耐碱GsCHX19基因的克隆及对苜蓿的遗传转化

基于实验室前期野生大豆G07256碱胁迫转录组数据,结合生物信息学方法筛选得到响应碱胁迫的cation/H+逆向转运蛋白基因Gs CHX19,克隆了Gs CHX19基因全长CDS编码序列并将其构建到p CAMBIA330035Su植物超量表达载体中。以肇东紫花苜蓿为受体材料,通过农杆菌介导法将重组的植物表达载体转化其子叶节,用含0.5mg/L草铵膦的筛选培养基进行筛选,获得20株抗性植株。采用PCR方法检测抗性植株中bar基因的表达,获得16株PCR阳性植株。对获得的PCR阳性植株进行RT-PCR及real-time PCR检测,鉴定共获得11株RT-PCR阳性植株,且证明Gs CHX19基因在各转基因植株中均有不同程度的表达。结果表明,Gs CHX19基因成功转化苜蓿,并且得到表达,该转基因植株将为耐盐碱转基因苜蓿新品种的培育提供重要的试验材料。     

CspB基因植物表达载体的构建及转化玉米自交系的研究

利用来自Bacillus subtilis细菌的CspB基因(Gene ID:936224)构建了Ubiquitin启动子驱动的CspB基因植物表达载体PBPC-CspB-bar,以bar基因为抗性筛选标记,通过花粉管通道法将构建的表达载体转化到玉米自交系京501、京517和吉444,通过喷洒除草剂筛选得到60株草丁膦抗性植株,用PCR检测得到48株bar基因阳性植株,将获得的转基因植株进行CspB基因PCR鉴定,获得13株同时整合CspB和bar的转基因株系。     

PuCAT/Bar抗逆抗除草剂基因共转化紫花苜蓿的研究

为了提高紫花苜蓿的抗盐碱能力,利用盐生植物碱茅的PuCAT基因成功构建了p3300-35S-PuCAT-NOS植物表达载体,以Bar基因为筛选标记基因,通过农杆菌介导转化公农5号紫花苜蓿子叶,并对其遗传转化体系进行了优化(预培养、菌液浓度、侵染时间、共培养、抗生素浓度),经草铵膦筛选获得72株抗性植株,用PCR检测和RT-PCR鉴定,最终获得30株RT-PCR阳性植株。结果表明,PuCAT基因已经整合在苜蓿基因组中,并且能够在RNA水平上表达。     

ZmPti1基因正义和RNAi表达载体的构建及其转化玉米的研究

构建了ZmPti1基因的正义表达载体和RNAi载体,以bar基因为抗性筛选标记,通过花粉管通道法将构建的两个表达载体分别转化到玉米自交系178.收获的种子播种于营养钵中,出苗后,经0.1%的草丁膦筛选得到40株草丁膦抗性植株,进一步用PCR鉴定与PCR-Southern检测得到33株转基因植株,其中15株是转化正义表达载体的转基因植株,18株是转化RNAi表达载体的转基因植株.并对转化方法和ZmPti1基因的功能进行了讨论.     

花粉致死基因ZmAA1对玉米遗传转化的研究

为了研究花粉致死基因ZmAA1的功能,进而创制转ZmAA1基因玉米不育新材料。在Gen Bank中找到花粉致死基因ZmAA1及启动子Pg47,并在目的片段的上下游设计増加酶切位点,基因合成构建到克隆载体puc57上,采用传统酶切连接的方法构建了植物表达载体pCAMBIA3300-Pg47-ZmAA1-35S-bar,并利用农杆菌介导法转化优良玉米自交系郑58萌动胚。成功构建植物表达载体pCAMBIA3300-Pg47-ZmAA1-35S-bar;共获得94株除草剂抗性植株,其中47株目的片段PCR呈阳性反应,对温室中表现为花粉败育的PCR阳性植株进行目的片段及筛选标记bar基因RT-PCR与蛋白免疫学试纸条检测,结果表明,花粉致死基因ZmAA1及启动子Pg47已经整合到玉米基因组并表达。     

抗玉米螟基因Cry1A.301原核表达和玉米遗传转化

增强玉米品种的抗虫性是减少玉米螟为害、提高玉米产量的有效途径。通过密码子优化改造获得抗虫基因Cry1A.301,构建原核表达载体pET30a-Cry1A.301,进行蛋白免疫学、ELISA检测以及玉米螟抗性生测。结果表明,原核表达载体中Cry1A.301蛋白高效表达,且7d后杀虫效率达100%。通过Cry1A.301基因与植物表达载体CPB连接,构建CPB-35S∶∶Cry1A.301-35S∶∶bar载体进行农杆菌介导的玉米萌动胚遗传转化,得到12株T0代转基因植株。T0代植株叶片中目的基因、筛选标记bar基因的PCR检测与蛋白免疫学检测结果表明,Cry1A.301基因已经整合到玉米基因组并表达。     

植酸酶phyA基因的密码子优化及其在大豆中的表达

植酸是植物源食品中的主要抗营养成分, 降低植酸含量可有效提高大豆的营养利用率。本文根据大豆密码子使用偏好性, 对无花果曲霉植酸酶phyA基因进行密码子优化, 人工合成了适合在大豆中表达的phyA(b)基因。以pCAMBIA3301为骨架, 构建由大豆凝集素基因启动子和信号肽序列调控的植物表达载体pCBPS-phyA(b)。用农杆菌介导法遗传转化吉林35大豆子叶节。PCR检测表明目的基因已初步整合至大豆基因组中; bar试纸条表明所有阳性植株中均能检测到bar基因的蛋白产物; 除草剂叶片涂抹显示野生型的叶片出现黄化或枯萎现象, 而转基因植株叶片表现正常, 具除草剂抗性; 以半定量RT-PCR共筛选到13株转phyA和19株转phyA(b)阳性转基因大豆植株。通过对转基因大豆T3种子中植酸酶活性、无机磷和植酸磷含量等检测, 证明人工基因phyA(b)比phyA在大豆种子中所表达的植酸酶具有更高的活性, 说明密码子优化有利于提高外源基因的表达。     

利用正义RNAi技术提高玉米直链淀粉含量效果的研究

为了研究利用正义RNAi技术提高玉米直链淀粉含量效果,用基因枪法将构建的sbeⅡb正义RNAi表达载体pBAC506和pBAC508(筛选标记基因分别为35S启动子及Adh1-intron1增强驱动的epsps和bar)导入玉米(Zea mays)自交系幼胚愈伤组织,经过筛选、分化和再生获得了44株转基因当代植株,经PCR扩增、PCR-Southern检测有30株为阳性.选择9株健壮的阳性植株进行基因组Southern-blotting分析,结果表明7株T0植株整合了目的基因,其中4株整合了1个转基因拷贝,2株整合了2个转基因拷贝,1株整合了3个转基因拷贝.这7株中有2株结实,直链淀粉含量分别为23.22%和24.60%,有一定的小幅提高.下一步要进行较大规模的基因枪转化,得到比较大的转基因群体,以对更多转基因后代进行鉴定,期望筛选出外源基因多拷贝插入和直链淀粉含量大幅提高的株系.     

利用RNAi技术抑制马铃薯类受体激酶基因(StRLK)表达的研究

植物类受体蛋白激酶(Receptor-like protein kinase,RLK)是蛋白激酶的一个亚家族,参与植物的信号转导,在植物生长发育、抗病等过程中起重要作用。在前期研究中自二倍体马铃薯高抗青枯病基因型ED13中获得了类受体蛋白激酶基因StRLK。利用StRLK基因的特异区段,以pUCCRNAi为中间克隆载体、pCHF1为植物表达载体,构建了该基因的RNA干扰载体pCHF1-StRLK。进一步以ED13的茎段为外植体,利用农杆菌介导法将pCHF1-StRLK导入ED13中,获得了5株再生植株。用CaMV35S启动子特异引物对5株再生植株进行PCR扩增,均得到大小约500 bp的特异性条带,初步证明pCHF1-StRLK成功转入ED13。以ED13为对照,利用StRLK基因的特异引物对这5株再生植株进行半定量RT-PCR分析,结果表明,该基因的表达在5个转基因植株中均受到了不同程度的抑制,说明导入的pCHF1-StRLK发挥了干扰活性,且干扰效果与基因的插入位点有关,为进一步研究StRLK基因的功能提供依据。     

Bar基因的亚麻花粉管通道法转化

[研究目的]为鉴定T1代转基因亚麻植株中抗除草剂基因(bar)整合是否成功。[方法]通过花粉管通道法将bar基因导入转化植株,以叶片涂抹法对T1代转化植株进行田间草丁膦最低致死浓度筛选;以最低致死浓度草丁膦进行田间喷施后筛选耐受草丁膦药液的抗性植株,并用PCR检测bar基因阳性的抗性植株数目。[结果]草丁膦对T1代转化植株的最低致死浓度为100 mg/L。得到耐受草丁膦药液的抗性植株44株,PCR检测结果表明,8株为PCR阳性植株,平均转化率为18.2%。[结论]花粉管通道法将bar基因成功转入亚麻基因组。     

农杆菌介导大豆胚尖转化体系的研究

以大豆"黑农37"胚尖为外植体,利用农杆菌介导法将抗除草剂基因EPSPS转入大豆,并对转化各培养阶段6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)浓度进行了优化。结果表明:在预培养和共培养培养基中加入较高浓度6-BA有利于抗性芽的诱导;1mg/L6-BA和0.2mg/L吲哚丁酸(IBA)配合使用有利于抗性芽的伸长且提高了抗性芽的再生率;将抗性芽添加在1mg/L IBA的培养基中培养7d后转入不加任何激素的培养基中生根快且移栽后成活率高。PCR结果初步证明将EPSPS基因转入到大豆中。     

根癌农杆菌介导ACO基因对亚洲百合的转化

以亚洲百合‘普利安娜’的鳞块为基因转化的受体材料,利用根癌农杆菌介导法将ACO基因导入百合,研究了影响其转化的因素。结果表明,以鳞块为受体材料,外植体预培养0天的污染率最低,有利于农杆菌的侵染;菌液浓度OD600=0.8左右时侵染30 min效果较好;重悬后菌液活化1~2 h有利于抗性芽的分化;MS重悬液和共培养基中均添加20 mg/L乙酰丁香酮（AS）可提高抗性芽分化率;去除大量元素中的NH4NO3可提高转化率;抗性植株经PCR检测部分呈现阳性,初步证明外源基因已整合到百合基因组中。     

冬小麦遗传再生体系及根癌农杆菌介导的转化研究

摘要:以冬小麦品种临优145的幼胚为外植体,消毒后用解剖刀挑取幼胚,盾片朝上接种于MS+2,4-D 2 mg/L+肌醇100 mg/L＋MES 400 mg/L＋CH 100 mg/L[7]＋40g/L麦芽糖＋8g/L琼脂的培养基中诱导愈伤组织, 每两周继代一次,将诱导出的淡黄色、颗粒状Ⅱ型胚性愈伤组织接种于分化培养基（MS+ZT 1 mg/L+IAA 1mg/L+ MES 400 mg/L＋CH 100 mg/L+麦芽糖40g/L+gelrite 2.6g/L,PH5.8）上培养2－3周,然后转接到再生培养基(1/10MS+NAA 0.5mg/L+KT 0.5mg/L+蔗糖30g/L+ gelrite 2.6g/L,PH5.8)中进行再生成苗。接种1229块幼胚,得到987块愈伤组织, Hyg抗性愈伤组织123块,抗性再生植株34株。在建立了再生体系的基础上,用根癌农杆菌介导法将GUS基因导入幼胚愈伤组织,抗性植株的PCR检测呈阳性。X－gluc染色表明, 少部分愈伤组织出现肉眼可见的蓝色晕斑,说明GUS基因已经在小麦幼胚愈伤组织中表达。     

烟草CMV抗性鉴定及抗性基因的SSR标记研究

本研究以抗黄瓜花叶病毒病的烟草品种铁把子和台烟8号,感病品种NC82和中烟15为亲本,构建F1、F2、BC1代分离群体,并对它们进行CMV的接种鉴定和抗性遗传分析,结果表明铁把子和台烟8号对CMV的抗性是由1对隐性基因控制的.依据混合群体分组分析法(BSA),从F2代群体植株中选取DNA建立黄瓜花叶病毒病的抗病基因池和感病基因池,利用135对SSR引物进行分子标记和分析,得到标记SM1350与来源于铁把子的CMV抗性基因间的遗传距离为8.64 cM,标记SM2270与来源于台烟8号的CMV抗性基因间的遗传距离为3.92 cM.     

Inheritance of resistance to wheat midge, Sitodiplosis mosellana, in spring wheat

Inheritance of resistance to a wheat midge, Sitodiplosis mosellana (Géhin), was investigated in spring wheats derived from nine resistant winter wheat cultivars. F₁ hybrids were obtained from crosses between resistant winter wheats and susceptible spring wheats, and used to generate doubled haploid populations. These populations segregated in a ratio of 1:1 resistant to susceptible, indicating that a single gene confers the resistance. The F₂ progeny from an intercross among spring wheats derived from the nine resistance sources did not segregate for resistance. Therefore, the same gene confers resistance in all nine sources of resistance, although other genes probably affect expression because the level of resistance varied among lines. Heterozygous plants from five crosses between diverse susceptible and resistant spring wheat parents all showed intermediate levels of response, indicating that resistance is partly dominant. Susceptible plants were reliably discriminated from heterozygous or homozygous resistant ones in laboratory tests, based on the survival and development of wheat midge larvae on one or two spikes. This powerful resistance gene, designated Sm1, is simply inherited and can be incorporated readily into breeding programmes for spring or winter wheat. However, the use of this gene by itself may lead to the evolution of a virulent population, once a resistant cultivar is widely grown.     

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。     

河南大豆新品系抗大豆疫霉根腐病基因鉴定

大豆疫霉根腐病作为影响大豆生产的毁灭性病害之一,对大豆生产威胁很大。种植抗疫霉根腐病的大豆品种是控制该病害最有效的途径。河南省位于我国黄淮夏大豆产区的腹地,具有大豆疫霉根腐病发生的潜在威胁。本研究的目的是对河南省新育成的大豆品系进行抗性鉴定和抗病基因分子标记检测,以明确大豆新品系对大豆疫霉根腐病的抗性水平和抗病基因。采用下胚轴创伤接种法对64个河南省培育的大豆新品系进行接种,鉴定其对2个具有不同毒力的大豆疫霉分离物PsJS2和Ps41-1的抗性。结果显示,对分离物Ps41-1和PsJS2抗病的分别有35个和16个品系,对Ps41-1和PsJS2为中间反应型的分别有16个和10个品系,其中对2个分离物均抗病的有16个品系,占鉴定品系的25%。使用抗疫霉病基因RpsZheng共分离标记WZInDel11进行新品系的基因型鉴定发现,对2个大豆疫霉分离物均抗病的16个品系中有13个含有标记WZInDel11,对1个或2个大豆疫霉分离物表现为中间反应型的5个大豆品系,分子检测结果表明,其为杂合基因型,这些品系中的纯合抗病单株可直接选育成纯合抗病品系用于抗病育种。综合系谱分析结果推测,有2个品系可能含抗疫霉根腐病基因RpsZheng,2个品系可能含RpsYD29,14个品系可能含有RpsZheng或其等位基因。表明河南省培育的大豆新品系中含有优异的大豆疫霉根腐病抗源,该研究结果将为病害防控和抗病品种的选育提供参考。     

Genetic mapping of novel symptom in response to soybean bacterial leaf pustule in PI 96188

Soybean bacterial leaf pustule (BLP) is a serious disease caused by Xanthomonas axonopodis pv. glycines. Typical symptoms of BLP are pustules surrounded by small yellow haloes. Interestingly, PI 96188 only exhibits pustules without chlorotic haloes which suggests a resistant response. The objectives of this study are to understand the inheritance mode of the novel symptom to BLP in PI 96188 and to investigate whether or not a gene controlling BLP resistance in PI 96188 is identical to the rxp gene. First, a new BLP resistant genotype, PI 96188 was crossed with the resistant cultivar SS2-2. All F₁ plants showed the same phenotype as SS2-2 and the F₂ population segregated into 75 typical symptoms (haloes presence: 28 novel symptoms (haloes absence) indicating the presence of a single recessive gene. To map the novel symptom to BLP in PI 96188, a population of 88 F₇ recombinant inbred lines was developed from a cross between PI 96188 and the susceptible cultivar Jinjoo1. The BLP resistance gene from PI 96188 was mapped on chromosome (Chr.) 10 (LG O) rather than Chr. 17 (LG D2). This gene was linked with the simple sequence repeat marker, Sat_108 at the distal end of Chr. 10. Thus, the BLP resistance gene from PI 96188 was determined to be a new gene.     

抗甘蔗花叶病毒的无标记反向重复转基因玉米

构建了无标记基因的源自玉米矮花叶病的主要病原——甘蔗花叶病毒(sugarcane mosaic virus, SCMV)复制酶基因的反向重复序列表达载体,通过农杆菌介导法以该表达载体和除草剂标记基因表达载体共转化玉米自交系综3的幼胚,用除草剂梯度筛选,获得了可育的再生株。对T₁和T₂代群体作PCR和DNA点杂交,结合温室和田间人工接种病毒进行抗病性鉴定,获得了比较稳定的对SCMV高抗的无标记转基因玉米株系。     

Cry1Ab/1Ac基因在转基因玉米中的表达研究

本研究通过人工合成获得了密码子的优化Bt杀虫蛋白基因Cry1Ab/1Ac,并以草甘膦抗性基因epsps为标记基因,构建了高效表达载体pBAC174,并用基因枪法将表达载体pBAC174导入受体材料幼胚愈伤组织。对轰击后的愈伤组织进行筛选、分化和植株再生,获得40个草甘膦抗性的玉米再生植株。经PCR和Southern杂交检测表明,外源Cry1Ab/1Ac基因已经整合到玉米的基因组中。转基因植株叶片蛋白粗提物用BT-Cry1Ab/1Ac金标免疫检测试纸条检测,结果表明Bt基因在部分转基因植株后代获得了表达。本研究为进一步利用Cry1Ab/1Ac基因进行玉米抗虫育种奠定了基础。