匍匐型地被菊再生及遗传转化体系的建立

为构建有效的地被菊再生和遗传转化体系,本研究以匍匐型地被菊雨花落英叶片为外植体,研究不同苗龄和激素配比对叶盘再生的影响;通过农杆菌介导法将外源基因导入野生型植株中,研究预培养、延迟培养、抗生素浓度等遗传转化条件对转化效率的影响。结果表明,雨花落英叶盘转基因最适再生条件为,以苗龄为30 d的组培苗幼嫩叶片为外植体,设置再生培养基配方为MS+6-BA 1.5 mg·L^-1+NAA 0.8 mg·L^-1,此时再生率高达91.11%,平均芽数为5.90;最优遗传转化组合为预培养2 d,侵染5 min,共培养2 d,延迟培养5 d,之后进行选择培养。羧苄青霉素在延迟培养阶段最适抑菌浓度为400 mg·L^-1;潮霉素叶盘筛选的最适选择压为8~10 mg·L^-1,生根筛选最适浓度为11 mg·L^-1;培养后期加入6-KT可以有效提高抗性芽的再生率;调节6-BA浓度为1.0 mg·L^-1,蔗糖浓度为40 g·L^-1,可以将得到的玻璃化苗转化为正常苗。分子鉴定结果表明,15株抗性苗中有10株阳性苗,阳性苗概率为67%;与野生型植株相比,9个株系的CmERF12基因均受到了明显的抑制表达。本研究建立了地被菊雨花落英再生和遗传转化体系,为进一步进行基因功能研究和遗传改良奠定了一定的理论基础。     

新铁炮百合鳞茎低温解除休眠过程中的形态和生理变化

以自繁的新铁炮百合鳞茎为材料,研究在4°C、8°C和12°C低温处理下鳞茎解除休眠过程中的形态和生理变化,结果表明,百合鳞茎在冷藏过程中其顶芽和新根均不断伸长,其伸长速度排序为12°C处理>8°C处理>4°C处理,在8°C和12°C下冷藏37 d其顶芽生长点距离鳞茎顶端约1 cm。在45 d的冷藏期内,各冷藏处理的鳞茎的淀粉含量明显下降;可溶性蛋白质含量呈下降趋势,但冷藏30~37 d有明显升高过程;总可溶性糖含量和还原糖含量都呈先上升后下降的趋势,冷藏37 d时两者均达到峰值,然后出现下降,糖分含量变化的转折点与鳞茎解除休眠有关。在本试验中,以冷藏37 d为新铁炮百合鳞茎解除休眠的合适时间。     

大白菜高效遗传转化体系的建立

研究了影响根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens)LBA4404菌系介导的大白菜（Brassica campestris L.ssp.pekinensis)遗传转化转化的若干因素,建立了大白菜快速有效的遗传转化体系,获得了转基因抗性苗。结果表明,大白菜的不同基因型,苗龄,外植体类型,以及预培养与否,工程菌液浓度,侵染时间,共培养基的pH值和Co^2 ,卡那霉素,头孢霉素浓度等对转化频率都有一定的影响。最高转化频率可达5．74％。而不同共培养方式和附加乙酰丁时酮对转化效果影响不明显。抗性植株经PCR和Souhern blot检测表明,目的基因已整合进大白菜基因组中。     

铁炮百合的胚性愈伤组织诱导和植株再生

以铁炮百合(又称麝香百合)杂种系品种‘White heaven’的组培苗叶片为外植体,研究了不同种类和浓度的激素对愈伤组织诱导和植株再生的影响,并通过叶片位置、接种方式以及光暗等不同处理进一步优化胚性愈伤组织的诱导。结果表明:以组培苗基部叶片为外植体,采用叶片近轴面向上的接种方式,在MS+1.0mg.L-12,4-D+0.1mg.L-16-BA的培养基上暗培养可诱导出胚性愈伤组织,诱导率可达65.74%;经石蜡切片鉴定可观测到球形胚和心形胚。最佳分化和生根培养基分别为MS+0.1mg.L-1NAA和1/2MS+0.5mg.L-1IBA,分化率达81.48%,生根率达91.67%。结果还显示2,4-D在百合胚性愈伤组织的诱导中起到了关键作用。     

爬行卫矛再生体系建立及根癌农杆菌介导的遗传转化

以爬行卫矛(Euonymus fortunci var.radicans)无菌苗下胚轴为外植体,在附加不同浓度植物生长调节剂的MS基础培养基上诱导培养,通过器官直接发生途径获得再生植株.结果表明,0.5 mg/LBAP和0.01 mg/L NAA组合的诱导效果最佳,其不定芽再生率高达92%,外植体平均不定芽数目为4.2个.将含有雪花莲凝集素基因(Galanthus nivalis agglutinin,GNA)的植物表达载体pBCGm导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404,通过农杆菌介导法遗传转化爬行卫矛的下胚轴,经PCR和PCR-Southern检测,GNA基因已整合到转化植株的基因组中.遗传转化过程中,外植体不经预培养,菌液浓度OD=0.6,共培养3 d,有利于获得最高遗传转化效率.     

农杆菌介导的洋桔梗遗传转化体系的建立

以洋桔梗叶片为外植体,建立了植株再生体系,并在此基础上,用根癌农杆菌介导法,研究了影响洋桔梗转化的若干因素。结果表明,诱导最佳培养基为MS+6-BA 1.0mg/L+NAA 0.15mg/L,不定芽诱导率达74.5%;不定芽生根培养基为1/2MS+IBA 0.5 mg/L,生根率达90%。不定芽分化阶段和生根阶段的Km筛选浓度分别为45mg/L和15mg/L;根癌农杆菌菌液浓度OD600值为0.6,侵染时间10min,共培养时间3d,有利于抗性芽的产生。Km筛选得到的抗性植株经过PCR和Southern检测表明,八氢番茄红素合成酶基因(PSY)已经整合到洋桔梗基因组中。     

速生型刺槐遗传转化体系的建立

为获得稳定的转基因刺槐植株,以速生型刺槐叶轴为转化受体,对转化过程中的一些影响因素进行了探究,建立了较为完善的遗传转化体系。结果表明:继代20~35d之间刺槐叶轴最适宜转化;卡那霉素的筛选浓度为30mg/L;头孢霉素的抑菌浓度为200mg/L;合适的侵染时间是20min;30mg/L的乙酰丁香酮有利于抗性芽的发生;共培养2d对转化适宜;抑菌7d后再加选择压有利于抗性芽的产生。最后得到的抗性植株经PCR检测,初步证明外源目的基因OsDREB1已整合到刺槐基因组中。     

黑果枸杞高效植株再生与遗传转化体系的建立

为建立高效的黑果枸杞组织培养与遗传转化体系,本研究以黑果枸杞叶片、茎节、茎段为外植体,在含有不同浓度组合的NAA和BAP培养基上进行愈伤组织和不定芽诱导比较;选择黑果枸杞叶片为材料,采用农杆菌介导法,将带有绿色荧光蛋白基因(sGFP)的双元表达载体导入黑果枸杞,探讨侵染时间和抗生素浓度对遗传转化效果的影响。结果表明,黑果枸杞的最适植株再生体系为:以叶片为外植体,MS基本培养基中添加0.5 mg·L^-1NAA和0.3 mg·L^-1BAP,愈伤组织诱导率为88.56%,不定芽诱导率为54.54%,将不定芽置于1/2MS培养基中进行生根诱导,生根率为95%;稳定高效的遗传转化体系为:农杆菌侵染液OD₆₀₀为0.25,共培养3 d,卡那霉素(kanamycin)和羧苄西林(carbenicillin)浓度分别为25和250 mg·L^-1。愈伤组织和不定芽诱导时经卡那霉素和荧光标记双重选拔,愈伤组织阳性率为85.47%,出芽生根后经PCR鉴定,阳性转化率为29%;利用实时荧光定量PCR检测转基因植株,导入的外源sGFP基因均有较高的表达水平。本研究为利用基因工程技术对黑果枸杞进行品种改良提供了技术支撑。     

聚乙二醇介导的赭曲霉遗传转化体系的构建

赭曲霉(Aspergillus ochraceus)不仅能够引起谷物霉腐,而且能够代谢产生具有强肾毒性、致癌、致畸、致突变的赭曲霉毒素A (ochratoxinA,OTA),严重危害人类健康.然而,赭曲霉也能够发酵应用于甾体转化和生产木葡聚糖酶等有益方面.为深入解析赭曲霉中OTA的生物合成与调控机制以及探索其有益的基因资源,本研究基于同源重组的原理,利用聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)介导的原生质体转化方法成功构建了赭曲霉的遗传转化体系.基于赭曲霉对潮霉素的敏感性,本研究选择以潮霉素抗性基因作为赭曲霉遗传转化体系的筛选标记基因,筛选浓度为70 μg/mL以上,为保障筛选的稳定性和减少假阳性,选择浓度100 μg/mL的潮霉素进行筛选.赭曲霉原生质体的质量和浓度是转化成功的必备条件,本研究优化2％蜗牛酶和2％纤维素酶为原生质体制备的适宜细胞壁酶解条件.本研究采用融合PCR和巢式PCR技术获得目的基因上下游和潮霉素抗性基因相融合的拟转化DNA片段,利用PEG介导的原生质体转化方法将拟转化DNA片段转化入赭曲霉原生质体,经潮霉素抗性筛选、PCR测序验证鉴定是否为阳性转化子.赭曲霉遗传转化体系的成功构建为今后赭曲霉在OTA生物合成及其分子调控机制和工业生产应用研究的开展提供了有利的技术保障.     

抗生素对高粱茎尖再生的影响及再生体系的建立

研究羧苄青霉素、头孢霉素、潮霉素和卡那霉素4种抗生素对高粱茎尖再生的影响及再生体系的建立结果表明,MS培养基中添加甘氨酸、乙二胺四乙酸的铁络合物(Fe EDTA)和抗坏血酸等有机物有利于高粱茎尖的分化与生长。农杆菌介导的高粱茎尖遗传转化过程中羧苄青霉素为最理想抗生素,最佳浓度为2 5 0mg/ L。并初步确立了高粱茎尖农杆菌介导的遗传转化过程中抑菌和转化体的筛选策略     

百合农杆菌介导的遗传转化受体系统的建立

以麝香百合"素雅"(white-Elegance)作为供试材料建立了百合农杆菌介导的受体系统。鳞茎片的诱导分化以MS培养基中添加0.5mg/L6-BA 0.2mg/LNAA为最好;再生苗鳞茎片的不定芽分化以MS培养基中添加1.0mg/L6-BA 0.2mg/LNAA为最好;再生苗小叶柄的诱导以MS培养基中添加1mg/LNAA为佳。确定了再生苗不同部位适宜的抗生素筛选浓度,卡那霉素的筛选浓度小鳞茎块确定为125mg/L,而小叶柄确定为75mg/L;头孢霉素抑菌浓度确定为250mg/L。     

根癌农杆菌介导苜蓿遗传转化体系的建立

以建立的苜蓿高频再生体系为基础，利用GUS染色组织分析法，研究了影响根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens Conn)LBA4404菌株介导的苜蓿（Medicago sativa L)遗传转化的若干因素，建立了苜蓿快速有效的遗传转化体系，获得了转BADH基因植株。苜蓿的不同基因型、附加乙酰丁香酮的浓度、预培养与否、菌液浓度、共培养时间和卡那霉素浓度等对转化频率都有一定影响。最高转化频率可达43.3％，抗性植株经PCR和PCR-Southern blot检测表明，目的基因已整合进苜蓿基因组中。     

正交设计在杨树最佳遗传转化体系的建立

本试验以建立的南林95杨高频再生体系为基础,利用正交试验设计,通过GUS组织染色分析法研究了预培养时间、菌液浓度、AS浓度、侵染时间和共培养时间5个因素在4个水平上对南林95杨遗传转化的影响,并探讨了南林95杨转化中添加卡那霉素(Kanamycin)的适宜浓度。结果表明:外植体预培养7d,在含乙酰丁香酮AS200μmol/L、菌液浓度OD值为0.6的农杆菌液中侵染20min,共培养3d为最佳遗传转化体系,适宜的卡那霉素筛选浓度为50mg/L;经GUS染色检测和PCR分析表明,GUS基因已初步整合进南林95杨基因组中。     

狗蔷薇类原球茎遗传转化体系的建立

在本实验室建立的狗蔷薇（Rosacanina）类原球茎（PLB）再生途径基础上,以类原球茎为转化受体,采用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens,GV3101菌株）介导法,通过评价类原球茎GUS基因瞬时表达率,采用正交试验设计优化狗蔷薇遗传转化条件,建立遗传转化体系。最佳转化条件为：用OD600值为0．6的农杆菌菌液侵染狗蔷薇类原球茎30min,然后在含有100μmol／L乙酰丁香酮的MS培养基上共培养2d,利用此优化的转化系统,经组织化学染色及PCR检测获得了转GUS基因阳性植株。     

根癌家杆菌介导的玉米遗传转化体系的建立

用根癌农杆菌菌株LBA4404（pTOK233)转化多种基因型的玉米幼胚。幼胚与农杆菌共培养3d后，检测到了GUS基因的瞬时表达。利用GUS基因的瞬时表达对农杆菌转化玉米的条件进行了优化，共培养后的幼不经含潮霉素的培养基筛选培养两个月后，获得了多种基因型的抗性愈伤组织。其中综3自交系的抗性愈伤组织分化出植株，P9－10、综3自交系R0结实得到后代。Southern杂交分析证实了霉素基因在玉米自交系P9－10基因组中的整合，建立了农杆菌介导的玉米遗传转化体系。     

农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系的建立

为建立高效的海岛棉遗传转化体系,本实验以新疆海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种新海13号、新海14号、新海16号茎尖为转化受体,采用农杆菌介导法,研究不同苗龄茎尖、菌液浓度、侵染时间及共培养时间对基因转化的影响,建立了农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系。最佳转化体系为:将生长4 d的无菌苗茎尖浸入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌液浓度OD600为0.5的菌液中,浸染10 min,共培养48~72 h后,移至卡那霉素浓度为150 mg/L的选择培养基进行筛选,25 d后转移到生根培养基培养,获得抗性苗,经嫁接或者直接移栽,获得29株抗性植株;经过PCR和RT-PCR检测,初步证明抗除草剂5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase,EPSPS)已导入海岛棉基因组中。该转化体系的建立为海岛棉的转基因育种提供了技术支持。     

根癌农杆菌介导的向日葵遗传转化体系的建立

采用携带gus和hpt基因双元表达载体pCAMBIA1301的根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）EHA105对向日葵（Helianthus annuus）品种新葵杂6号的茎尖分生组织进行遗传转化,以共培养后7 d外植体的gus基因纯合表达频率为指标测定转化率.结果表明,潮霉素适宜的筛选浓度为10mg/L,根癌农杆菌侵染浓度OD600=0.8,果胶酶（0.05%）与纤维素酶（0.1%）共同消化外植体30 min,共培养温度24℃,共培养培养基中添加乙酰丁香酮（ACS）100μmol/L,向日葵茎尖gus基因纯合表达率高达32.8%.对抗性苗进行PCR和Southern blot检测,初步证明T-DNA上的hpt基因已整合向日葵的基因组中.     

农杆菌介导高羊茅遗传转化体系的建立

为建立农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导高羊茅(Festuca arundinaceaSchreb.)遗传转化体系,以草坪型高羊茅品种凌志的胚性愈伤组织为受体材料,通过gus基因瞬时表达检测,研究了多种因素对农杆菌介导转化的影响。结果表明,农杆菌介导高羊茅胚性愈伤组织转化的适宜条件为:愈伤组织在含BAP和NAA各0.5mg/L的培养基上预培养3d;菌液浓度OD600值0.7,感染时间15min;农杆菌预培养基和悬浮培养基以及共培养基中添加100μmol/L的乙酰丁香酮;共培养温度23℃,共培养时间3d,共培养基pH值5.2。不同浓度潮霉素筛选效果试验表明,采用低浓度(50mg/L)潮霉素连续筛选,再生获得的转基因植株数最多,因此是最为可取的筛选方式。     

安祖花Arizona品种遗传转化体系的优化及矮牵牛查尔酮合成酶基因(PhCHS)的导入

安祖花(Anthurium andraeanum)是近年来非常流行的年宵花卉之一。为了优化安祖花的遗传转化体系,本研究以安祖花Arizona品种组培苗的叶片为外植体,将构建好的重组质粒p SN1301-HYG-Ph CHS在根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)GV3101介导下转化安祖花。优化后的体系为:首先将组培苗幼嫩叶片切块后置于1/3 MS预培养基(附加200 mg/L NH4NO3,0.5mg/L BA,0.05 mg/L 2,4-D,5g/L琼脂,30g/L蔗糖)中预培育3 d,然后用根癌农杆菌(菌液OD600=0.5)侵染10 min,将侵染过的叶片接种于MS培养基,28℃黑暗条件下共培养3 d,之后转移到附加有500 mg/L羧苄青霉素和30 mg/L潮霉素的愈伤诱导培养基中进行筛选。结果表明,抗性愈伤组织形成率可达到5%~6%。对体系优化过程中获得的14株抗性转基因植株进行PCR检测,其中9株为阳性,证实矮牵牛查尔酮合成酶基因(Petunia hybrida chalcone synthase gene,PhCHS)已经转入安祖花Arizona中。该研究结果为利用转基因方法改良安祖花品种提供了技术保障。