抗虫转基因植物的鉴定方法研究进展

农作物受害虫侵害严重,给农业生产带来巨大损失,喷施化学杀虫剂使害虫产生抗药性,且污染环境。近年来,转基因技术研究不断深入,抗虫转化研究工作进展迅速。鉴定转基因植物的方法技术有很多种,在此主要阐述了利用标记基因进行鉴定,分子标记,免役技术三大类方法,并对其原理分别进行了简单介绍。     

安全选择标记和无选择标记转基因技术研究进展

转基因植物中选择标记的存在是影响转基因植物安全的重要因素之一。目前主要从两个方面来解决转基因植物中选择标记的安全问题,一是选用安全的选择标记,二是构建无选择标记或标记删除转化系统。对目前几种重要的安全标记和无选择标记转基因技术的最新研究进展进行了综述,并对这些技术在转基因植物研究中的应用前景进行了展望。     

芸芥抗菌核病相关基因的分子标记

芸芥属于十字花科芝麻菜属植物,在中国分布广泛.长期以来,国内外学者从植物学特征、经济性状和抗逆性等方面对芸芥品种资源进行了研究工作[1~4];李方球研究了芸芥的抗油菜菌核病[5],但从分子水平上的研究还较少.目前,转基因技术和分子标记辅助选择为高效育种展示了广阔的前景.但应用这2项技术的前提是必须首先获得优良基因克隆或优良基因紧密连锁的分子标记.本文利用RAPD技术,通过对芸芥抗病相关基因的遗传分析和分子标记,阐明其抗病相关基因的遗传,并提供可利用的分子标记,以便为芸芥抗菌核病种质鉴定和芸芥抗菌核病的分子标记辅助选择提供准确快速的鉴定方法.     

选择标记基因剔除及其在转基因棉花中的应用

转基因植物中选择标记基因可能对生物安全和环境安全带来的不利影响,有必要进行剔除。评述了剔除选择标记基因的几种方法,并设计了利用双T DNA共转化和位点特异性重组的方法初步建立培育无选择标记转基因棉花的体系。     

获得安全转基因水稻的几种可能途径

随着转基因技术的不断发展,转基因水稻食用安全和环境污染问题日益引起人们的关注.本文从转基因水稻的安全性考虑概述了标记基因和目的基因的选择和应用,共转化法、位点专一性重组法、转座子介导重组法和双右边界T-DNA载体法等从转基因植株中剔除标记基因的原理和具体操作过程,荧光标记基因、磷酸甘露糖异构酶基因、阿拉伯糖脱氢酶基因等作为正向选择生物安全标记基因的应用情况,以及AtSTP3、Rubisco、Wx等特异表达启动子在安全性方面的最新研究.并对实现转基因水稻规模化生产的可能途径进行了讨论.     

棉花耐盐性的SSR鉴定研究

土壤盐碱化现已成为危害农业发展和生态环境的全球性问题,培育和鉴选棉花耐盐品种是合理开发利用盐碱地的有效途径。本研究选用25份耐盐(包括耐和抗)和23份盐敏感棉花种质为实验材料,采用SSR技术,展开了棉花耐盐性鉴定技术的有关研究。从DNA快速提取到PCR扩增和产物检测以及多标记组合鉴定等环节进行分析探讨,初步制定了一套适于棉花耐盐性分子鉴定的方法,即多标记组合鉴定法。并用11份材料对该方法进行了验证,结果表明和0.4%盐量胁迫法的鉴定结果的相符率达90.91%。初步研究结果表明多标记组合鉴定法可用于棉花耐盐分子标记辅助鉴定。     

黄瓜无苦味种质资源的SSR标记鉴定

鉴定无苦味种质,选育无苦味品种是控制黄瓜苦味、改善品质的有效方法。利用黄瓜营养器官苦味基因的标记SSR02309和果实苦味基因的标记SSR10795,对78份种质资源进行苦味基因型分析,表明黄瓜种质间和种质内苦味基因的标记基因型存在遗传变异性。明确了78份种质苦味基因的标记基因型。初步鉴定出7份无苦味种质。在田间逆境胁迫条件下,利用感官品尝方法对标记鉴定的7份无苦味种质的苦味性状进行了感官品尝鉴定,结果与标记鉴定的一致。为无苦味黄瓜品种改良奠定了技术与种质基础。     

生物新技术在甜玉米育种中的应用研究进展

甜玉米是新兴的保健型农作物,生物新技术育种发展很快。转基因抗虫甜玉米品种于1998年在美国和加拿大等商品化生产,商品化率提高10%。利用分子标记方法,将花丝抗虫基因、耐寒基因、抗矮花叶病基因、幼苗长势基因和甜玉米食用品质相关基因等定位到相应染色体上。利用甜玉米作物生物反应器研究和分子标记应用资源特征鉴定研究也取得新进展。     

转基因植物中选择标记基因的控制策略

近年来,转基因植物中的选择标记的安全性问题引起公众关注,如何消除选择标记,培育无选择标记基因的转基因植物已成为基因工程研究的热点。本文系统介绍了通过共转化、转座子、染色体内重组和位点特异性重组消除选择标记及用正向选择标记基因代替负向选择标记基因手段培育无选择标记的转基因植物的发展策略。     

共转化法删除转基因植物筛选标记基因的研究

筛选标记基因因其在植物基因工程中的重要作用而得到了普遍应用,目前使用的筛选标记主要是抗生素抗性基因或抗除草剂基因,然而一旦获得转基因植株,它的存在不但没有必要,而且还引起人们的种种顾虑。因此如何从转基因植物中删除筛选标记基因成为植物基因工程研究的重要内容。目前已有多个系统用来删除选择标记基因,从而获得无筛选标记基因的转基因植株。其中共转化法操作简便因而得到了广泛的应用。本文综述了共转化法研究的最新进展并对其实际应用的可行性进行探讨。     

高衣分转Bt+GNA双价基因抗虫棉新种质的选育与利用

本研究对转觑和GNA双价基因后代植株,经南繁加代、抗虫检测、自交、单株和株系选择、纤维品质测定和产量比较试验,选育出双价转基因抗虫棉种质系BGsm16。该种质系高抗棉铃虫等鳞翅目害虫,对蚜虫有一定的抑制作用,抗虫性稳定且不随世代的增加而减弱,衣分高（48．0％左右）,配合力好,结铃性强,通风透光,皮棉产量比受体材料苏棉16号增产11．1％,品质两者相当。与其配置的杂交棉组合衣分高,丰产性好,品质高于对照南农8号,有着很强的杂种优势。转＆和GNA双价基因抗虫棉种质系BGsm16的成功选育,加强转基因棉花的抗虫能力,拓宽了抗虫谱,并有助于延缓害虫对抗虫棉产生抗（耐）性;同时改变了传统对常规抗虫棉衣分低的认识,丰富了抗虫棉种质资源,对选育高衣分杂交抗虫棉有良好的应用前景。     

转Cry1A基因海岛棉的获得和鉴定

进行农杆菌介导转抗虫基因试验，以期选育抗虫性优良的海岛棉新品系(品种)；本实验在海岛棉体细胞胚再生体系的基础上，将携带Cry1A基因的表达载体pBI121通过农杆菌介导法转化到‘新海33号’的胚性愈伤组织中。经培养基筛选、PCR检测、RT-PCR检测、抗虫性鉴定等筛选抗虫后代。经培养基筛选共获得12棵抗性植株。PCR检测结果显示，这12棵抗性植株均能扩增出了大小相符的片段，检测结果呈阳性；RT-PCR结果显示，12棵转基因植株目的基因已经整合入基因组，且能反转录出mRNA；Bt-Cry1Ab/Ac转基因试纸条检测结果表明这12棵转基因植株含有目的蛋白；抗虫性鉴定结果证实了这些转基因植株对棉铃虫幼虫具有一定的抗性。本研究成功将抗虫基因导入至海岛棉的体内，获得了具有抗虫性的植株，其结果对转基因抗虫海岛棉新品种的培育具有一定的参考价值。     

转基因抗虫棉研究的现状、问题与对策

本文在介绍转基因抗虫棉研究现状的基础上,评述了转基因抗虫棉的使用价值,指出了转基因抗虫棉抗性的持久性,时空性,安全性等问题,从培育转多基因抗虫棉,培育多种类型的抗虫品种轮换种植或混系种植,选用特异启动子或理经因素调控外源基因高效表达,筛选广谱性抗虫基因培育广谱性抗虫棉花和采用农业技术措施改善棉田生态环境延长转基因抗虫棉的使用寿命等方面,提出了提高转基因抗虫棉抗虫性和持久性的几种策略,从而为转基因抗     

利用叶蝉评价转基因玉米对非靶标生物的风险

转基因抗虫作物应用是替代杀虫剂的重要途径。但转基因作物可能存负面效应,特别是对非靶标生物的影响及害虫产生抗性。采用直接和陷阱调查结合方法,连续多年对转Cry1Ac 抗虫基因玉米实验田叶蝉和主要节肢动物数量动态跟踪调查,结果发现叶蝉是玉米田优势非靶标生物种群之一,中期发生比例占刺吸式害虫的28.9%~43.1%,且种群动态与主要非靶标节肢动物群落动态基本一致。又鉴于叶蝉直接刺吸接触到Bt 杀虫蛋白,可直接反映转基因作物对非靶标生物的安全性,因此可利用叶蝉作为转基因抗虫玉米安全性评价指示生物来评价转基因玉米对非靶标生物群落风险,田间测试结果证明此方法是可行的。     

转Cry2A基因抗虫甘蔗植株的培育

Bt基因具有广谱杀虫性,培育转基因抗虫品种为甘蔗病虫害防治提供了新思路。为了检验Cry2A基因对甘蔗螟虫的防治效果,本研究构建了由玉米Ubi启动子驱动的Cry2A基因高效植物表达载体Cry2A-3300,利用农杆菌介导技术,对甘蔗胚性愈伤组织材料进行遗传转化,经过筛选培养及再生培养共得到46株抗性植株。对抗性植株进行PCR扩增检测,15株呈阳性;进一步利用RT-PCR,表明外源基因Cry2A在转录水平上得到有效表达。室内抗虫鉴定的结果表明Cry2A基因可有效抑制害虫的生长,这将有利于后期进行田间防治。     

The Study on the Transformation and Selection of Insect-resistant Cotton Harboring Double-gene

采用花粉管通道法，将人工合成的ＧＦＭＣｒｙＩＡ和修饰的ＣｐＴＩ杀虫基因导入棉花优良品种（系）中棉所２３、中棉所２７、中９４０９和中９０系。经田间选择和室内生物鉴定，已获得了转基因抗虫植株。依据生物鉴定结果，对所获得的抗虫材料进行了ＰＣＲ分析，结果证明Ｂｔ和ＣｐＴＩ基因均整合于相应的抗虫材料染色体基因组中，通过自交选育，双价抗虫基因能够传递至ＺＧＫ９７０８抗虫材料Ｒ３代。抗虫鉴定表明，双价抗虫基因能够遗传，后代抗虫性稳定；在获得的Ｒ１代植株中，不同转化体对棉铃虫的抗性存在着差异。     

抗虫基因导入对棉花形态、产量性状及生理特性的影响

 从棉花形态性状、产量性状和生理特性三个方面较系统地研究了抗虫基因导入对棉花生长发育的影响。结果表明,转基因抗虫棉的单株结铃数、成铃率高于其受体品种;单株果枝数、单株果节数、铃重、衣分低于受体品种。还在棉花不同发育时期对其生理、生化特性进行了测定。 结果表明,在7月8日以前,转基因抗虫棉的光合强度和叶绿素含量低于其受体品种,从7月8日以后,转基因抗虫棉的光合强度和叶绿素含量高于其受体品种。研究还表明,转基因抗虫棉抗环境胁迫能力差,容易早衰。全生育期内,转基因抗虫棉MDA 含量均高于其相应的受体品种,SOD、POD 和CAT酶活性均比其受体品种低。     

根癌农杆菌介导gna基因对水稻的转化

褐飞虱在中国分布很广,近年来已成为南方稻区的主要害虫。大量研究表明,进行抗虫基因分子育种是迅速改良水稻褐飞虱抗性的有效途径。采用农杆菌介导法将来源于大肠杆菌的6-磷酸甘露糖异构酶（PMI）安全选择标记基因和雪花莲凝集素（GNA）抗虫基因构建于同一表达载体上进行遗传转化,获得带有安全标记基因的抗褐飞虱转基因植株。通过PCR扩增、Southern印迹和GUS检测分析表明,PMI标记基因和抗虫GNA基因同时被转入部分植株中并得到了表达,其外缘基因主要以单拷贝的方式插入水稻基因组中。对随机选取的8个转基因单株T0代种子经含潮霉素的培养基培养15d后抗感苗数统计分析表明,绝大多数转基因植株后代符合单基因的遗传分离规律。