农杆菌介导的地黄遗传转化体系的优化

旨在通过对农杆菌介导的地黄遗传转化体系影响因子的研究,探索最佳转化条件,为建立高效地黄遗传转化体系奠定基础。利用正交实验,通过检测地黄叶片中gus基因瞬时表达情况,对地黄遗传转化效率的决定因子进行了系统研究。正交试验表明,地黄遗传转化过程对转化效率影响程度从高到低的因素依次为：共培养时间、预培养时间、菌液浓度和侵染时间;以地黄叶片为外植体,材料不经过预培养,菌液OD600值为0.6,侵染时间5 min,并在培养基中添加100 μM乙酰丁香酮,共培养3天条件下可达最高转化效率,gus基因瞬时表达率可达65.63%。通过对根癌农杆菌介导的地黄遗传转化体系的优化,建立了高效的瞬时表达转化体系。     

农杆菌介导小麦成熟胚体系的优化

针对转基因小麦成熟胚转化体系转化效率低,从提高成熟胚愈伤组织质量入手,调节小麦的基因型、成熟胚的培养时间、菌液浓度、侵染时间以及愈伤组织大小几个因素,提高成熟胚转化体系的转化效率;通过农杆菌介导,将目的基因转入到受体小麦成熟胚诱导的愈伤中,利用gus检测的方法检验转化效率;继代360d、自然生长5mm大小的受体小麦品种扬麦10,在菌液浓度OD600为0.8,侵染40min下,gus基因表达率达50%左右,接近幼胚的gus基因表达率。通过对体系的几个因素的调节,提高了农杆菌介导成熟胚转化体系的效率。     

农杆菌敏感小麦基因型筛选与转化条件的优化

以13个基因型小麦的幼胚愈伤和新春9号幼胚为受体材料,利用农杆菌菌株C58C1(含有GUS外源基因)进行侵染,通过组织化学染色的方法统计GUS基因瞬时表达率,以筛选对农杆菌敏感的小麦基因型及适宜的菌液浓度和侵染时间,优化农杆菌转化的条件,为逐步建立小麦农杆菌的转化体系奠定基础.结果显示,不同基因型小麦GUS瞬时表达率在0～95.9％之间,其中新春9号、小偃328和济麦19的GUS基因瞬时表达率均在90％以上;对新鲜幼胚和预培养7d的幼胚愈伤组织分别侵染30 min和60 min,前者GUS阳性率均为0,后者分别为92.0％和95.9％,说明预培养可以显著提高受体材料对农杆菌的敏感性,提高转化效率;在不同菌液浓度(OD600=0.5、1.0、1.5)侵染时,GUS基因瞬时表达率分别为93.4％、94.0％和87.6％,不同侵染时间(15,30,60 min)下,GUS基因瞬时表达率分别为94.6％、92.0％和95.9％.综合考虑认为,适宜的小麦农杆菌转化条件为幼胚经过4～7 d预培养,在菌液浓度OD600=1.0时进行15 min的侵染.     

农杆菌介导玉米遗传转化体系的研究

为了提高玉米自交系的遗传转化率,建立农杆菌介导玉米遗传转化体系。通过农杆菌菌株EHA105侵染玉米自交系7922的胚性愈伤组织,以β-葡萄糖苷酶基因(GUS)为报告基因研究几种因素对遗传转化体系的影响。结果表明：（1）当农杆菌浓度OD600=0.6时,GUS瞬时表达率最高为35.3%;（2）当侵染时间为15 min时,GUS瞬时表达率最高为37.3%;（3）当共培养时间为3天和恢复培养时间为4天时,GUS瞬时表达率最高为29.1%。因此选择农杆菌浓度OD600=0.6,侵染时间15 min,共培养3天和恢复培养4天,为最佳遗传转化条件。通过优化影响遗传转化体系的因素,初步建立了农杆菌介导的玉米遗传转化体系。     

根癌农杆菌介导的磨盘柿遗传转化体系的优化

以磨盘柿叶片为外植体,通过农杆菌介导法,建立了ACC合成酶基因(ACS)遗传转化体系。研究了预培养时间、农杆菌菌液浓度、侵染时间、共培养时间和乙酰丁香酮(AS)浓度等因素对基因转化的影响。结果表明:适宜的预培养时间为2 d;用OD600值为1.0的菌液侵染15 min、共培养3 d,AS浓度200μmol/L有利于提高转化频率。经PCR分子检测,初步确定ACC合成酶基因已转入磨盘柿组培苗中。     

农杆菌介导的高羊茅遗传转化体系的优化

以高羊茅品种猎狗5号的胚性愈伤组织作为受体材料,通过gus基因瞬时表达检测,探讨预培养培养基、预培养时间、菌液浓度、感染时间、乙酰丁香酮浓度、共培养条件等不同因素对农杆菌介导转化的影响,结果表明,高羊茅品种猎狗5号遗传转化优化条件为胚性愈伤组织先在预培养培养基(MS 6-BA0．5mg／L NAA0．5mg／L)预培养5d;然后用农杆菌菌液(OD600=0．5),感染时间10-20min,在23-25℃的温度下,共培养基(MS 蔗糖30g／L 葡萄糖10g／L CA0．5g／L Glu0．5g／L 2,4-D1．5mg／L AS 150μmol／L agar 8g／L,pH5．2～5．6)上共培养3d。在共培养基中添加AS 150μmol／L有助于提高gus基因瞬时表达率。     

正交设计优化根癌农杆菌介导的玉米遗传转化体系

采用GUS基因瞬时表达检测的方法,利用正交试验法对玉米根癌农杆菌介导的玉米遗传转化体系的菌液OD值、侵染时间、AS浓度、共培养时间4个因素在3个水平上进行优化试验。通过对试验结果进行直观分析,方差分析和因素内多重比较分析,得到了稳定的转化体系,即菌液OD值0.6,侵染时间30min,AS浓度200μmol/L,共培养时间2d。采用优化后的玉米转化体系进行试验,通过PCR验证,得到了转基因植株,初步建立了农杆菌介导的玉米遗传转化体系。     

农杆菌介导的烟草瞬时表达试验条件优化

以整株烟草为试材,用转入植物表达载体p CAMBIA1301的根癌农杆菌EHA105进行遗传转化。通过分析不同菌液浓度、乙酰丁香酮浓度、Tween20浓度、蔗糖浓度、不同侵染时间及有无激素对GUS基因表达的影响,研究其瞬时表达的最佳条件。结果显示:用OD600值为0.2的农杆菌侵染3 h,在1/2 MS培养基中添加120μmol/L的乙酰丁香酮,1.5 mg/L的KT,0.5 mg/L的NAA,3%的蔗糖,共培养3 d,能够得到高效的GUS基因瞬时表达。     

影响农杆菌介导的小麦遗传转化条件的研究

利用小麦成熟胚愈伤组织的高效再生体系,对影响农杆菌介导的小麦遗传转化条件:预培养时间、共培养时间、抗生素(Kan)筛选压、头抱霉素浓度、菌液浓度和侵染时间等进行了研究。最后确立的转化条件为:预培养时间为1～2d,共培养时间为3d,Kan筛选压为100mg/L,头孢霉素所用浓度500mg/L,当菌液浓度OD600=0.6浸染45min。并对得到的再生植株进行了PCR检测,初步证实了目的基因转到了小麦基因组中。     

影响农杆菌介导甜瓜子叶遗传转化的因素

以甜瓜子叶作为根癌农杆菌介导转化的受体,通过GUS基因瞬时表达率的分析,研究此转化体系的最佳实验参数.实验结果表明,预培养时间、预培养后对外植体进行处理、感染时间、共培养时间、农杆菌工程菌的浓度等对转化效率都有一定的影响,但是根癌农杆菌诱导物AS并不能大幅度提高转化效果.对外植体进行重新处理,预培养2 d,用OD560为0.3的农杆菌工程菌感染15～25 min,共培养3～4 d的理想条件下,GUS瞬时表达率可达85%.     

发根农杆菌介导的向日葵遗传转化

本研究首次报道了发根农杆菌介导的向日葵遗传转化和毛状根形成的优化条件。由发根农杆菌诱导向日葵子叶和下胚轴形成的根在含卡那霉素（200 mg/L，kanamycin）的选择培养基(1/2 MS)上选择，12 d后存活的根转到无激素培养基上能快速生长，经分子检测证实其为毛状根。同时着重研究了不同诱导条件对向日葵毛状根形成的影响。结果发现适用于毛状根形成的最优条件为菌株R1205，菌液浓度（OD₆₀₀）1.0，15 min感染，共培养3 d，培养基pH 6.5，30 μmol/L乙酰丁香酮（acetosyingone）。在此条件下，子叶和下胚轴的毛状根形成率分别达到23.7％和81.6％。     

拟青山海关杨高效遗传转化系统的建立

本实验以叶片为外植体,建立了拟青山海关杨的高频再生系统;在此基础上,利用GUS瞬时表达法研究了菌种、预培养时间、侵染菌液浓度、侵染时间和乙酰丁香酮（AS）浓度5个因素对拟青山海关杨叶片遗传转化的影响。结果表明,拟青山海关杨叶片最适不定芽诱导培养基为MS添加0.5mg/L的6-BA 和0.1mg/L的NAA,叶片再生频率为95%,平均不定芽数为10.07个;该杨树的高效遗传转化体系为：叶片省去预培养,菌种使用GV3101,侵染液OD600为 0.4～0.6,侵染10min,共培养培养基中添加乙酰丁香酮 200μmol/L,在此条件下,GUS荧光定量分析结果显示叶片的GUS活性达到最大值。     

根癌农杆菌介导籼稻遗传转化影响因素研究

研究了抗生素种类、继代和菌液浓度对农杆菌介导籼稻转化的影响，并将反义蜡质基因导入4个高产、直链淀粉含量高的籼稻品种中。结果显示，羧苄青霉素的抑菌效果优于头胞霉素，其适宜浓度为250～350mg/L；4个品种继代愈伤比初代愈伤能获得更高的抗性愈伤得率；各个品种转化有其最佳的农杆菌菌液浓度（OD600值），茉莉新占和绿黄占为1．0，粤香占和矮秀占为0．6。应用此优化的农杆菌转化体系，我们得到了转化植株；PCR扩增和Southem杂交结果证明外源基因已经整合到转基因水稻的基因组中。     

根癌农杆菌介导获得稗草Ecppc转基因小麦的研究

采用携带pUbi-Ecppc质粒的3个根癌农杆菌菌株（LBA4404、EHA105和C58c1）,对经过预培养10~12 d的春小麦品种扬麦158、Bobwhite和扬麦12的幼胚愈伤组织进行了遗传转化。对筛选中的抗生素浓度、菌液浓度、共培养温度和时间、受体基因型、菌株-质粒组合等影响转化的重要因素进行了研究。首次将单子叶野生C₄植物稗草的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因（Ecppc）导入小麦受体基因型,并得到具有潮霉素（Hyg）抗性的转化植株。从816块共培养愈伤组织中转化得到34株抗性植株,其中14株PCR检测为阳性。扬麦158的转化效率达3.03%。Southern和RT-PCR分析表明外源基因已整合到小麦基因组并得到正确的转录。生理学检测显示,转基因小麦植株的光合速率和PEPC活性都有所提高。说明Ubiqintin基因启动子控制的稗草PEPC cDNA基因在小麦中可以正确表达和起到一定的生理作用。这些工作为进一步探讨PEPC对小麦光合作用及其他生理过程的影响奠定了基础。     

农杆菌敏感小麦基因型的筛选及其转化

利用C58c1农杆菌菌株（其携带的pPTN290质粒载体上含有nptⅡ 基因和GUS基因）为供体材料和小麦幼胚为受体材料,对我国35个春小麦基因型进行了农杆菌敏感性研究和转化研究。组织化学染色结果表明,PM97034、P187、巴140105、扬麦158、新春9号和克丰6号等基因型农杆菌感染后GUS基因瞬时表达率达到了15.0% ~ 30.0%,显著高于模式基因型Bobwhite。其余幼胚分别在含10-25mg/L G418培养基上诱导愈伤组织和分化植株,抗性再生植株经ELISA检测、PCR检测、叶片离体退绿检测、X-Gluc染色检测和Southerm blot检测,最终从新春9号和PM97034的农秆菌转化效率高于Bobwhite. Southerm blot检测结果同时表明,外源基因在多数转基因植株中表现为单拷贝整合。T₁代植株ELISA检测结果和PCR检测结果表明,外源基因在个别株系中的分离符合孟德尔遗传规律,而在多数株系中的分离偏离了孟德尔遗传规律。阳性植株与阴性植株分离比经X²。适合性检测,表明外源基因在多数株系中的遗传符合3：1分离规律。本文首次对不同小麦基因型进行了农秆菌敏感和转化效率研究,筛选到新春9号和PM97034两个对农杆菌比较敏感且转化效率比较高的基因型,可望广泛用于小麦转基因研究。     

小麦TaPHR1基因表达载体的构建

本研究以植物表达载体pROK2-Ubi为基础,设计带有酶切位点KpnⅠ和BamHⅠ的一对引物,从载体pAC25上扩增到目的基因TaPHR1。酶切回收后与同样双酶切的表达载体pROK2-Ubi连接,获得新的表达载体pTaPHR1,并将所构建的载体导入根瘤农杆菌LB4404菌株。另外以小麦品种济麦22为受体,利用农杆菌介导小麦成熟胚愈伤组织的遗传转化体系和构建的表达载体进行了初步的遗传转化。实验结果表明选择抗生素选择压Kan50mg/L,接种菌液浓度为OD600=0.6,侵染时间为60min时,抗性愈伤的获得率最高,达到4.08%,抗性愈伤组织的分化率达到3.28%。本研究为农杆菌介导缺磷响应基因TaPHR1的小麦遗传转化和小麦磷高效遗传改良研究提供了研究数据。     

农杆菌介导的半夏GUS基因瞬时表达

采用根癌农杆菌感染半夏无菌叶片、叶柄和愈伤组织,对GUS基因的瞬间表达进行研究,并分析了不同转化受体、感染时间、菌液浓度、共培养、预培养时间、菌种对GUS基因的瞬间表达的影响。结果显示,以半夏的无菌苗叶柄和愈伤组织,在OD值为0.2的EHA101或EHA105农杆菌液中感染15 min,叶柄暗处共培养3 d,愈伤组织2 d,能够得到较高的GUS基因瞬间表达。     

病毒复制酶基因Nib8和ERF转录因子W17基因枪法共转化小麦

将对小麦黄花叶病毒表现高抗的复制酶基因Nib8和具有广谱抗病性的ERF基因W17分别构建到单子叶高效组成型表达载体上,采用基因枪共转化法转化到小麦品种扬麦12和扬麦16中,PCR检测共获得Nib8基因的阳性转基因植株42株,W17基因的阳性转基因植株48株,及两个功能基因均为阳性的转基因植株6株。以扬麦12为受体的转化率分别为1.53%(Nib8)、4.87%(W17)和0.42%(Nib8+W17);以扬麦16为受体的转化率分别为2.05%(Nib8)、0.86%(W17)和0.20%(Nib8+W17)。对两个功能基因都呈阳性的6个植株进行Southern blotting分析,进一步证实功能基因已经整合到小麦基因组中。本研究为获得具有综合抗病性的小麦新材料奠定了基础。