水稻单拷贝Xa21近等转基因系的培育与抗性分析

植物转基因的表达在一定程度上受其所在宿主基因组整合位置的影响 ,通常称为转基因位置效应。利用农杆菌介导法将抗白叶枯病基因Xa21转入水稻品种明恢 63,获得带有不同转基因拷贝数的转化体。对转化体连续自交 ,并对转基因整合位点进行鉴定和筛选 ,获得了明恢63遗传背景下整合在不同染色体位点的单拷贝Xa21转基因纯合系。这些转基因系除一个单拷贝转基因整合位点外 ,在基因组水平上是等同的 ,构成了近等转基因系。经分子杂交和遗传定位验证 ,共获得明恢63遗传背景下的6个近等转基因系。对这些近等转基因系进行抗白叶枯病分析,显示出几乎相同的高抗水平。这表明整合位点对Xa21的抗性没有影响 ,不存在转基因位置效应.     

培育具有安全选择标记或无选择标记的转基因植物

转基因植物中选择标记的安全性已成为植物基因工程研究的热点之一。从两个方面可以解决转基因植物中的选择标记问题。一是选用安全的正向选择标记,主要是与糖代谢和激素代谢相关的基因。二是构建能去除选择标记基因的转化系统,主要有共转化系统、双T-DNA边界载体系统、位点特异性重组系统和转座子系统等。这些植物基因工程的方法将有助于培育安全的转基因植物。 Abstract:The bio-safety of selective markers in transgenic plants has been a hot spot in the field of plant genetic engineering.To solve the problem of selective markers in the transgenic plants,two means of producing transgenic plants have been developed.One is the utilization of bio-safe positive selective markers which are genes mainly related to metabolism of auxins and carbohydrates.The other is the establishment of transformation systems allowing marker genes to be eliminated from the transgenic plants,which include co-ransformation,double T-DNA border vectors,site-specific recombination and transposition.All these approaches of plant genetic engineering will benefit breeding transgenic plants with bio-safety.     

水稻白叶枯病抗性基因Xa23鉴别菌株突变体库的构建及无毒基因突变体的筛选

利用invivo转座技术构建了白叶枯病抗性基因Xa23鉴别菌株的突变体库,特异性引物PCR扩增和转座子插入位点旁侧序列分析结果表明转座子插入到白叶枯病菌的基因组中。经人工接种鉴定,筛选到4个毒力发生变化的突变体。为进一步克隆Xa23无毒基因提供了条件。     

亚麻抗锈病基因M4的特异分子标记

用520个10碱基随机引物对含有亚麻抗锈病基因M4的近等基因系材料NM4及其轮回亲本Bison进行RAPD分析,其中OPA18引物在NM4材料中稳定地扩增出特异的DNA片段。用Bison与NM4杂交产生的F2分离群体进行的遗传连锁性分析表明,RAPD标记OPA18432与M4基因紧密连锁,二者之间的遗传距离为2.1cM。将OPA18432片段回收,克隆和测序,成功地将其转化为SCAR标记。对不同抗源材料的扩增分析表明,该标记是M4基因的特异标记。目前这一标记已成功地应用于亚麻抗锈病基因M4的分子标记辅助选择育种。     

Genetic mapping of a new semi-dwarf gene, sd-t(t), in indica rice and estimating of the physical distance of the mapping region

Application and functional study of dwarf and semi-dwarf genes are of great importance to both crop breeding and molecular biology. A new semi-dwarf gene, sd-t(t), non-allelic to sd-1, had been identified in an indica rice variety, Aitaiyin 2. In this study the gene was genetically mapped by using an F2 population, which consisted of 474 individuals developed from a cross between Aitaiyin 2 and B30. The sd-t(t) gene was located between the RFLP markers R514 and R1408B with a distance of 1.1 cM to R514, and 4.5 cM to R1408B on chromosome 4. A physical contig covering the sd-t(t) mapping region was further constructed by screening a BAG library with R514 and R1408B as probes, and the physical distance between R514 and R1408B was estimated at approximately 147 kb. This result will facilitate map-based cloning of the sd-t(t) gene.     

经基因工程改良的抗白叶枯病水稻粳型恢复系“C418—Xa21”及其杂交稻

通过农杆菌介导的转化系统,将业已克隆的水稻抗白叶枯病基因Xa21导入重要的粳型杂交稻恢复系“C418”。PCR和抗性分析表明单拷贝整合的Xa21在T1代的分离比为3：1。在T2代通过PCR和抗性分析选择了Xa21纯合的转基因株系“C418－Xa21”。将选择的转基因纯合系“C418－Xa21”与常用的雄性不育系“屉锦A”杂交,产生了带有转基因Xa21的杂交稻“屉优418－Xa21”（简称转基因杂交稻）。分子分析表明转基因Xa21在杂交稻“屉优418－Xa21”中能稳定遗传,抗性分析表明转基因恢复系“C418－Xa21”和转基因杂交稻“屉优418－Xa21”对白叶枯病具有高度的广谱抗性,并保持了受体对照的优良农艺性状。另外我们还转基因杂交稻“屉优418－Xa21”对白叶枯病的抗性水平高于转基因恢复系“C418－Xa21”,这可能是遗传背景的差异所致,抗白叶枯病转基因粳型恢复系数 杂交稻的育成将有益于杂交稻在我国北方稻区的推广。     

用PCR技术诊断水稻的白叶枯病抗性

植物育种中应用分子标记辅助选择要求分子标记与目的基因紧密连锁,而且分析手段经济简便、重复性好。Ｘａ２１是最近发现的一个具有广谱抗性的水稻白叶枯病抗性基因,利用一个含Ｘａ２１基因的品系ＩＲＢＢ２１分别与２个感病品种杂交获得２个Ｆ_２群体。用４对引物分别对３个亲本进行ＰＣＲ分析,其中一对引物（ＰＢ７８）的ＰＣＲ产物在抗、感病品种间可揭示多态性。对２个Ｆ_２群体进一步的遗传分析表明,ＰＣＲ标记和Ｘａ２１的白叶枯病抗性紧密连锁,其重组率仅为２．４８％。根据该标记选择基因型纯合的抗性植株,其准确率可达１００％。本文还就植物育种中分子标记的检测途径进行了评价。     

利用RFLP标记定位水稻重要农艺性状的主效基因与微效基因

以一对籼粳交(圭630/02 428)经花药培养产生的双单倍体(DH)群体构建了含233个RFLP标记、覆盖基因组约2070cM的水稻分子图谱.利用QTL区间作图对水稻重要农艺性状如抽穗期、株高、有效穗、着粒数、实粒数、结实率和千粒重等7个性状的基因座位进行了定位分析,检测到8个主效基因和29个微效基因.双亲间性状差异较大有利于主效基因的鉴别.     

龙葵阿特拉津抗性生物型的鉴定和阿特拉津抗性基因的克隆

通过直接施用除草剂、荧光诱导和正反杂交试验等鉴定出4种抗阿特拉津的龙葵生物型。从抗性最强的B_(13)株制备叶绿体DNA,构建限制性内切酶Bam HI片段的基因文库,并从中筛选出1个5kb Bam HI片段的克隆pSB 135,通过与探针的分子杂交,证明在pSB 135克隆的Bam HI片段中含有编码叶绿体32k蛋白质的阿特拉津抗性基因。     

植物类病变坏死突变体及其基因的研究进展

在植物中类病变坏死突变现象广泛存在,突变体植株在无病害侵染也未受逆境或损伤的条件下自发形成与病原物侵染后坏死类似的症状,它们与植物抗病及细胞程序化死亡相关,并可能增强系统抗病性。综述了几种植物的典型类病变坏死突变体及其基因的研究情况,探讨了其发生的机制并对今后的应用前景进行了展望。