株共生关系,造成假阳性株的现象,进而导致高代转基因植株基因丢失、遗传不稳定的现象。旨在建立一套完整的茎尖法转基因棉花植株真实性的鉴定方法,为进一步深入研究提供参考依据。     

转大肠杆菌过氧化氢酶基因棉花的抗旱生理研究

以导入大肠杆菌过氧化氢酶基因KatE的T3代转基因棉花为供试材料,经卡那霉素检测和PCR鉴定,将筛选出的阳性转基因植株与对照棉花进行整个生育期的持续水分胁迫处理直至收获,比较材料间的生理生化指标的差异,鉴定转基因植株的耐旱能力。结果显示:(1)干旱胁迫持续至初蕾期时,转基因棉花与对照植株间各项抗旱生理指标差异均未达到显著水平。(2)水分胁迫持续至盛蕾和盛花期时,转基因棉花叶片相对含水量、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、CAT活性,以及叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著或极显著高于对照植株,叶绿素含量也都明显高于对照植株。干旱胁迫持续至吐絮期时,转基因棉花的株高、果枝数和铃数均显著或极显著高于对照植株,且转基因棉花和对照的籽棉产量分别比正常灌溉处理降低57.5%和60.1%,全生育期的水分胁迫严重影响了棉花籽棉产量,但转基因棉花的籽棉产量仍显著高于对照。研究表明,在新疆石河子当地自然降水(干旱胁迫)条件下,转KatE基因棉花表现出了较好的生理和生长优势,KatE基因有助于提高棉花的抗旱性。     

通过转PSAG12—IPT基因培育延缓叶片衰老水稻

利用农杆菌介导的遗传转化方法将PSAG12 _IPT导入籼稻品种明恢 6 3。在获得的 6 1个独立的转基因植株中 ,有一些表现出叶片衰老显著延缓 ,对选择的两个纯合转基因株系的小区试验的结果显示 :(1)转基因植株倒三叶的持绿性极显著延长 ;(2 )两个纯合转基因株系比原品种的结实率极显著提高 ,株高极显著降低 ;(3)两个纯合转基因株系的有效穗数比原品种极显著或显著提高。     

通过转PSAG12-IPT基因培育延缓叶片衰老水稻

利用农杆菌介导的遗传转化方法将PSAG12-IPT导入籼稻品种明恢63.在获得的61个独立的转基因植株中,有一些表现出叶片衰老显著延缓,对选择的两个纯合转基因株系的小区试验的结果显示:(1)转基因植株倒三叶的持绿性极显著延长;(2)两个纯合转基因株系比原品种的结实率极显著提高,株高极显著降低;(3)两个纯合转基因株系的有效穗数比原品种极显著或显著提高.     

转基因棉花中糖类和游离氨基酸含量的变化对棉蚜泌蜜量及蜜露主要成分的影响

以3个转基因棉和2个亲本对照棉花品种为研究材料,分别测定了这5种棉花植株体内主要糖分与游离氨基酸含量;同时,分别用这5个棉花品种的叶片饲养棉蚜Aphis gossypii Glover并测定其蜜露分泌量及其主要营养成分。结果表明,转基因棉花“国抗22”叶片中葡萄糖、蔗糖、麦芽糖的平均含量及可溶性糖总量分别比亲本对照棉“泗棉3号”减少61.76%、 89.05%、77.86%和23.61%,转基因棉花“苏抗103”和“中抗310”叶片中葡萄糖、蔗糖、麦芽糖的平均含量及可溶性糖总量分别比亲本对照棉“苏棉12”下降14.15%、32.80%、92.22%、11.46% 和4 6.81%、93.19%、61.11%、43.91%,游离氨基酸总量及各种氨基酸、果糖、鼠李糖、海藻糖的含量在不同转基因棉与亲本对照棉花品种间也存在很大差异,其中一些处理间的差异达显著或极显著水平。这表明外源基因的导入已经影响到了转基因棉花品种中主要糖分与游离氨基酸的合成。棉蚜取食转基因棉花品种“国抗22”后,蜜露的日平均分泌量比取食对照品种“泗棉3号”减少40.54%,取食其他两个转基因棉花品种“苏抗103”和“中抗310”后蜜露的分泌量也比取食对照棉花品种“苏棉12”降低22.67%和30.0%,但棉蚜取食转基因棉花后蜜露中游离氨基酸的总量均高于对照棉花品种,蜜露中可溶性总糖、蔗糖和各种氨基酸含量在取食转基因棉和常规棉花品种间存在一定差异。     

‘新陆早33号’棉花转基因体系建立及AtPGIP1基因的导入

利用生物技术方法对棉花进行遗传改良主要限于有效的遗传转化系统。以新疆主栽优良陆地棉品种‘新陆早33号’为材料,利用下胚轴作为外植体对影响农杆菌介导的棉花遗传转化及体细胞胚胎发生的因素进行研究,成功建立了除草剂Basta筛选的棉花遗传转化技术体系。同时将植物抗病相关基因多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因AtPGIP1导入棉花,经过对再生转化植株的PCR鉴定,初步证明外源基因已经整合到棉花基因组。研究发现:Basta是棉花遗传转化中很有效的筛选剂,低浓度Basta(2.5mg/L)就能够获得很好的筛选效果;较低的共培养温度(20℃)及合适的农杆菌浓度(OD600=0.5)有助于提高转化效率。该研究结果表明,‘新陆早33号’具备作为棉花优良遗传转化受体的基本特征,研究中获得的15株AtPGIP1转基因植株经PCR分子检测均为阳性植株。该研究为新疆棉区棉花分子生物学研究及转基因育种研究奠定了重要基础。     

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因在棉花中的过量表达和抗冻耐逆性分析

分离出菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因(SoBADH)构建成由CaMV35S驱动的双元植物表达载体pBSB, 农杆菌菌株LBA4404携带该载体转化棉花, 获得转基因棉花植株。65株转基因植株经过PCR筛选、Southern blotting分析证明有45株为成功的转化株, 外源基因已经被整合到棉花的染色体组中, 并以单拷贝插入居多。对部分株系的SoBADH基因的表达进行分析表明均有较高的mRNA和蛋白的表达。经测定这些株系中的甜菜碱脱氢酶活性显著提高, 达到0.66~1.70 nmol/min/mg水平。同时这些转基因株系在盐胁迫下比对照长势强, 株高和地上部分的鲜重显著高于非转基因对照; 在低温胁迫下, 这些转基因株系表现出显著的抗冻性能。结果表明菠菜甜菜碱醛脱氢酶能够在异源植物棉花中过量表达, 并具有较高的酶活性, 转基因棉花可作为抗逆育种的种质材料。     

抗草甘膦抗虫植物表达载体的构建及其转基因烟草的分析

构建了含草甘膦抗性突变基因（aroAM12）和人工合成重组Bt抗虫基因（Bts1m）的植物表达载体pCM12_s1m。aroAM12基因的表达由CaMV35S启动子控制,Bts1m基因的表达由2E_CaMV35S启动子和Ω因子控制。通过农杆菌介导,将aroAM12和Bts1m基因转化到烟草中,转基因烟草通过在含草甘膦的MS培养基上筛选而获得。Southern blot分析表明所有经过草甘膦筛选出的转化植株都整合有aroAM12基因,约70%的转化植株同时整合有aroAM12和Bts1m基因。Northern blot、Immunodot blot分析进一步证明整合的两个基因在转录、翻译水平上均进行了表达,不同植株之间表达存在着差异。草甘膦抗性和虫试实验证明,获得的转基因烟草对草甘膦和烟青虫具有很强的抗性。     

根癌农杆菌介导的转aroAM12基因棉花植株的草甘膦抗性

以中棉35无菌苗下胚轴为外植体,采用农杆菌介导法将含有通过基因优化技术获得的草甘膦抗性突变基因aroAM12导入棉花中.以aroAM12为选择标记,利用草甘膦直接筛选获得65棵再生植株.PCR和Southerablot分析表明,经过草甘膦筛选出的To代植株均整合有aroAM12基因.Western blot分析表明整合进的aroAM12基因得到了有效表达,且不同植株之间的表达不尽相同.大棚喷洒的实验结果表明To代转化植株具有很高的草甘膦抗性.对T1代棉花的草甘膦抗性遗传分析表明,aroAM12基因以孟德尔方式遗传.     

甜叶菊同源四倍体离体诱导及鉴定

用不同浓度秋水仙素溶液处理甜叶菊不定芽,诱导同源四倍体,并进行解剖学、染色体鉴定和流式细胞仪鉴定倍性。结果表明:(1)用0.20%的秋水仙素溶液浸泡甜叶菊不定芽12h,同源四倍体诱导率最高,可达32.14%。(2)同源四倍体植株与二倍体(对照)相比,其气孔、叶片等均表现巨大性,且叶片变厚、叶色浓绿、叶片皱缩。(3)对照植株染色体2n=2x=22,四倍体植株染色体2n=4x=44;流式细胞仪倍性鉴定结果显示,对照DNA相对含量为100,四倍体DNA相对含量为200。(4)该研究共鉴定出48株甜叶菊同源四倍体植株,为进行倍性植株的诱导奠定了技术基础,为进一步开展甜叶菊同源四倍体新品种的选育提供了实验材料。     

应用RAPD标记检测导入普通小麦中的Elymus rectisetus遗传物质

以72个含16株系的BC2F5（小麦/Elymus rectisetus//小麦）单株为供体材料,用筛选出的12个10碱基随机引物对其进行多态性扩增。以E.rectisetus和Fukuhokomugi(Triticum aestivum)为亲本,建立RAPD标记。实验表明：12个随机引物中,有10个随机引物能够在16个株系的68个单株中分别扩增出普通小麦所没有的E.rectisetus的DNA片段,可分为6个类型,此外,1040-2-5-1和1048-Y3-3-1可能含5种异源染色体。     

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。     

Elevated cytokinin content in ipt transgenic creeping bentgrass promotes drought tolerance through regulating metabolite accumulation

Increased endogenous plant cytokinin (CK) content through transformation with an adenine isopentyl transferase (ipt) gene has been associated with improved plant drought tolerance. The objective of this study is to determine metabolic changes associated with elevated CK production in ipt transgenic creeping bentgrass (Agrostis stolonifera L.) with improved drought tolerance. Null transformants (NTs) and plants transformed with ipt controlled by a stress- or senescence-activated promoter (SAG12-ipt) were exposed to well-watered conditions or drought stress by withholding irrigation in an environmental growth chamber. Physiological analysis confirmed that the SAG12-ipt line (S41) had improved drought tolerance compared with the NT plants. Specific metabolite changes over the course of drought stress and differential accumulation of metabolites in SAG12-ipt plants compared with NT plants at the same level of leaf relative water content (47% RWC) were identified using gas chromatography-mass spectroscopy. The metabolite profiling analysis detected 45 metabolites differentially accumulated in response to ipt expression or drought stress, which included amino acids, carbohydrates, organic acids, and organic alcohols. The enhanced drought tolerance of SAG12-ipt plants was associated with the maintenance of accumulation of several metabolites, particularly amino acids (proline, γ-aminobutyric acid, alanine, and glycine) carbohydrates (sucrose, fructose, maltose, and ribose), and organic acids that are mainly involved in the citric acid cycle. The accumulation of these metabolites could contribute to improved drought tolerance due to their roles in the stress response pathways such as stress signalling, osmotic adjustment, and respiration for energy production.