转几丁质酶和b-1,3-葡聚糖酶双价基因小麦的获得和鉴定

利用农杆菌介导法将几丁质酶基因和b-1，3-葡聚糖酶双价基因导入小麦品种扬麦10号和Bobwhite，共得到了13棵T0代转基因植株，2个小麦品种的转化效率分别为1.4%和1.0%。T1代植株赤霉病抗性鉴定结果表明，转基因植株对赤霉病具有一定抗性，小穗发病率4.76%～11.76%，低于抗病对照和感病对照。T1代植株分子检测结果表明，外源基     

抗除草剂基因在黄瓜杂种纯度快速鉴定上的应用研究

黄瓜抗除草剂转基因T0植株经除草剂抗性筛选,连续2代自交获得T1和T2种子;分别对T1植株进行bar基因PCR检测和T2植株Southern杂交检测,证明bar基因已整合到黄瓜染色体上;以非转基因黄瓜为对照,摸索出田间抗性鉴定和室内种子抗性鉴定的除草剂临界浓度;从田间和室内筛选除草剂抗性纯合性转基因株系3个;以表现较好的2个抗性纯合转基因株系为父本,与非转基因母本杂交,获得F1种子,并在室内进行了杂交种纯度鉴定,鉴定效率达100％。建立了一套在种子发芽阶段或2片真叶期进行黄瓜杂交种纯度鉴定的新技术。     

转几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶双价基因小麦的获得和鉴定

利用农杆菌介导法将几丁质酶基因和β-1,3-葡聚糖酶双价基因导入小麦品种扬麦10号和Bobwhite,共得到了13株T0代转基因植株,2个小麦品种的转化效率分别为1.4%和1.0%.T1代植株赤霉病抗性鉴定结果表明,转基因植株对赤霉病具有一定抗性,小穗发病率4.76%～11.76%,低于抗病对照和感病对照.T1代植株分子检测结果表明,外源基因分离比例为2.33∶1,较低的分离比例可能与外源基因的丢失有关.     

过量表达拟南芥NPR1基因提高小麦纹枯病的抗性

拟南芥NPR1基因是植物重要的抗病调控因子,转基因过表达该基因可以赋予植物广谱抗性.为明确该基因在小麦抗纹枯病基因工程中的应用潜力,本研究构建了由玉米ubiquitin启动子驱动的拟南芥NPR1表达载体,采用基因枪介导法导入到小麦品种扬麦12号中,获得20株转基因植株.对14个外源基因纯合株系的半定量RT-PCR和测序分析结果显示,外源拟南芥NPR1基因已经导入转基因小麦并有不同水平的表达,部分转基因株系拟南芥NPR1基因发生重排；纹枯病抗性鉴定结果表明,转基因株系中拟南芥NPR1基因的正确表达可以减轻纹枯病菌引起的病症发展,提高转基因小麦的纹枯病抗性.     

转Xa23基因水稻的白叶枯病抗性及其遗传分析

在分离克隆抗白叶枯病基因Xa23研究中获得大量转基因水稻材料。为了系统研究转Xa23基因水稻的抗病稳定性和遗传模式, 本文通过逐株进行抗白叶枯病接种鉴定、PCR和Southern blot分子检测, 对一批转Xa23基因水稻植株进行了T₀代到T₂代的跟踪分析。结果表明, Xa23基因的整合和表达, 使感病受体品种牡丹江8号获得抗病性。由于Xa23基因插入受体基因组的位点不同, 同是单拷贝插入的转基因T₀代抗病植株, 其抗病程度有明显差异。T₀代植株的抗病程度, 可以准确、稳定地遗传到T₁代和T₂代。单拷贝转基因植株分离群体的抗感植株分离比接近3∶1, 表明转Xa23基因遵循孟德尔单基因遗传模式。已获得2个纯合的单拷贝转基因抗病株系, 它们的抗病程度稍有差别, 将用于外源基因插入位置效应分析和杂交稻抗病育种。     

抗玉米丝黑穗病转基因株系的分子检测及抗病株系选育

采用花粉介导方法将质粒pGL II_RC_1导入玉米自交系海92_1中,获得了T0种子128粒,种子经潮霉素抗性筛选得到抗潮霉素植株16株。对抗性植株分离的统计分析表明,多数情况下几丁质酶基因以单拷贝形式导入转基因植株,后代分离比约为3∶1。抗性苗移栽到大田后,5~6叶期取样进行PCR扩增、PCR Southern blot杂交分析,对T1的分析结果表明,几丁质酶基因已导入转基因植物细胞中。对T2,T3植株的检测结果显示,目的基因已整合到转化植株基因组中并可随植株世代稳定遗传。田间抗病鉴定结果表明,转基因植株及后代的玉米丝黑穗病发病率明显比对照降低。根据分子检测及田间抗病鉴定结果,得到GH05024,GH05028 2个抗丝黑穗病的纯合转基因株系。     

甘蓝型油菜抗根肿病KASP标记开发和利用

为了准确高效的筛选抗根肿病材料,提高甘蓝型油菜根肿病抗性育种效率。通过对甘蓝型油菜抗病亲本的Crr1基因与感病亲本中相应的同源基因LOC103834349进行测序,寻找SNP位点,针对第1 486-1 487上的非同义突变位点,开发了一套精准检测抗感根肿病基因型的竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive Allele Specific PCR,KASP)标记。利用该KASP标记对来自42个F_2群体的771个单株进行分型检测,其中315个单株含有纯合感病基因型GG,322个单株含有纯合抗病基因型AA,134个单株含有杂合等位基因型GA。其中对编号为2033的F_2群体中125株材料的KASP分型情况进行χ~2检测,其中纯合抗病基因型AA 30株,纯合感病基因型GG 33株,杂合基因型GA 62株,经χ~2检测,抗病材料与感病材料符合3∶1理论值,抗病纯合基因型、抗病杂合基因型与感病纯合基因型的比值符合1∶2∶1理论值,说明该抗病位点为显性单基因抗病位点。结合田间表型检测鉴定,AA分型和杂合的GA分型单株田间检测均为抗病表型,GG分型均为感病表型,KASP分型结果与田间鉴定结果一致。比对结果说明该KASP标记对根肿病抗、感植株进行正确分型,表明基于Crr1基因和LOC103834349的SNP位点开发的KASP标记可以准确高效的应用于油菜抗根肿病材料的分子标记辅助选择育种。     

以器官和发育特异性抗病双基因转化油菜

菌核病是我国油菜主产区的主要病害，系由核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)的子囊孢子在晚春直接侵染开花植株衰老的叶片，或先侵染飘落在衰老叶片上的花瓣后再产生菌丝侵入叶片和植株本体。几丁质是核盘菌菌丝体细胞壁的主要组成成分，几丁质酶破坏真菌菌丝尖端新合成的几丁质而抑制病菌的生长。草酸是核盘菌侵染寄主植物后分泌的毒素，草酸氧化酶能够分解草酸，缓解核盘菌在油菜体内的毒性。我们将几丁质酶基因和草酸氧化酶基因与拟南芥衰老叶片启动子PSAG12嵌合在一起构建成表达载体，使两外源抗病基因仅在转基因油菜的衰老叶片中表达，在发挥抗病作用的同时最大限度地节约了植物的能量消耗。本实验采用in planta的转化方法，转化效率在0．1％左右，每个转基因植株的插入位点为1——3个拷贝。对T1代转基因植株的RT-PCR分析表明，两个外源抗病基因在衰老叶片中的表达强于幼嫩叶片。转基因植株叶片尤其是衰老叶片对核盘菌的抗性及对草酸毒素的耐性均得到了增强。从转基因植株上飘落的花瓣也表现出对核盘菌抗性的提高。抗病双基因在叶片和花瓣发育的特定时期表达不仅提高了油菜对核盘菌侵染的针对性，还可能减轻转基因植株的能源消耗和生理扰乱。对转基因植株后代的农艺学和生理学研究正在进行之中。     

转EPSPS基因抗草甘膦棉花的遗传分析

为分析转基因抗草甘膦棉花早代遗传情况,以花粉管通道法获得的26个转5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶基因(EPSPS)抗草甘膦棉花转化事件为材料,以其背景亲本中棉所49为对照,喷施草甘膦后对转基因棉T1、T2分离比例进行考察。T1田间抗性鉴定结果表明,经卡方检测20个转化事件T1分离符合3∶1的分离规律,即外源基因插入1个位点;6个转化事件不符合1对基因的分离规律,出现了偏分离。T2田间抗性鉴定结果表明,通过花粉通管法共获得152个纯合株系,分别来源于25个转化事件;对T2不纯合株系继续进行分离比例的考察,发现来源于15个转化事件的57个株系符合3∶1的分离规律;此外卡方检测结果表明,每个转化事件都有不符合3∶1分离规律的株系,且其中10个转化事件没有符合3∶1分离规律的株系。表明通过花粉管通道法获得的转基因植株中外源基因的整合和遗传均较复杂。     

兼抗全蚀病和白粉病小麦新种质的创制与鉴定

TaLTP5是从小麦中分离到的一个脂质转移蛋白编码基因。利用基因枪介导法将TaLTP5表达载体pA25-TaLTP5转入抗白粉病的小麦品种扬麦18 (含抗白粉病基因Pm21)中, 旨在选育兼抗全蚀病和白粉病的小麦新种质。对转基因小麦T₀~T₃代植株中引入TaLTP5基因进行分子检测和抗病性鉴定。PCR检测、Southern杂交分析结果表明, 外源TaLTP5基因已转入、整合到3个转基因小麦株系的基因组中, 并能稳定遗传; 荧光定量RT-PCR的分析以及全蚀病菌的接种与鉴定结果表明, 与受体小麦扬麦18相比, 这3个转基因小麦株系中TaLTP5表达量显著提高, 其对全蚀病的抗性也明显增强。对3个转基因株系的Pm21分子标记和白粉病抗性鉴定表明, 外源TaLTP5基因的导入没有影响受体小麦对白粉病抗性, 说明这些转基因株系为兼抗全蚀病和白粉病小麦新种质。     

甘蓝型油菜抗菌核病研究进展

油菜是主要油料作物之一,由核盘菌(Sclerotiniasclerotiorum(Lib.)deBary)引起的菌核病(sclerotiniastemrot)是油菜的主要病害。针对当前与菌核病相关研究的新进展,本研究从4个方面对其进行了概括：（1）核盘菌的侵染方式以及在侵染过程中核盘菌分泌的草酸与寄主中钙离子的动态关系;（2）油菜通过合成植保素、酚类化合物、木质素、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等来抵抗核盘菌入侵的抗病机理;（3）现有综合防治技术中抗性种质筛选、无花瓣育种和生物防治;（4）利用与草酸代谢相关基因、抗病相关基因、防御相关转录因子基因和抗菌肽基因开展的油菜基因工程研究成果。并且进一步提出了未来油菜抗菌核病研究的可能方向,这些总结与建议为今后油菜抗菌核病研究提供了有益参考。     

SSR结合SRAP标记分析油菜菌核病抗性资源遗传多样性

为了更准确、有效地揭示油菜资源遗传多样性,探索SSR和SRAP 2种分子标记在油菜菌核病抗性资源遗传多样性分析中的应用,采用40对SSR核心引物及陕西理工学院生物学院分子与遗传实验室筛选出的40对多态性高、条带清晰的SRAP引物,对陕西省汉中市农科所经过连续3年牙签茎秆接种试验结合多年的田间抗性表现筛选出的43份菌核病抗性较好的油菜材料进行遗传多样性分析,并对2种分子标记揭示的多态性条带数、多态性信息含量(PIC)进行比较。结果表明:2种标记共检测出634个条带,SRAP标记检测的多态性条带数(335)较SSR(287)高,而SSR引物的平均多态性信息含量(PIC)值较SRAP引物高,分别是0.76和0.69。在遗传相似系数0.67处,43份油菜材料被分为Ⅲ类,白菜型油菜(丰油10号白菜型选系)可较好地与甘蓝型油菜区分。主成分分析(Principal component analysis,PCA)、群体结构分析与聚类分析结果相似,说明SSR与SRAP标记结合能准确有效的反映油菜材料的亲缘关系。供试43份油菜材料遗传相似系数分布在0.65~0.81,表明遗传相似性较高,亲缘关系较近。因此,应进一步加强抗源筛选及引进,对现有材料进行遗传改良,拓宽其遗传背景,从而为抗菌核病油菜品种选育奠定基础。     

外源SA影响油菜叶表皮蜡质及菌核病抗性的机制

处于植物地上部分最外层的表皮蜡质被认为是植物抵御病原物入侵的第一道屏障,但表皮蜡质是否及如何参与油菜菌核病防御机制还不清楚。本试验选用2个抗病性不同的油菜品种中双9号(抗性品种)和渝油19 (感病品种),对水杨酸(SA)处理后的油菜幼苗接种核盘菌,分析油菜病情指数、叶表皮蜡质含量和晶体结构特征、抗氧化酶活性的变化规律。结果表明,SA处理使中双9号病情指数显著下降,渝油19无显著变化,SA诱导了油菜抗性品种中双9号对菌核病的抗性。接种核盘菌后,中双9号PAL活性显著增加,而渝油19显著下降; SA处理植株叶片PAL和POD活性显著高于单纯接种植株。渝油19苗期叶表皮蜡质总量显著高于中双9号。SA诱导中双9号蜡质总量及组分含量增加,柱状晶体结构减少,片状结构增加,扩大了蜡质层覆盖叶表面积。渝油19在SA处理后蜡质含量无显著变化,晶体结构发生了与中双9号相似的变化,但渝油19蜡质晶体熔融后覆盖叶表面积小于中双9号。综合分析认为防御酶活性及叶表皮蜡质共同参与SA诱导中双9号抗性增强的过程。     

核盘菌诱导下甘蓝型油菜防御相关基因表达差异分析

菌核病是油菜主要病害, 至今尚未在油菜及相关植物中找到抗性基因。本研究利用qRT-PCR法比较了抗病品种宁RS-1和感病品种APL01在接种核盘菌后0~48 h内11个防御相关基因的表达差异, 以揭示抗病品种宁RS-1的抗病机制。结果表明, 4个基因(PGIP、Cu/ZnSOD、OXO和GLP)在核盘菌诱导前后抗、感品种内表达量均较高, 且抗病品种的表达量显著高于感病品种, 尤其是PGIP基因, 抗病品种宁RS-1在24 h的表达量为诱导前的170.4倍, 而感病品种仅为诱导前的3.5倍, 该时期抗病品种PGIP的表达量为感病品种的1299.4倍;2个基因(LOX2和PDF1.2)在诱导前后抗、感品种内的表达量均较低, 但抗、感品种间表达量差异显著;5个基因(FeSOD、PAL、EDS1、PR1和EIN3)诱导前后抗、感品种内的表达量均较低, 且抗、感品种间的表达量差异不显著。推测抗病品种宁RS-1对菌核病的抗性可能是由于PGIP的上调表达, 抑制了核盘菌PG蛋白对侵染部位油菜组织细胞壁的降解, 从而抑制了油菜菌核病的发生与蔓延。     

芸薹属CesA基因家族在AC基因组中的进化及其多态性分析

植物细胞壁在保持细胞完整和维持功能等方面发挥了极其重要的作用,纤维素合成酶(CesA)基因家族编码了参与细胞壁多糖生物合成的许多酶。为了系统地了解CesA基因家族在芸薹属AC基因组的基本情况及CesA多态性与抗菌核病之间的关系,本研究利用拟南芥CesA1基因AT4G32410的蛋白种子序列对白菜、甘蓝和甘蓝型油菜全基因组数据进行全基因组水平CesA鉴定(E-value=0),基因结构域特征、生化特征、进化关系等的分析。从连续3年用牙签茎秆接种菌核病的甘蓝型油菜田间抗病性鉴定试验中,筛选出高抗病和高感病材料8份,克隆其C07染色体上的CesA基因片段,记为C07-BnaCesA,并进行序列多态性与抗病关联性分析。结果显示,在芸薹属AC基因组中共鉴定到78个CesA基因,其中白菜23个,甘蓝16个,甘蓝型油菜39个(A亚基因组20个,C亚基因组19个)。基于UPGMA法CesA蛋白系统进化树在遗传距离0.24处明显分成2大类。2000 bp启动子区预测到被转录因子(TFs)结合位点最多的TFs为BBR-BPC、ERF,14个CesA没有预测到TFs结合位点,在白菜和甘蓝杂交形成油菜的进化过程中,可能发生了基因沉默。在8份材料中C07-BnaCesA基因片段共鉴定到58个SNPs。芸薹属AC基因组CesA基因在进化过程中有的比较保守,C07-BnaCesA基因片段多态性与菌核病抗性没有强的关联性。     

甘蓝型油菜BnRRS1-like和BnRRS2-like抗病基因表达特征及进化分析

甘蓝型油菜(Brassica napus L.)作为中国乃至世界上重要的油料作物,在生产上常受到病虫危害而导致产量降低。NBS-LRR类基因已经被证明是一类广谱抗病基因,在拟南芥、水稻等作物中NBS-LRR类抗病蛋白参与对多种病原微生物的防御响应。本课题组通过对高/低油近等基因系材料做转录组分析筛选得到两个NBS-LRR类差异表达基因分别命名为BnRRS1-like和BnRRS2-like,对BnRRS1-like和BnRRS2-like基因进行了系统发育进化分析,结果表明,BnRRS1-like、BnRRS2-like基因与拟南芥RRS1-R基因高度同源。NCBI同源序列比对发现BnRRS1-like基因和BnRRS2-like基因与拟南芥RRS1-R基因相似度分别为60.68%和52.39%。对BnRRS1-like和BnRRS2-like基因编码的蛋白质序列分析结果表明:BnRRS1-like(BnaC09g18980)和BnRRS2-like蛋白(BnaA01g01460)均含有"TIR""NBS""LRR"保守结构域,属于TIR-NBSLRR类抗病蛋白。保守基序分析得出BnRRS1-like和BnRRS2-like基因有非常相似的保守基序。通过染色体定位结果表明,BnRRS1-like和BnRRS2-like基因分别定位于染色体C9和A1位置上。利用qRT-PCR技术分析发现,BnRRS1-like和BnRRS2-like均在油菜叶片中含量最高,其次是根,花中表达量最低。在油菜成株后进行核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)菌核接种后,测定不同诱导时间BnRRS1-like和BnRRS2-like基因相对表达量,发现接种菌核病菌3 h后BnRRS1-like和BnRRS2-like基因表达量明显上升,12 h达到最大值。结果证明,BnRRS1-like和BnRRS2-like为油菜抗菌核病相关基因。     

农杆菌介导脂滴包被蛋白基因8-3转化烟草的研究

为开发新的抗菌核病基因,针对抗病相关的脂滴包被蛋白基因8-3,设计了分别带有酶切位点Xba I和BamH I的一对引物,从克隆载体pMD19-T-8-3中扩增到基因8-3,双酶切8-3并连接到植物表达载体pBI 121上;将重组质粒导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens) LBA4404中,通过其介导将8-3基因转化到烟草中;获得了35株抗性转化株,PCR及测序分析鉴定阳性植株为21株,RT-PCR检测到基因8-3在其中能够表达;通过接种核盘菌和草酸处理试验,表明8-3基因可使烟草提高了草酸耐受水平,从而对菌核病具备一定的抗性。本实验研究了潜在功能基因8-3的抗病性,为植物抗菌核病的研究奠定了基础。     

转IPT基因油菜提高抗蚜虫能力

本研究利用农杆菌介导IPT(isopentenyl-transferases,异戊烯基转移酶)基因转化喀斯特特有甘蓝型油菜自交品种S65,在无激素的筛选培养基中获得再生植株14株,PCR检测12株外源基因整合入油菜基因组中.对其中5株转基因植株及5株野生型植株人工接种蚜虫试验,研究超量表达IPT基因油菜对蚜虫的抗性.结...     

14个甘蓝型油菜品种对菌核病的抗性初报

【研究目的】为探明不同类型的甘蓝型油菜品种对油菜菌核病的抗性差异,提供筛选抗耐病性的材料的新来源;【方法】选用14个甘蓝型油菜品种为材料,利用人工接种方法和病圃自然发病鉴定,研究了其青角期茎秆接种后病斑的扩展情况和成熟期自然发病情况以及在大田生产中的侵染发病;[结果]研究结果表明,不同甘蓝型油菜品种抗病性存在有明显差异,自然鉴定冬油菜材料Wanyou14的抗耐病要优于其他材料,抗病指数为0.36(对照Zhongyou821抗病指数为0),人工接种春油菜材料Ranger具有较好的病害抗扩展性,抗病指数为0.64,中晚熟的材料抗耐病强于早熟材料;【结论】冬油菜材料的抗耐病要优于春油菜材料,春油菜类型也具有较好的抗耐病性,抗性资源通过转育可提高冬油菜的抗病性;生产中油菜类型的选择以中晚熟的冬油菜品种为主。