安祖花Arizona品种遗传转化体系的优化及矮牵牛查尔酮合成酶基因(PhCHS)的导入

安祖花(Anthurium andraeanum)是近年来非常流行的年宵花卉之一。为了优化安祖花的遗传转化体系,本研究以安祖花Arizona品种组培苗的叶片为外植体,将构建好的重组质粒p SN1301-HYG-Ph CHS在根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)GV3101介导下转化安祖花。优化后的体系为:首先将组培苗幼嫩叶片切块后置于1/3 MS预培养基(附加200 mg/L NH4NO3,0.5mg/L BA,0.05 mg/L 2,4-D,5g/L琼脂,30g/L蔗糖)中预培育3 d,然后用根癌农杆菌(菌液OD600=0.5)侵染10 min,将侵染过的叶片接种于MS培养基,28℃黑暗条件下共培养3 d,之后转移到附加有500 mg/L羧苄青霉素和30 mg/L潮霉素的愈伤诱导培养基中进行筛选。结果表明,抗性愈伤组织形成率可达到5%~6%。对体系优化过程中获得的14株抗性转基因植株进行PCR检测,其中9株为阳性,证实矮牵牛查尔酮合成酶基因(Petunia hybrida chalcone synthase gene,PhCHS)已经转入安祖花Arizona中。该研究结果为利用转基因方法改良安祖花品种提供了技术保障。     

十二卷属花卉糯玉露组培体系建立试验初报

以十二卷属花卉糯玉露叶片、基部分株叶片、花序做为外植体,以MS为基本培养基,研究植物激素组合和浓度对其诱导分化、增殖培养、生根的影响,试图建立起糯玉露组培快繁体系。结果表明,最佳外植体为其花序,其诱导率最高为74%;最佳增殖培养基为MS+0.7 mg·L~(-1)6-BA+0.1 mg·L~(-1)NAA,增殖率为650%;最适的生根培养基为MS+0.3 mg·L~(-1)6-BA+0.3 mg·L~(-1)NAA,平均生根数为5.36条,生根率为100.00%。     

农杆菌介导陆地棉棕彩选1号茎尖遗传转化

为建立高效的棕色棉茎尖遗传转化体系,以陆地棉棕彩选1号为材料,采用农杆菌介导茎尖的遗传转化方法,以培养7 d的棕彩选1号幼苗茎尖为受体,设计正交试验对共培养时间、共培养温度、菌液OD600、侵染时间等条件进行优化;此外,还研究了受体茎尖的大小及真空渗透等因素对转化效率的影响,初步建立了棕色棉茎尖农杆菌介导的遗传转化技术体系。结果表明,带有0.5 cm下胚轴的茎尖适合转化,适宜的农杆菌介导遗传转化条件为农杆菌菌液浓度OD600=1.0,侵染时间20 min,共培养时间3 d,共培养温度24℃。此外,真空渗透处理有助于抗性苗的发生。再生植株经在含100 mg·L~(-1)卡那霉素的培养基上筛选,获得102株抗性植株,再进行PCR鉴定和Southern杂交检测,共获得24株转基因植株,转化率为0.4%,且为单拷贝基因插入。本试验建立的优化条件为棕色棉的遗传转化奠定了理论基础。     

农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系的建立

为建立高效的海岛棉遗传转化体系,本实验以新疆海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种新海13号、新海14号、新海16号茎尖为转化受体,采用农杆菌介导法,研究不同苗龄茎尖、菌液浓度、侵染时间及共培养时间对基因转化的影响,建立了农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系。最佳转化体系为:将生长4 d的无菌苗茎尖浸入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌液浓度OD600为0.5的菌液中,浸染10 min,共培养48~72 h后,移至卡那霉素浓度为150 mg/L的选择培养基进行筛选,25 d后转移到生根培养基培养,获得抗性苗,经嫁接或者直接移栽,获得29株抗性植株;经过PCR和RT-PCR检测,初步证明抗除草剂5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase,EPSPS)已导入海岛棉基因组中。该转化体系的建立为海岛棉的转基因育种提供了技术支持。     

菘蓝遗传转化体系的建立及转AtNDPK2基因研究

为建立菘蓝的遗传转化体系,获得转AtNDPK2基因的菘蓝植株,本试验以二倍体和四倍体菘蓝为试验材料,采用农杆菌介导的方法,将胁迫诱导型启动子SWPA2与At NDPK2基因构建的共表达载体导入二倍体和四倍体菘蓝中,得到菘蓝稳定的遗传转化体系为:叶片切成约0.5 cm×0.5 cm的小块,预培养2 d后,取出放于OD600为0.6~0.8的农杆菌菌液中摇动15 min后取出。然后用灭过菌的滤纸吸干菘蓝叶片表面的农杆菌,共培养3 d后将菘蓝叶片转入含25 mg·L~(-1)Kan和300 mg·L~(-1)Cef筛选培养基中培养15 d,转接到含50 mg·L~(-1)Kan和300 mg·L~(-1)Cef的筛选培养基中培养15 d。结果表明,二倍体抗性芽诱导率为8.84%,四倍体抗性芽诱导率为9.86%,将抗性芽切成单株,转接到加有50 mg·L~(-1)Kan和300 mg·L~(-1)Cef的生根培养基上进行生根培养,20 d后每株能长出大约25条根,将生根良好的抗性植株移栽到栽培土中,成活率达到80%以上。通过PCR检测获得6个二倍体株系和7个四倍体株系,进一步通过RT-PCR检测发现,阳性株系均在转录水平表达。本研究为菘蓝基因工程操作技术提供了一定的参考,同时也为菘蓝抗逆品种的培育奠定了理论基础。     

根癌农杆菌介导的抗除草剂转基因甘薯植株的获得

以甘薯品种栗子香的胚性悬浮细胞为受体材料, 用根癌农杆菌介导法,获得了表达bar基因的抗除草剂转基因甘薯植株。农杆菌菌株LBA4404携带含有bar基因的双元载体pCAMBIA3300。共计450个胚性细胞团用于遗传转化。在添加2 mg/L 2,4－D、100 mg/L Carb和0.5 mg/L PPT 的固体MS培养基上选择培养8周后,得到了19个PPT抗性愈伤组织。将这19个抗性愈伤组织转移到添加1 mg/L ABA、100 mg/L Carb和0.5 mg/L PPT 的固体MS 培养基上,其中的10个抗性愈伤组织共再生出103株拟转基因植株。PCR分析表明,其中的69株为转基因植株。Southern blot分析表明,bar基因稳定整合到转基因植株的基因组中。除草剂喷洒试验结果表明,转基因植株具有高度除草剂抗性。     

农杆菌介导抗根结线虫Bt cry6A基因转化茄子的研究

本试验以茄子下胚轴和子叶为外植体,通过对抗生素选择压筛选、不同抗生素抑菌效果比较、农杆菌侵染时间、预培养时间、共培养时间等条件优化,建立了适用于茄子的遗传转化体系,并利用农杆菌介导法将抗根结线虫Bt cry6A基因导入茄子中,以期获得抗线虫的茄子材料,探索新的抗线虫育种途径,为利用茄子转基因技术培育和改良茄子品质提供理论依据.结果表明,75mg· L-1的卡那霉素可以有效地抑制愈伤组织的产生;200mg· L-1特美汀能够完全抑制农杆菌的生长;最佳侵染外植体为子叶,在预培养4d,侵染10min,共培养1d时转化率最高;获得的56株Kan抗性植株中有15株具有GUS活性;经过PCR、RT-PCR验证,初步确认Bt cry6A基因已整合至茄子基因组中,并在转录水平上正常表达;根结线虫幼虫接种鉴定表明,转Bt cry6A基因茄子再生植株对南方根结线虫抗性明显提高.     

农杆菌介导的洋桔梗遗传转化体系的建立

以洋桔梗叶片为外植体,建立了植株再生体系,并在此基础上,用根癌农杆菌介导法,研究了影响洋桔梗转化的若干因素。结果表明,诱导最佳培养基为MS+6-BA 1.0mg/L+NAA 0.15mg/L,不定芽诱导率达74.5%;不定芽生根培养基为1/2MS+IBA 0.5 mg/L,生根率达90%。不定芽分化阶段和生根阶段的Km筛选浓度分别为45mg/L和15mg/L;根癌农杆菌菌液浓度OD600值为0.6,侵染时间10min,共培养时间3d,有利于抗性芽的产生。Km筛选得到的抗性植株经过PCR和Southern检测表明,八氢番茄红素合成酶基因(PSY)已经整合到洋桔梗基因组中。     

花生子叶节高效芽诱导体系的研究

花生是一种重要的油料作物,培育高产、优质、抗病、耐逆新品种是促进花生增产、增效的主要手段,但较低的花生外植体再生效率严重阻碍了花生基因工程的研究。因此,建立高效的花生再生体系对于科学研究具有重要意义。试验以3份不同花生品种的子叶节作为外植体,探究不同预培养天数和不同浓度的不同植物激素对子叶节丛生芽分化的影响。结果表明:预培养5d的子叶节芽诱导情况最好。不同品种进行激素诱导培养时也有一定的差异规律:麻油1-1和弗落蔓生的子叶节外植体在MSB_5+6 mg·L~(-1) 6-BA+2 mg·L~(-1) 2,4-D培养基中诱导芽效果最好;濮花23号的子叶节最佳诱导芽培养基是MSB_5+10 mg·L~(-1) 6-BA+2 mg·L~(-1) 2,4-D。     

山定子遗传转化体系的优化

为了优化山定子(Malus baccata)遗传转化体系,利用DNA重组技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)克隆到植物表达载体pBI121中,得到新型的重组质粒pBI121-eGFP。重组pBI121-eGFP质粒在根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)EHA105介导下转化山定子。结果表明,叶片切块后振荡侵染5~8min,共培养3 d,之后用含有500 mg/L Cef的MS液体清洗后转移到含有300 mg/L Cef的筛选培养基中,同时卡那霉素的筛选浓度由5 mg/L加大到20 mg/L时,获得的转化效率较高。对体系优化过程中获得的7株抗性苗进行了PCR检测、RT-PCR分析、绿色荧光现象观察及荧光蛋白信号分析,结果显示,其中6株抗性苗PCR检测呈阳性,3个eGFP基因表达量较高的转基因株系T1、T3和T6的绿色荧光现象较强,且具有较高的荧光蛋白信号。荧光检测与分子检测结果基本一致,从而可以利用绿色荧光直接检测转基因植株,达到优化山定子遗传转化体系的目的。     

红比利时杜鹃愈伤悬浮颗粒瞬时转化体系构建及植株再生

为建立红比利时杜鹃花愈伤悬浮颗粒瞬时转化体系,以嫩叶为材料,探讨了愈伤组织诱导与增殖的条件,构建并评价了愈伤悬浮颗粒瞬时转化体系,同时诱导愈伤颗粒出芽、生根,并获得组培小苗。结果表明,在2.41 g·L^-1木本植物基本培养基(WPM)+20 g·L^-1蔗糖+10 g·L^-1麦芽糖+7.0 g·L^-1琼脂+0.050 mg·L^-1植物组培抗菌剂(PPM)为基本培养基的条件下,嫩叶愈伤组织诱导的生长调节剂最优方案为:0.3 mg·L^-1 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)+0.3 mg·L^-1 噻重氮苯基脲(TDZ),此时愈化率可达97.78%;愈伤组织继代增殖的生长调节剂方案为:0.61 mg·L^-12,4-二氧苯氧乙酸(2,4-D)+0.65 mg·L^-1 6-苄基腺嘌呤(6-BA)+1.37 mg·L^-1 TDZ,此时增殖率可达167%。将继代5次后呈疏松状的愈伤颗粒接种于液体继代培养基中,大约4~12 d后愈伤颗粒进入指数生长阶段,增殖率为45%。含有GUS基因的pRI 101-AN与含有GFP基因的pCAMBIA1301-GFP分别在农杆菌GV3101介导下转化处于指数生长期的愈伤悬浮颗粒,OD₆₀₀为0.6的农杆菌侵染液侵染15 min后,愈伤颗粒的GUS染色效率为26.28%,愈伤颗粒的GFP荧光表达效果明显。另外,以2.41 g·L^-1 WPM+7 g·L^-1琼脂+20 g·L^-1 蔗糖为基本培养基,添加2.0 mg·L^-1TDZ + 0.5 mg·L^-1 2,4-D时,可诱导愈伤组织不定芽;以1/2 Read为基本培养基,添加0.5 mg·L^-1 IBA+1 g·L^-1活性炭可诱导出芽的愈伤颗粒生根。本研究结果为进一步开展红比利时杜鹃花稳定遗传转化研究和转基因植株培育奠定了基础。     

农杆菌介导春小麦遗传转化体系的优化研究

采用携带GUS基因双元表达载体p1301-Pubi-Ecppc的根癌农杆菌菌株C58c1、LBA4404和EHA105对4个春小麦品种的幼胚愈伤组织进行了遗传转化。结果表明,3M1.5为最佳诱导培养基;扬麦158和扬麦10是用于小麦遗传转化的良好基因型。对农杆菌转化条件进行进一步优化,得出用农杆菌C58c1侵染预培养15d的扬麦158幼胚愈伤组织,当侵染液浓度为OD6000.8、侵染40min、共培养3d时,可以提高农杆菌介导小麦遗传转化的筛选频率和PCR阳性率。对所得到的具有hyg抗性的愈伤和抗性植株进行GUS基因化学组织检测和PCR分子鉴定,初步证明Ecppc基因已整合到小麦再生植株基因组中。本研究初步建立了农杆菌介导小麦的遗传转化体系。     

共培养条件对农杆菌转化大豆子叶节的影响

为提高大豆的遗传转化效率,利用根癌农杆菌对大豆成熟种子的子叶节进行遗传转化,从影响农杆菌和大豆子叶节外植体双方的因素出发,重点研究共培养阶段培养基的pH值、光照条件和共培养时间三个因素对转化的影响,以寻找适宜农杆菌和外植体的平衡点。分析单因素试验和正交试验的研究结果表明,在共培养阶段,培养基pH值适宜范围为6.0~6.6,pH值以6.6为佳;提供10~16h·d-1光照均提高了转化效率,与完全黑暗差异显著;延长共培养时间显著提高转化效率,以7~10d为宜。本研究范围内以冀豆12、豫豆22和秦黄小粒12三个基因型大豆获得了较高转化效率,供试的6个大豆品种均获得了转基因植株,PCR和Southern分析表明植酸酶基因phyA基因已经整合到大豆基因组中。该结果对提高大豆的遗传转化效率有重要参考价值。     

爬行卫矛再生体系建立及根癌农杆菌介导的遗传转化研究

以爬行卫矛(Euonymus fortunei var. radicans)无菌苗下胚轴为外植体,在附加不同浓度植物生长调节的MS基础培养基上诱导培养,通过器官直接发生途径获得再生植株。结果表明,0.5mg/L BAP和0.01mg/L NAA组合的诱导效果最佳,其不定芽再生率高达92%,外植体平均不定芽数目为4.2个。将含有雪花莲凝集素基因(Galanthus nivalis agglutinin,GNA)的植物表达载体pBCGm导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404, 通过农杆菌介导法遗传转化爬行卫矛的下胚轴,经PCR和PCR-Southern检测,GNA基因已整合到转化植株的基因组中。遗传转化过程中,外植体不经预培养,菌液浓度OD=0.6,共培养3d,有利于获得最高遗传转化效率。     

发根农杆菌介导转化小金海棠的影响因素

为了研究发根农杆菌介导的小金海棠的遗传转化体系,采用农杆菌侵染的方法,对影响Ri质粒诱导小金海棠产生发状根的各种因素进行了研究,结果发现,Ri质粒转化小金海棠形成发状根的效率,受发根农杆菌种类、浓度、生理状态及小金海棠外植体的种类、外植体在菌液中的侵染时间、共培养时间、基本培养基等多种因素的影响,加入20mg/L AS对转化效率影响不大。采用稀释5倍的处于对数生长期的8196菌株,感染小金海棠无菌苗幼嫩叶片5-10min,在MS培养基上共培养2d后转入含卡那霉素10mg/L、头孢霉素250mg/L的1/4MS诱导培养基上培养一个月,发根诱导效率最高可达93.3%.随机选择50条诱导的发根进行GUS染色,结果发现有96%发根GUS染色呈阳性。对48条GUS阳性的发根进行PCR检测,其阳性率为100%。高效的发根诱导体系为发根的进一步再生及转入外源基因奠定了基础。     

爬行卫矛再生体系建立及根癌农杆菌介导的遗传转化

以爬行卫矛(Euonymus fortunci var.radicans)无菌苗下胚轴为外植体,在附加不同浓度植物生长调节剂的MS基础培养基上诱导培养,通过器官直接发生途径获得再生植株.结果表明,0.5 mg/LBAP和0.01 mg/L NAA组合的诱导效果最佳,其不定芽再生率高达92%,外植体平均不定芽数目为4.2个.将含有雪花莲凝集素基因(Galanthus nivalis agglutinin,GNA)的植物表达载体pBCGm导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404,通过农杆菌介导法遗传转化爬行卫矛的下胚轴,经PCR和PCR-Southern检测,GNA基因已整合到转化植株的基因组中.遗传转化过程中,外植体不经预培养,菌液浓度OD=0.6,共培养3 d,有利于获得最高遗传转化效率.     

小油桐外植体的KN1基因遗传转化及其超量表达的转基因植株

本研究采用农杆菌介导法将KN1基因遗传转化小油桐,并获得了转基因植株。在研究中分析了农杆菌菌液菌液的浓度、侵染时间和外植体的大小对遗传转化效率的影响以及KN1基因超量表达对转基因植株再生的影响。研究结果表明：以苗龄15d左右的小油桐无菌苗子叶为外植体,农杆菌菌液浓度OD600为0.6～0.8时,侵染8min,外植体大小为（0.8×0.8）～（1.0×1.0）mm时,遗传转化效果最好;对抗性芽及再生植株进行GUS及PCR检测结果表明,KN1基因已经整合到小油桐植物基因组中。KN1基因的超量表达可提高小油桐再生芽分化,影响转化芽及植株的外观形态及叶片的表型,包括芽及植株矮小,茎杆粗壮;叶片缩小,边缘分裂,对称性丧失,无子叶柄等。     

长穗偃麦草逆境诱导cDNA文库的构建和初步鉴定

长穗偃麦草是小麦的野生近缘植物之一,具有抗多种生物胁迫和非生物胁迫的优良基因。为了从中发掘耐盐基因,分别用100、200、300、400 mmol·L~(-1)的Na Cl和20%、30%、50%(w/v)的PEG-6000处理长穗偃麦草幼苗,采用改良的SMART方法合成逆境诱导条件下的全长c DNA。采用Gateway技术中的BP反应构建长穗偃麦草全长入门c DNA混合文库,滴度为4.0×106cfu·m L~(-1),库容量为2.0×107cfu,插入片段平均长度为0.75 kb,重组率达98.9%。将该入门文库重组到植物转基因双元载体p MDC83中,获得目标文库,其原始滴度为6.0×106cfu·m L~(-1),库容量为3.0×107cfu,插入片段平均长度为0.45 kb,重组率达100%。通过农杆菌侵染萌发花粉再授粉的方法,获得转基因玉米T0种子,转化率达3%;用农杆菌侵染法将农杆菌与烟草BY-2细胞共培育,成功将目标文库转入到烟草BY-2细胞中,在培养基中加入潮霉素和不同浓度的Na Cl溶液,筛选获得耐盐细胞系69个。研究结果为大规模快速筛选鉴定植株水平和细胞水平上的抗盐基因奠定了基础。     

狗蔷薇类原球茎遗传转化体系的建立

在本实验室建立的狗蔷薇（Rosacanina）类原球茎（PLB）再生途径基础上,以类原球茎为转化受体,采用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens,GV3101菌株）介导法,通过评价类原球茎GUS基因瞬时表达率,采用正交试验设计优化狗蔷薇遗传转化条件,建立遗传转化体系。最佳转化条件为：用OD600值为0．6的农杆菌菌液侵染狗蔷薇类原球茎30min,然后在含有100μmol／L乙酰丁香酮的MS培养基上共培养2d,利用此优化的转化系统,经组织化学染色及PCR检测获得了转GUS基因阳性植株。     

黑果枸杞高效植株再生与遗传转化体系的建立

为建立高效的黑果枸杞组织培养与遗传转化体系,本研究以黑果枸杞叶片、茎节、茎段为外植体,在含有不同浓度组合的NAA和BAP培养基上进行愈伤组织和不定芽诱导比较;选择黑果枸杞叶片为材料,采用农杆菌介导法,将带有绿色荧光蛋白基因(sGFP)的双元表达载体导入黑果枸杞,探讨侵染时间和抗生素浓度对遗传转化效果的影响。结果表明,黑果枸杞的最适植株再生体系为:以叶片为外植体,MS基本培养基中添加0.5 mg·L^-1NAA和0.3 mg·L^-1BAP,愈伤组织诱导率为88.56%,不定芽诱导率为54.54%,将不定芽置于1/2MS培养基中进行生根诱导,生根率为95%;稳定高效的遗传转化体系为:农杆菌侵染液OD₆₀₀为0.25,共培养3 d,卡那霉素(kanamycin)和羧苄西林(carbenicillin)浓度分别为25和250 mg·L^-1。愈伤组织和不定芽诱导时经卡那霉素和荧光标记双重选拔,愈伤组织阳性率为85.47%,出芽生根后经PCR鉴定,阳性转化率为29%;利用实时荧光定量PCR检测转基因植株,导入的外源sGFP基因均有较高的表达水平。本研究为利用基因工程技术对黑果枸杞进行品种改良提供了技术支撑。