转植酸酶基因玉米phyA2基因标准质粒分子构建及其检测应用

质粒分子以其良好的适应性被较多地用作转基因标准材料的替代品。本文根据转植酸酶基因玉米phyA2基因设计引物与探针,并构建了一种包含phyA2基因片段(243 bp)和内标基因片段(178 bp)的质粒分子pPZ。选取不同转基因模板DNA作用于phyA2特异性引物,PCR结果显示只有转植酸酶基因玉米出现131 bp的目的条带;选取不同转基因作物检测体系作用于质粒分子pPZ,只有以pPZ DNA为模板时出现目的条带(131 bp和88 bp)。同时采用pPZ质粒分子和转基因玉米阳性基因组DNA为标准对4个转植酸酶基因玉米混合样品(3.0%、1.0%、0.5%和0.1%)进行定量检测,t检验表明,2种标准产生的斜率、线性相关系数和定值结果没有显著差异。这些结果表明,pPZ质粒分子可以作为转植酸酶基因玉米替代品用于定性和定量检测。     

转cry1Aa基因抗虫棉整合结构解析及转化体特异性检测方法的建立

【目的】cry1Aa基因是2011年本实验室在我国棉花商品种子中发现的1种未经批准的转基因成分,本研究旨在通过整合结构解析,建立特异性检测方法,对市售棉种进行初测,明确该外源基因在我国棉种中的存在情况。【方法】通过Genome walking、长链PCR分离获得了转cry1Aa基因棉花转化体(定名为NN6转化体,简称NN6)的外源基因整合结构,同时基于插入位点基因组及外源DNA连接区,建立了NN6转化体特异性的定性聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)方法和实时荧光定量PCR方法。【结果】NN6整合结构主要包括cry1Aa、aad和Npt II基因,插入棉花基因组7号染色体37 169 450位,产生91 bp基因组缺失;所构建的定性PCR检测方法能特异、快速地对棉花单株和种子单粒中NN6转化体的纯/杂合状态进行鉴定,实时荧光定量PCR检测限为44拷贝,能满足国内外对转基因标识的需要;对含有cry1Aa基因的3个市售棉种进行检测,其纯合度分别为1.51%,5.21%和21.09%。【结论】本研究解析了NN6的整合结构,并建立特异性检测方法,为我国转基因棉花新品种选育及转基因安全管理提供技术手段。     

转G2-EPSPS基因玉米D-3侧翼序列分析与转化体特异性检测方法

通过一次3'端高效热不对称交互PCR（hiTAIL-PCR）和一次长链PCR扩增方法获得了转抗草甘膦基因（G2-EPSPS）玉米品系D-3的外源DNA插入片段的全DNA序列（T-DNA）及两端侧翼序列,并建立了转化体特异性PCR检测方法。结果显示：T-DNA插入片段全长4 318bp,由一个G2-EPSPS基因的表达盒构成。根据T-DNA 5'、3'端侧翼序列设计引物,建立了转化体特异性检测方法,并分析了该方法的灵敏度以及检出限,研究结果表明,3'端定性PCR检测方法特异性强,灵敏度高,检出极限为每100ng模板量的0.05%。本研究结果对转抗草甘膦外源基因检测和生物安全评价及监管具有重要意义。     

转基因玉米ND207转化事件特异性定性PCR检测方法及其标准化

转基因玉米ND207是中国农业大学研发的转mCry1Ab和mCry2Ab基因的抗虫玉米,本研究的目的是建立ND207转化事件特异性定性PCR检测方法。根据研发者提供的引物进行PCR扩增,PCR产物测序分析,获得了5’端旁侧序列262 bp,包括109 bp的载体序列和153 bp的玉米基因组序列, 3’端旁侧序列316 bp,包括76 bp的载体序列和240bp的玉米基因组序列。针对两端旁侧序列设计14条引物,组成25对引物组合进行引物筛选,选中3’端一对最佳引物优化PCR反应体系及反应条件,建立ND207的转化事件特异性定性PCR检测方法, PCR产物片段大小为166 bp。经过测试,该方法的检出限为0.1%,相当于20个拷贝的ND207特异分子片段。国内8家转基因生物安全检测机构对本方法进行了特异性测试、检出限测试和再现性测试,循环验证报告显示:该方法符合国家标准方法的各项要求,可在检测行业推广应用。ND207转化事件特异性定性PCR检测方法的建立,为我国ND207及其衍生品系的安全监管提供技术支撑。     

小麦穗发芽抗性相关基因Tamyb10-D1特异性分子标记开发

Tamyb10-D1基因与穗发芽抗性相关,已报道的该基因分子标记扩增产物大,对DNA模板质量要求较高,PCR反应耗时长。为了使该基因在小麦分子育种中得到高效和快速利用,本研究设计了多个引物组合,经检测可特异性地扩增3D基因组上的Tamyb10基因,引物组合380s/703a、380s/1182a、652s/1182a、872s/1182a和872s/1419a扩增效果较好,而且含有652s或703a的引物组合可区分小麦属和粗山羊草属的myb10-D1基因型。鉴于这些分子标记为显性标记,通过多重PCR反应,可确保PCR检测结果的准确性。其中用引物组合380s/652s/872s/1182a进行三重PCR检测Tamyb10-D1基因型结果较好。因此,本研究开发的分子标记可应用于Tamyb10-D1基因的基因型检测和分子辅助育种,对于小麦穗发芽抗性育种工作具有一定的应用价值。     

植物磷胁迫条件特异性表达基因研究进展

磷是植物生长发育必须的元素,然而多数土壤中可利用磷的含量却很少能满足作物的需要,因而作物磷素营养研究成为广泛研究的课题。目前,磷素营养的研究已深入到分子水平。在磷缺乏时,植物根和茎中发现了许多磷缺乏特异性表达的基因,包括高亲和力磷转运子、有机酸的分泌相关基因、酸性磷酸酶、TPSI1/Mt4基因家族等。这些磷缺乏特异性基因的表达对植物吸收利用磷起到重要作用。磷缺乏特异性表达基因的研究为了解植物适应磷胁迫的机制、提高磷利用率改良作物奠定了基础。     

猪链球菌纳米PCR检测方法的建立和应用

为了建立一种高效、灵敏的猪链球菌(SS)检测方法,针对SS的谷氨酸脱氢酶基因(gdh)合成特异性引物,通过优化退火温度与引物浓度,经特异性、敏感性、重复性以及临床样品检测,建立了SS的纳米PCR检测方法。特异性试验结果显示,该方法仅能从SS的基因组序列中扩增得到687 bp的特异性序列,与猪胸膜肺炎放线杆菌、副猪嗜血杆菌、猪大肠杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌无交叉反应,且能同时识别1、2、7和9型4个目前流行的SS主要血清型,满足临床上多血清型SS感染检测的需要;敏感性试验结果显示,该方法对SS的最低检测下限为10 cfu/mL,与普通PCR方法相比,灵敏度提高了100倍;重复性试验表明,该方法检测效果稳定,重复性较好。用该方法和普通PCR对临床上收集的44份疑似SS感染样品进行检测,阳性率分别为72.7%(32/44),54.5%(24/44),表明该纳米PCR方法具有灵敏度高,特异性好等优点。综上,本研究建立的SS纳米PCR检测方法,能够准确、高效检测SS,为猪链球菌病的临床诊断和流行病学调查提供了技术支持。     

双重荧光定量PCR杂交探针标记法快速鉴定转基因玉米MON89034

本研究创建一种简单快捷、成本低廉、灵敏准确及可靠性强的高通量鉴定转基因玉米MON89034转化体的快速检测方法。采用多重实时荧光聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR)对转基因玉米MON89034品系进行检测,并针对转基因玉米MON89034靶标基因设计高效稳定的引物和探针,使用zSSIIb基因作为内源基因,避免检测出现假阴性,将反应体系及条件优化后,用实时荧光定量PCR仪进行扩增,初步建立转基因玉米MON89034双重实时荧光PCR检测方法,通过对该方法进行特异性和大样本可靠性测试验证,继而创建出一种高通量鉴定转基因玉米MON89034转化体的检测方法。通过建立的双重荧光定量PCR方法对转基因玉米、非转基因玉米和转基因大豆的DNA混合模板检测得出的结果表明,多种作物DNA混合模板可在单根PCR反应管内实现对zSSIIb基因和MON89034的同时检测,并在2 h内完成检测得到准确结果。目前,建立的该双重实时荧光PCR方法可用于多个转基因作物样品间快速筛查,检测快速,结果准确,可满足大多数检测机构日常检测的需求。     

以实时荧光定量PCR技术检测转基因玉米MON88017

根据转基因玉米MON88017的左侧侧翼序列和玉米内标基因(zSSIIb)分别设计特异性引物及Taqman探针,通过实时荧光PCR技术建立MON88017的定量特异性检测方法。利用含有内标基因和侧翼序列的标准质粒分子,建立了玉米内标基因和侧翼序列的标准曲线。检测了5个已知MON88017含量(0.01%、0.05%、0.10%、0.50%、1.00%)的混合样品中的转基因含量,结果表明检测底限可以达到19~30个阳性拷贝。该研究建立的实时荧光定量PCR技术灵敏度高、特异性强。     

转耐盐基因水稻的PCR检测方法及其分子辅助育种

研究采用改良CTAB法和磁珠自动提取法提取水稻种子基因组DNA,通过对水稻内源SPS基因、ThST3和Ubiquit-in启动子间构建特异序列进行PCR扩增,扩增产物结合排枪凝胶电泳实现快速检测。其中PCR扩增内源SPS基因的结果表明,采用改良CTAB法和磁珠自动提取法可用于市售水稻种子和转基因种子的DNA提取。实验合成的构建特异引物以及建立的PCR扩增反应体系能特异性地检测转耐盐基因水稻Theli。该方法检测灵敏度高,绝对检测低限达17.3×10-2ng,相对检测低限为0.41%,能有效地对转基因水稻ThST 3进行鉴定;稳定性好,可完全满足转基因水稻的定性检测、监督和标识管理需要。同时可用于对转基因水稻的辅助选择(MAS)育种。     

转基因棉花抗虫基因的分子辅助选择

为提高棉花新品种选育过程中外源抗虫基因选择的准确性,以常规非转基因抗虫棉花品种、单价转基因抗虫棉品种、双价转基因抗虫棉品种为试验材料,选择能扩增Bt基因通用引物和棉花内源基因SAD1的引物,建立了抗虫基因的PCR检测方法。利用该方法对常规非转基因抗虫棉品系和转基因棉花品系进行了检测。结果表明,该方法可明确区分常规非转基因抗虫棉品系和转基因棉花品系;对高代育种品系进行检测表明40%转基因品系中存在单株不能扩增出预期的特异片段,而在非转基因系冈197中存在8.0%的单株扩增出预期的特异片段。该方法可应用于棉花新品种选育过程中对外源抗虫基因的检测,提高了选择的准确性和目的性。     

利用多重PCR技术同时检测6种棉花转化体的方法研究

【目的】建立1种转基因棉花多重聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)检测方法。【方法】试验选择6种转基因棉花作为多重PCR检测对象,通过引物终浓度配比和引物退火温度的两要素全组合优化多重PCR反应体系,并分析方法灵敏度。【结果】多重PCR较优的MON1445、GHB614、MON15985、MON88913、LLCOTTON25、MON531引物终浓度为0.25、0.30、0.25、0.16、0.30、0.20μmol·L-1,较优引物退火温度为56℃,方法灵敏度为66个拷贝棉花基因组。利用盲样对上述体系的验证结果显示,所有盲样扩增条带与其含有的转基因转化体完全一致。【结论】本研究建立的体系可用于6种棉花转化体的快速检测。     

转新型抗草甘膦基因棉花的转化效率及相关分子特征分析

培育抗草甘膦除草剂棉花品种对棉花生产具有重要意义。利用农杆菌介导法获得了大量抗除草剂草甘膦棉花的再生植株,对其进行阳性检测。通过确定PCR检测目标条带大小、蛋白杂交条带大小分子特征,对65个独立转化事件在DNA水平、蛋白水平进行分析和筛选。结果表明,经PCR检测再生植株DNA得到的阳性率平均值为81.5%,经过蛋白检测后阳性率确定为55.4%,该类阳性植株即为外源基因正常表达的转基因植株。在此基础上,结合田间抗性检测,对其中9个株系进行了不同世代的选择,经过综合鉴定筛选,发现2个抗性优良的转基因株系具有极高的利用价值,其余还需进一步筛选鉴定。     

转录因子基因ZmDREB3转化玉米的研究

利用玉米转录因子ZmDREB3基因(Gene ID:EU964828.1)构建了Ubiquitin启动子驱动的植物表达载体PGM0229-ZmDREB3-EP-SPS,以EPSPS基因为抗性筛选标记,通过花粉管通道法将农杆菌EHA105介导的植物表达载体转化到玉米自交系吉444、Mo17中,通过喷洒350mg/L草甘膦除草剂筛选,得到7株草甘膦抗性植株,用PCR检测得到2个同时整合EPSPS标记基因和ZmDREB3目的基因的转基因株系,用PCR-Southern进一步验证,结果呈阳性。以上结果证明外源基因已经被整合到玉米基因组中。     

转phyA基因棉花纯合株系筛选及其对土壤有机磷的利用能力

 为了获得转植酸酶基因（phyA）棉花高代纯合株系并验证其利用土壤中有机态磷的能力,对实验室获得的转phyA基因T₄代材料进行了PCR筛选,在水培条件下研究了纯合株系植株根际分泌的植酸酶活性,并在田间进行了植株磷含量和棉花产量性状分析。结果表明,在PCR筛选的4个株系中,有2个株系为纯合株系,其后代均为PCR阳性植株。在以植酸盐为唯一磷源条件下,高表达phyA的转基因株系的植酸酶活性较野生型增加了1.5倍,不同生育时期转基因株系植株叶片磷含量中L6株系增加最多,苗期、现蕾期、花铃期和吐絮期分别增加了4.5%,5.95%,5.45%和8.73%。     

Identification of PCR-based DNA Marker Linked to High Phytase Level of Wheat

The phytase is a key enzyme to hydrolyze phytic acid present in wheat grains and improves the bio-availability of micronutrients in monogastric animals. Phytase trait being contributed by specific regions of the genome requires identification of these regions, using suitable molecular markers. Hence, in the present investigation we attempted to develop a PCR-based marker that detects the phytase level in wheat. Six sets of PCR primers were designed on the basis of nucleotides sequence variation found in the sequence of both varieties. Out of six set of primers, one set amplified two different sized bands, i.e. 334 bp and 295 in two wheat cultivars C-306 (low phytase) and DBW 17 (high phytase), respectively. It exhibited a polymorphic banding pattern with length polymorphism and clearly separating low and high phytase genotypes. The primer set was also used for PCR of 46 synthetic hexaploids and 46 release varieties of wheat to validate the developed markers. Association among identified markers and phytase activity was found to be at 99.9% confidence level based on Fisher’s exact test (F-test). Therefore, this PCR primer set will be useful to select the wheat germplasm having high phytase levels and also in wheat breeding programs aimed at improving phytase levels in bread wheat cultivars.     

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。     

农杆菌介导的植酸酶基因转化棉花的研究

摘要：本研究采用农杆菌介导的方法,将外源植酸酶(Phy)基因导入棉花品种的胚性愈伤组织中,经培养获得再生植株。PCR检测证明植酸酶基因已经插入到棉花基因组中,晋棉14和陕724的转化效率分别为33%和8.3%。此外,本研究还对影响农杆菌侵染棉花胚性愈伤转化效率的因素,如卡那霉素浓度、胚性愈伤组织生长状态、受体材料的基因型等进行了较为系统的比较研究,旨在建立一种转化效率高、稳定性好的棉花农杆菌遗传转化体系。     

小麦花粉管途径转化及高效筛选体系的建立

本文报道了一种从大量花粉管途径转化处理后代中快速有效地筛选到转基因植株的方法。转化质粒为含bar筛选标记基因的天麻抗真菌蛋白(GAFP)与兔防御素(NP-1)双价抗病基因植物表达载体(pBI35S-gafp-NP1-bar),受体小麦品种为扬麦158和Alondra。对花粉管途径转化处理获得的种子分3步进行筛选鉴定：首先,转化处理种子密播于塑料盘中,待小苗长到3叶期时,用浓度为120mg／L的Basta除草剂弥雾喷施筛选,约10d后绝大部分小苗变黄枯死,只有约1％的高抗Basta除草剂的T0小苗存活;然后对其Basta抗性植株用gafp基因引物进行PCR检测,其中62．5％的Basta抗性植株为PCR阳性;最后将T0代PCR阳性植株后代种子(T1)分别发芽并按株系混合取样提取DNA,分别用gafp和bar基因引物进行PCR检测验证,结果均为阳性。表明外源基因已整合入小麦基因组并由T0代植株稳定遗传到T1代,同时证明该筛选方法是可靠有效的。