农杆菌介导的大豆子叶节和下胚轴转化方法的比较及优化

以东农50、东农42和黑农44的子叶节和下胚轴为外植体,对农杆菌介导的大豆子叶节和下胚轴2种转化方法进行了比较和优化.结果表明:不同转化方法对大豆的品种要求不同,东农50适合子叶节转化法,而黑农44适合下胚轴转化法.在子叶节转化体系中,卡那霉素的筛选浓度是100 mg·L-1,在下胚轴转化体系中,卡那霉素的筛选浓度是75 mg·L-1,可见下胚轴体系比子叶节体系在卡那霉素筛选过程中表现得更为敏感.在子叶节和下胚轴转化体系中,最适乙酰丁香酮浓度均为200 mol·L-1,最适共培养时间均为3 d.在子叶节转化体系中,5 d苗龄时转化率最高,而下胚轴转化体系中,4～6 d苗龄时转化率均较高,以6 d苗龄最高.     

大豆子叶节遗传转化体系的优化研究

为了提高大豆转化效率,建立一个稳定高效的大豆遗传转化体系,选择了4个代表性基因型大豆子叶节为外植体,以子叶节和丛生芽GUS瞬时表达率为指标,优化了大豆遗传转化过程。结果表明:在侵染阶段分别进行超声波和抽真空辅助处理,GUS染色显示,4个基因型品种处理不同时间后遗传转化效率均有不同程度提高,超声波30 s或者抽真空2 min后农杆菌的侵染效率提高最为明显,转化效率分别提高8%~42%、16%~41%。在芽诱导前期进行PPT浓度筛选,4种基因型的最适PPT浓度均为0.2 mg·L~(-1),转化效率提高18%~33%。     

农杆菌介导优良玉米自交系Ⅱ型胚性愈伤组织遗传转化体系的建立

以玉米自交系8902、340、4112未成熟幼胚为材料,诱导、继代筛选出良好的Ⅱ型胚性愈伤组织,用农杆菌(EHA105和LBA4404)介导法转化其愈伤组织.利用本室构建的植物双元表达载体中携带的GUS报告基因对农杆菌转化系统的条件进行了研究,如农杆菌的侵染浓度、菌种类型、侵染时间、A8(乙酰丁香酮)浓度及基因型等,建立了农杆菌介导优良玉米自交系Ⅱ型胚性愈伤组织高效遗传转化体系。     

大豆子叶节和胚尖再生体系的比较及大豆SR1基因的遗传转化

以合丰23和合丰35的子叶节和胚尖为外植体,通过农杆菌介导对抗大豆疫霉根腐病基因SR1进行遗传转化。结果表明:合丰35胚尖和子叶节体系的出芽率(96.1%和79.1%)均显著高于合丰25(66.45%和74.4%);胚尖转化体系的平均再生周期(40 d)低于子叶节转化体系(68 d);在诱导培养基上培养20 d时胚尖转化体系的转化效率(96.1%)高于子叶节体系(77.8%)。以合丰35胚尖为外植体成功转化大豆抗疫霉根腐病基因SR1,共获得6株转基因植株。     

农杆菌介导不同基因型大豆品种子叶节遗传转化条件的研究

以黑农46、黑农53和黑农56的子叶节为转化受体,对农杆菌介导大豆子叶节遗传转化中的6-BA浓度、草丁膦浓度、侵染时间、共培养时间以及伸长培养基进行筛选,确定适合不同基因型的最佳转化条件。结果表明:黑农46、黑农53和黑农56的最佳6-BA诱导浓度分别为1.7、1.6和1.7 mg.L-1;最佳草丁膦筛选浓度分别为2.0、3.0和2.0 mg.L-1;同时确定了侵染时间、共培养时间和伸长培养基类型的最佳组合是侵染时间25 min、共培养时间3 d和Ⅲ型伸长培养基。     

大豆科丰14子叶节遗传转化体系的优化

科丰14是一个适应性较广的大粒型大豆品种,以农杆菌介导的子叶节法为转化途径,研究农杆菌侵染时间、6-BA浓度及培养基中添加硫代硫酸钠对转化率的影响,以建立适宜科丰14的子叶节遗传转化体系。结果表明:当农杆菌侵染外植体时间为15 min、丛生芽培养基中6-BA的浓度为1.50 mg·L-1时产生的丛生芽率最高,可达72.92%;在共培养基中加入1 mmol·L-1的硫代硫酸钠能有效防止外植体褐化,提高丛生芽率;利用GUS基因染色技术检测转化效果,表明在大豆常规转化体系的基础上,上述措施可提高科丰14的转化效率。     

MYB转录因子AtPHR1转化大豆研究

以MYB转录因子AtPHR1表达载体为转化对象,采用农杆菌介导子叶节转化技术将其转入栽培大豆,研究不同萌发时间、预培养时间、菌液和侵染液浓度、大豆基因型以及筛选剂浓度对转化效率的影响.结果表明:以萌发5d大豆幼苗制备子叶节外植体,预培养1d,农杆菌菌液OD600为0.7,侵染液OD600为0.5或0.7进行转化,100 mg.L-1卡那霉素进行筛选的抗性芽诱导率最高;5个供试品种中,以五星2号的转化率最高,约为2.0％;经PCR检测转化后的大豆植株,获得了含有转录因子AtPHR1的5个大豆新材料.     

适于子叶节和胚尖再生体系的大豆基因型筛选

以吉育91等6个基因型大豆的子叶节和胚尖为外植体,研究了大豆不同基因型在子叶节、胚尖2个再生体系中的不定芽诱导率、不定芽伸长率和不定芽数。结果表明:基因型对大豆不同再生体系的再生有显著影响,合丰35和合丰25在子叶节体系中的不定芽诱导率和伸长率均高于胚尖体系,而黑农37的不定芽诱导率和伸长率在胚尖体系高于子叶节体系。不同基因型适合的大豆再生体系不同,合丰35、合丰25和绥农14适合选用子叶节再生体系,黑农37更适合选用胚尖再生体系,而吉育91和北京小粒豆则既可以选择子叶节再生体系又可选择胚尖再生体系。     

大豆子叶节再生影响因素的研究

为了建立一个大豆子叶节高效再生体系用于大豆的遗传转化，选用10个东北主栽大豆品种（Glycine max(L.)Merr.）的子叶节作为外植体，研究了基因型、植物激素的浓度、超声波辅助处理时间…等6种影响大豆子叶节再生的因素。结果表明合丰35、合丰25、黑农40再生效率较高，平均每个外植体分化出的丛生芽数分别为6.69、6.32和5.98；确定了丛生芽分化阶段所需的BA浓度，合丰35、合丰25为1.5mg/l，黑农40为1.2mg/l。适宜的外植体大小为保留全部子叶。作为遗传转化时的除菌剂，头孢唑啉钠（Cef）在500mg/l时对子叶节的再生无显著影响。当遗传转化时使用的超声波辅助处理时间小于12秒时，对子叶节再生无显著影响。     

大豆子叶节遗传转化体系优化及抗逆基因AtNHX5的转化研究

以河北省优良大豆品种冀豆15、五星2号和NF-58的子叶节为受体材料,利用农杆菌介导法进行遗传转化,探讨了影响农杆菌侵染后子叶节不定芽诱导的因素。结果表明:以萌发6 d、4℃处理24 h的子叶节为外植体,农杆菌侵染后经超声波处理30 s、共培养基中添加20 mg·L-1硝酸银,能够提高子叶节丛生芽诱导率,转化植株经草铵膦筛选以及PCR检测,T0代转化率达0.97%。利用该体系对大豆品种五星2号进行At NHX5基因的遗传转化,获得3株T0代RT-PCR检测阳性植株,且2-1号T1代阳性植株检测具有一定耐盐性,初步证明获得了转At NHX5基因的大豆新材料。     

大豆胚尖再生体系的优化及与子叶节再生体系的比较

研究了浸种时间、诱导时间、6-BA浓度3个因素对吉育91胚尖不定芽诱导的影响,并将优化的胚尖再生体系与子叶节再生体系进行比较。结果表明,浸种24 h最适宜胚尖不定芽的形成,不定芽诱导率可达到85.1%,平均芽数可达到4.9个;诱导培养48 h时不定芽诱导率及平均芽数较高,分别为84.2%和5.3个;诱导培养基中6-BA浓度为2.0～3.0 mg.L-1时,不定芽诱导及伸长状况最佳。除了生根率差异不显著外,吉育91胚尖再生体系在再生能力与培养周期上均显著优于子叶节再生体系,因此更适合作为遗传转化的受体材料。     

利用GUS基因的瞬时表达优化大豆根癌农杆菌介导的遗传转化

高转化效率是分子育种的重要前提,根癌农杆菌介导的遗传转化由于其有较高的遗传效率和较低的拷贝数成为目前优选方法。为优化大豆遗传转化体系,以本实验室已有转化体系为基础,利用pCAMBIA3301中35S∶GUS基因瞬时表达体系,从萌发时间、切豆方法、侵染时间、共培养方式以及共培养时间等方面对东农47、垦农18和B12088大豆栽培品种的遗传转化体系进行优化。结果表明:东农47萌发1 d,侵染30 min;垦农18和B12088萌发12 h,侵染30 min,GUS基因瞬时表达率最高。在其它的处理上,3个品种表现结果一致,即蘸取菌液切豆,共培养中子叶伤口朝下摆放,黑暗条件下共培养3～5 d,GUS基因瞬时表达最高。3个品种在最适条件下,GUS染色效率均达到90%以上,垦农18遗传转化效率较高。本研究为大豆农杆菌介导子叶节转化方法提供了一个改进的方案,并且为拓宽可利用于大豆遗传转化的种质资源奠定基础。     

农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化技术流程及操作要点

大豆遗传转化效率低,是大豆转基因育种亟待解决的重要问题。以大豆子叶节为外植体采用农杆菌介导法,系统地研究了大豆子叶节遗传转化各技术环节的操作要点,包括工程菌液制备、无菌苗获得及外植体制备、农杆菌的侵染及共培养、不定芽诱导、不定芽伸长、根诱导、驯化与移栽、抗性植株的获得及转基因植株的检测等,建立了一套较稳定、高效的大豆子叶节遗传转化体系。并利用该体系,将野生大豆耐盐碱相关基因A1对大豆品种绥农28、合丰50、合丰55、东农50进行遗传转化,系统地探讨了大豆基因型、影响T-DNA的转移效率的各环节、筛选剂浓度及不同基因型转化效率等几个重要因素。     

大豆子叶节、胚尖再生植株的研究

为了获得高效的大豆再生体系,以大豆品种合丰35和北京小黑豆的成熟种子为材料,利用氯气和升汞两种消毒方法,研究不同浓度6-BA和2,4-D对子叶节和茎出芽的影响.结果表明:在大豆萌发时,加入1.0 mg L-1 6-BA和2.0 mg L-2,4-D,每个外植体分化的芽数较高;在茎尖再生系统中,6-BA和2,4-D诱导茎尖不定芽形成的最佳浓度是3.0 mg L-1和3.5 mg L-1,最佳诱导时间是24-48 h.     

pCAAFP66表达载体的构建及其大豆遗传转化的研究

以pCAMBIA3301为载体骨架,afp为目的基因,构建了大小为9868 bp的大豆表达载体pCAAFP66,该载体带有抗冷冻蛋白基因afp和筛选标记基因bar.以大豆品种华春3号和华春6号的胚尖和子叶节为外植体,应用农杆菌介导法进行遗传转化,以草甘膦(PPT)为筛选底物.结果表明:在胚尖转化体系中,华春3号和华春6...     

GmGBP1干涉转基因大豆种质创制及其对下游基因可变剪接的调控

GmGBP1基因与大豆光周期开花时间相关，本试验以GmGBP1基因为对象，利用大豆子叶节转化法进行植物组织培养，得到GmGBP1干涉（GmGBP1-i）T2转基因大豆材料进行分子检测。RNA-seq转录组测序获得可变剪接数据，进一步利用RT-PCR方法对WT与GmGBP1-i大豆叶片测序结果中的可变剪接基因进行验证，共检测到3个基因发生可变剪接，表明GmGBP1干涉表达量降低引起了下游基因可变剪接。这为进一步研究大豆GmGBP1的基因功能及解析大豆成花诱导机理奠定了基础。     

引进大豆种质遗传转化适用基因型的筛选

以引进种质"越黑"、"越褐"、Moshidou Gong503(半野生种)、日A、日B1、日B2的子叶节为受体材料,采用农杆菌介导法转入抗虫基因cryI,筛选组织培养适应性强,转化效率高的引进大豆种质。并对适宜遗传转化的基因型在萌发阶段和芽诱导阶段的适宜6-BA浓度进行筛选。结果表明:参试品种中"越褐"为适用于子叶节器官发生途径的基因型;萌发阶段添加浓度为0.1 mg.L-1的6-BA,可获得最佳轴根比,此时的无菌苗下胚轴粗壮无须根;萌发阶段和芽诱导阶段6-BA的最佳浓度分别为0.1和1.7 mg.L-1。     

耐旱基因cspB转化大豆的研究

为提高大豆的耐旱性,本研究根据大豆偏爱的密码子将来源于枯草杆菌抗旱相关基因cspB序列进行了优化,并构建了植物表达载体pCAMBIA3301-cspB,利用农杆菌介导法将cspB基因导入大豆栽培品种Bert中。用于遗传转化子叶节外植体共3 800个,经PCR和Southern鉴定,并结合PPT抗性筛选,共获得了95棵阳性转基因植株,转化率为2.5%。经初步筛选,获得了7份耐旱性较好的转基因大豆新材料。这些材料将进一步用于耐旱转基因大豆新品种培育工作。     

大豆子叶节丛生芽的诱导研究

选用吉大豆1号、吉大豆2号、吉林47和东农42共4个基因型的大豆子叶节作为外植体进行离体再生,筛选出丛生芽诱导率较高的大豆基因型吉林47。在此基础上,以吉林47的大豆子叶节为外植体,研究了外植体消毒时间、发芽时间和条件对大豆子叶节再生的影响,并设计正交试验对芽诱导及伸长阶段的激素配比进行了研究。得出吉林47较适合氯气灭菌时间为6～10 h,最适萌发条件为16 h光+8 h暗光周期条件下培养5～7 d。最终确定芽诱导阶段添加6-BA浓度为2 mg.L-1、IBA浓度为0.1 mg.L-1;14 d后继代伸长阶段添加IAA浓度0.3 mg.L-1、GA浓度为0.5 mg.L-1。     

大豆转化体系的优化和Dof4基因转入大豆的研究

研究优化了包括种子消毒方法、生长调节剂用量和抗生素种类在内的影响农杆菌介导大豆子叶节遗传转化效率的多个因素,并将Dof 4基因转入绥农14中.结果表明:氯气熏蒸消毒方法对大豆伤害小,子叶节丛生芽分化率高;菌液侵染时间和共培养时间控制直接影响长菌和丛生芽状态.芽诱导培养阶段,当6-BA 浓度为1.6 mg·L-1,IBA浓度为0.1 mg·L-1,分化率较高,畸形率和愈伤状况都较轻.最优的抗生素组合为头孢噻肟钠(Cefotaxime Sodium)200 mg·mL-1 加羧苄青霉素(Carbenicillin) 250 mg·mL-1.