甜高梁离体再生体系的建立和组织结构变化的观察

以甜高粱成熟种子为外植体,调节不同生长调节物质配比建立甜高梁离体再生体系。结果表明在MS＋2．5mg．L^-12,4．D＋0．3mg·L^-1KT培养基上愈伤组织的诱导率可达77．26％;比较不同浓度6-BA或TDZ与NAA配合诱导愈伤组织分化和苗形成的情况,TDZ的作用优于6-BA。观察培养组织的结构变化发现,甜高粱离体再生过程中除了体细胞胚发生途径之外,还伴随有器官发生途径。     

苦荞胚性愈伤组织诱导与植株再生研究

以苦荞子叶和下胚轴为外植体,进行了不同浓度激素组合的MS和SH固体培养基对胚性愈伤组织诱导及植株再生的研究。结果发现,MS培养基比SH培养基更有利于胚性愈伤组织诱导;2,4-D是诱导愈伤组织的有效激素,KT能有效促进胚状体的形成;下胚轴和子叶都能有效诱导出胚性愈伤组织和再生植株。下胚轴在MS 1.5mg·L-12,4-D 1.5mg·L-1BA培养基,子叶在MS 2mg·L-12,4-D 0.5~1.5mg·L-1BA上能高效诱导出愈伤组织;愈伤组织在MS 2mg·L-12,4-D 0.1mg·L-1KT培养基中继代,能有效诱导胚性愈伤组织;来自下胚轴的胚性愈伤组织在1/2MS 2.0mg·L-1BA 0.5mg·L-1KT 0.1mg·L-1NAA培养基上能够高频再生出芽,来自子叶的胚性愈伤组织在1/2MS 1.0mg·L-1BA 0.1mg·L-1KT 0.1mg·L-1NAA培养基上芽诱导率较高;MS 1mg·L-1NAA是适宜的再生苗生根培养基。     

质粒DNA物理形态和其它因素对获得可育转基因小麦的影响

本工作分析了不同形态质粒DNA和未成熟胚高渗透压处理对基因枪小麦转化体系的适用性.高渗处理对瞬间表达和转基因小麦的再生均有明显的促进作用.轰击之前对质粒DNA进行变性处理导致瞬间表达反应大幅度下降,但稳定转化频率(指从100个轰击未成熟胚得到的再生可育转基因植株数)与双链DNA相差不大.使用单链质粒DNA、线性双链质粒DNA和环状双链质粒DNA均可以得到转基因小麦植株.迄今已得到26个不同的转基因冬小麦株系和4个不同的转基因春小麦株系.这些转基因小麦大多数已产生种子,几个春小麦株系已获第二代种子.     

基因枪介导小麦遗传转化的几个重要影响因素的研究

用基因枪将携带gus-bar双标记基因的质粒pDB1及携带RC24几丁质酶基因的质粒pARN6、pBAB3、pYAO24(pYAO24还带有nptⅠ选择标记基因)以pARN6 pDB1、pBAB3 pDB1及pYAO24三种组合方式转入8个小麦品种的未成熟胚盾片组织,经选择培养获得转基因植株。对基因枪介导小麦遗传转化的主要影响因素,如基因型、材料、金粒制备和轰击参数进行分析,发现西农88是理想的转基因受体基因型,开花两周后的小麦幼胚为理想的轰击材料,制备子弹时合适的金粒含量为30～50pg／次,充分混匀金粒悬浮液可以减少幼胚损伤和提高转化频率。GUS染色发现以蔗糖为渗透剂所产生的蓝色斑点比以甘露醇为渗透剂所产生的蓝色斑点大。针对载体上的nptⅠ筛选标记基因,150mg／L的硫酸卡那霉素为较理想的选择剂浓度;针对载体上的bar筛选标记基因,PPT的浓度为2mg／L易出现假阳性植株,因此应将浓度增加到3～5mg／L。     

利用转基因烟草确定AtELHYPRP2蛋白对赤霉菌的抗性及其亚细胞定位特征

采用遗传转化技术获得了整合有拟南芥AtELHYPRP2(EARLI1-LIKE HYBRID PROLINE-RICH PROTEIN 2,AT4G12500)基因的转基因烟草株系,研究了该基因编码蛋白对真菌病原体赤霉菌的抗性及其亚细胞定位特征。以拟南芥Col-0生态型基因组DNA为模板,通过聚合酶链反应扩增AtELHYPRP2基因编码序列,经限制性酶切后连接至pCAMBIA1302载体,构建产生pCAMBIA1302-AtELHYPRP2-GFP融合表达载体。进一步采用农杆菌LBA4404转化烟草叶片外植体,筛选得到转基因烟草植株。RT-PCR、Western blotting印迹分析结果显示,AtELHYPRP2基因在转化体中可以有效表达。激光共聚焦显微观察发现AtELHYPRP2-GFP融合蛋白产生的绿色荧光与碘化丙啶染色后产生的红色荧光能够重合,说明AtELHYPRP2蛋白定位于细胞表面。真菌侵染实验结果显示,组成性表达AtELHYPRP2基因能够增强烟草对赤霉菌的抗性,被侵染部位有明显的H2O2积累。转基因烟草植株中PR1基因的本底表达水平比野生型高,PR1和PR5基因的系统表达水平比野生型高,说明AtELHYPRP2基因可能在SAR反应中具有一定的作用。     

几种匍匐翦股颖成熟胚愈伤组织诱导及植株再生

利用成熟种子作为外植体,分析了2,4-D对匍匐翦股颖胚性愈伤组织诱导与植株再生体系的影响,并对体细胞胚的发生过程进行了观察.实验结果表明,在2.0 mg/L 2,4-D 0.1 mg/L 6-BA时胚性愈伤组织的诱导频率最高.随着2,4-D浓度的增加,愈伤组织的诱导和分化能力明显下降.在再生过程中采用1.0 mg/L的6-BA达到了比较好的效果,愈伤组织的再生频率大部分在90%以上.同时发现适当提高肌醇浓度可以使苗长得较为粗壮.在实验中发现匍匐翦股颖的体细胞胚发生过程为球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚.     

AtNHX1基因对荞麦的遗传转化及抗盐再生植株的获得

通过农杆菌介导法将拟南芥液泡膜Na⁺/H⁺反向转运蛋白基因AtNHX1转入荞麦中,在2.0mg/L 6-BA、0.1mg/L IAA、1mg/L KT、50mg/L卡那霉素和500mg/L头孢霉素的MS培养基上进行选择培养,从来源于864块外植体的36块抗性愈伤组织中共获得426棵再生植株（转化频率为4.17%）。经PCR、Southern印迹分析、RT-PCR和Northern检测,初步证实AtNHX1基因已整合至荞麦基因组中。用200mmol/L的盐水对转基因植株和对照植株进行胁迫处理6周,转基因植株能够生存,而对照植株死亡。用不同浓度的NaCl溶液处理转基因植株和对照植株,发现Na⁺及脯氨酸含量在转基因植株中的积累水平显著高于对照植株,而K⁺的含量在转基因植株中的积累水平低于对照植株。次生代谢产物黄酮类化合物芦丁在转基因植株根、茎和叶片中的含量也比对照植株明显要高。这些结果表明利用基因工程手段提高作物的耐盐性是可行的。     

多年生黑麦草成熟胚再生体系的建立及基因枪转化

目的:建立以多年生黑麦草成熟胚为起始材料的再生体系,用于基因枪转化。方法:多年生黑麦草成熟种子在附加 5mg L 2,4 D的MS培养基上诱导愈伤组织,转至新继代培养基上产生胚性愈伤组织。分化培养基为无激素MS培养基。再生植株在培养基成分减半的无激素MS培养基生根,之后移栽至土壤。基于这一再生体系,用含有水稻几丁质酶基因RC2 4的质粒pARN6和含有草丁膦乙酰转移酶基因Bar的质粒pDB1,通过基因枪轰击胚性愈伤组织。用附加PPT的继代培养基进行转化植株的抗性筛选。结果:共获得 2 4 3株再生植株。通过PCR进行检测,获得1 8株整合有RC2 4基因的植株,1 5株整合有Bar基因的植株,同时转入 2个基因的植株 2株。     

豆科植物的体细胞杂交

包括许多重要粮食和饲料作物在内的豆科植物的体细胞杂交研究已有20多年历史。早在70年代，Kao等[15]即利用豌豆、大豆原生质体与其它植物原生质体进行融合，观察到可以分裂的大豆（＋）豌豆、玉米（＋）大豆、小麦（＋）大豆异核体，大麦和大豆融合细胞最后形成细胞团，同时指出核融合发生在融合后的第一次分裂过程中。1974年，Kartha等[16]将大豆（Glycinemax）悬浮培养细胞原生质体与油菜原生质体融合，也得到细胞团。1976年，Constabel等[10]得到了大豆悬浮培养细胞与豌豆、Viciahajastana（一种野豌豆）、烟草、番红花叶肉细胞原生质…     

红豆草与苜蓿原生质体融合再生属间体细胞杂种植株

通过PEG诱导红豆草抗羟脯氨酸细胞系原生质体与苜蓿根癌农杆菌702转化系原生质体融合,首次选择得到非对称属间体细胞杂种愈伤组织,并分化出17株小植株.PEG可诱导原生质体紧密粘连,使相连膜环化形成泡囊状结构,导致原生质体相互融合.融合诱导溶液中附加 5％～ 10％甘油可以明显提高异源融合频率.采用后滴原生质体法具有较好的结果.杂种再生芽的染色体数目处于30～60条之间,并包含红豆草的小染色体和苜蓿的2条具有2个明显缢痕的染色体.同工酶分析和胭脂碱合成酶活性检测,均证实其杂种特征.