基因枪法介导的转KN2基因小麦的获得及鉴定

【目的】获得转KN2基因的小麦植株,为研究KN2基因对提高转基因小麦抗寒性的作用,以及为利用基因工程提高小麦抗逆性奠定基础。【方法】以弱冬性小麦品种小偃22为供试材料,通过基因枪法,用含有KN2基因的植物表达载体和筛选标记基因bar共转化小麦幼胚愈伤组织,经过除草剂(Phosphinothricin,草丁膦)筛选和愈伤组织分化获得再生植株,并对得到的再生小麦植株进行PCR检测。【结果】采用基因枪法共轰击小偃22的幼胚愈伤组织1 680个,共获得再生植株17株,移栽到花盆中成活15株;根据目标基因序列设计特异引物,对成活的小麦植株进行PCR检测,结果表明获得含有bar基因和KN2基因的转基因阳性植株分别为6株和4株,转化率分别为0.36%和0.24%,bar和KN2的共转化率为0.24%。【结论】KN2基因成功地转入到小麦品种小偃22中。     

基因枪介导的转基因小麦的获得与鉴定

运用基因工程技术将外源抗病基因直接导入具有优良农艺性状的小麦品种中,能够获得抗赤霉病小麦新品种。采用基因枪介导的共转化法,以bar基因为筛选标记,将几丁质酶基因导入长江中下游小麦栽培品种郑麦9023,T0代经过PCR鉴定,获得6株阳性植株,表明几丁质酶基因已整合到小麦基因组中。     

基因枪共转化将拟南芥DREB2A基因和bar基因导入小麦

为了提高小麦的抗旱耐盐性,采用PCR方法克降了拟南芥DREB2A(AtDREB2A)基因,构建了由水稻Actin启动子驱动的组成型表达载体,通过基因枪共转化途径,将AtDREB2A基因和抗除草剂筛选bar基因同时导入小麦品种Alondra和扬麦12,bar基因、AtDREB2A基因的转化频率以及两基因的共转化频率分别达到2.4%、0.4%和0.2%.对部分阳性植株进行RT-PCR分析表明,导入的AtDREB2A基因和bar基因均获得稳定表达.本研究获得的共转化植株为今后剔除筛选标记基因、培育安全的抗旱耐盐小麦新种质奠定了基础.     

基因枪介导的转PYL5基因小麦的获得与鉴定

【目的】通过基因枪介导共转化,获得转拟南芥抗旱基因PYL5的小麦植株,为转基因小麦的抗旱功能研究奠定基础。【方法】以小麦品种西农889、绵阳19和宁春16为供试材料,通过基因枪介导法将诱导型启动子Rd29A启动的PYL5基因和筛选标记基因Bar共转化到小麦幼胚愈伤组织中,经过除草剂PPT(Phosphinothricin)筛选和愈伤组织分化,获得再生植株。根据目标基因PYL5和Bar基因序列分别设计特异引物,对移栽成活的小麦T0代再生植株进行基因特异性PCR检测。【结果】采用基因枪分别轰击西农889的1800个、绵阳19的800个和宁春16的800个幼胚愈伤组织,经过筛选和分化分别获得了9,5和14株小麦再生植株;对转基因小麦T0代再生植株的基因特异性PCR检测结果表明,西农889、绵阳19和宁春16 Bar基因的转化率分别为0.280%,0.500%和0.750%,PYL5基因的转化率分别为0.110%,0.125%和0.500%,Bar和PYL5基因的共转化率分别为0.110%,0.125%和0.500%。【结论】PYL5基因成功转入到了小麦品种西农889、绵阳19和宁春16中。     

转Wx-cDNA基因水稻无抗性选择标记植株的筛选

本试验以直链淀粉含量不同的粳稻品种武香9915和糯稻品种苏御糯、广陵香糯为受体材料,运用根癌农杆菌介导的双载体共转化技术分别将含有潮霉素抗性(HPT)选择标记基因和Wx-cDNA的2个T-DNA区序列导入上述受体中,获得了大量转基因水稻植株。对转基因水稻植株进行PCR检测,结果表明:目的基因和潮霉素抗性选择标记基因可以共整合到细胞中,并可以在后代中发生分离,从而可以筛选出仅含有目的基因而不含选择标记基因的转基因植株。     

基因枪法获得Phs-r转基因小麦植株的研究

实验以普通小麦豫麦18-64品种为供试材料,采用基因枪法对报告基因(Bar基因)和目的基因(PHS-r基因)两个重组质粒进行了共转化,获得了再生植株,并对转化植株进行了检测。结果表明:以预培养15d的幼胚愈伤组织作为受体材料其转化频率明显高于当天剥取和预培养3～4d的幼胚;在基因枪轰击前6h和轰击后18h,用0.5moL/L的甘露醇进行渗透处理,其转化频率会有明显的提高;实验通过基因枪转化与再生培养,共获得了12株再生植株,PPT检测且均表现出抗性,其中6株经PCR检测呈阳性,表明PHS-r基因已整合到小麦基因组中并正常表达。     

转反义PLDγ基因小麦的分子鉴定

为了提高小麦的耐逆性,采用穗茎注射法将反义PLDγ基因导入小麦品种LK906中.通过卡那霉素筛选获得了91株抗性植株.提取抗性植株叶片DNA进行PCR扩增,结果有42株扩增出430 bp目的条带,PCR-Southern杂交也证实其为阳性.RT-PCR检测发现,反义PLDγ基因在10株植株已经表达.同时试验发现,转基因小麦的耐盐性与对照相比均达到极显著水平.从分子水平及性状表现说明目的基因已经转入受体小麦中且能够成功表达.     

转hrpZpsta抗病基因大豆的研究

【目的】将具有广谱抗病性的hrpZpsta基因导入大豆,为培育抗灰斑病的转基因大豆新品系奠定基础。【方法】采用农杆菌介导法,以大豆子叶节为受体,将具有广谱抗性的hrpZpsta基因转入大豆品种"吉林30"中,以耐盐基因badh作为筛选标记性基因,经过抗性筛选,对转基因植株进行PCR检测、Southern杂交和RT-PCR检测分析。【结果】确定的NaCl筛选浓度为200mmol/L。对T1、T2和T3代转基因植株进行PCR检测,得到T1代阳性植株30株,T2代45株,T3代284株,说明外源hrpZpsta基因在转基因后代中能够遗传。Southern杂交结果表明,外源目的基因hrpZpsta已经整合进大豆基因组中,且整合位点不尽相同。RT-PCR结果表明,hrpZpsta基因在受体大豆中获得表达。【结论】获得了hrpZpsta基因遗传表达的T3代转基因大豆株系。     

用基因枪法将抗除草剂bar基因导入小麦的研究

用基因枪法将含有抗除草剂bar基因的植物表达载体导入优良品种小麦幼胚愈伤组织,并通过GUS瞬时表达对沉淀剂、轰击距离、金粉用量等轰击参数进行了优化。用除草剂对轰击后的材料进行分化生根筛选,共获得33株再生苗。通过PCR检测和涂叶检测,初步证明其中4株已将bar。基因整合到小麦基因组中,平均转化率为0．33％。     

用基因枪法将抗除草剂bar基因导入小麦的研究

用基因枪法将含有抗除草剂bar基因的植物表达载体导入优良品种小麦幼胚愈伤组织,并通过GUS瞬时表达对沉淀剂、轰击距离、金粉用量等轰击参数进行了优化.用除草剂对轰击后的材料进行分化生根筛选,共获得33株再生苗.通过PCR检测和涂叶检测,初步证明其中4株已将bar基因整合到小麦基因组中,平均转化率为0.33%.     

油菜中转基因成分的筛查检测策略

旨在建立油菜中转基因成分的快速筛查方法,服务于农业转基因生物安全监管。根据转基因油菜常用转化遗传元件信息建立转基因油菜的筛查策略,并使用定性PCR法检测。结果表明,利用CaMV35S启动子、NOS终止子、bar基因、pat基因、CP4-epsps基因和NPT II基因6个靶标元件的组合,理论上可筛查92%的已知商业化转基因油菜转化事件。该方法的检测灵敏度达到1g/kg,可对油菜中的大多数转化事件进行快速、高灵敏度的筛查。     

小麦抗叶锈病基因LrAlt的比较基因组学分析

斯卑尔脱小麦材料Altgold含有小麦抗叶锈病基因LrAlt。该基因被定位于小麦2A染色体短臂末端。本研究基于小麦与短柄草和水稻基因组良好的共线性关系,对小麦抗叶锈病基因LrAlt进行比较基因组学分析,发现该基因所在基因组区域对应于短柄草第5染色体和水稻第4染色体的直系同源基因组区域,据此开发出与LrAlt连锁的EST-STS标记BE498683、BE471132.1、BG605273和CD454629,并构建了LrAlt的遗传连锁图谱,这4个EST-STS标记与Xbarc212共分离,位于LrAlt近着丝粒侧,距离LrAlt 1.9cM。同时,通过筛选Graingenes 2.0公布的位于LrAlt附近的SSR标记,发现Xbarc124、Xgwm614与LrAlt紧密连锁,均与Xbarc212共分离。本研究通过比较基因组学的策略和筛选Graingenes 2.0公布的SSR标记,共得到与LrAlt紧密连锁的9个新的分子标记,为构建LrAlt的高密度精细遗传连锁图谱、分子标记辅助选择和基因聚合奠定了基础。     

亚东鲑基因组中Tc1-like转座子的序列歧化特征分析

根据鱼类Tc1-like超家族转座子的末端反向重复序列设计单引物,对西藏亚东鲑基因组进行PCR扩增、回收、克隆和测序,鉴定出亚东鲑两条长度为1 607 bp和1 473 bp的Tc1-like超家族转座子序列,命名为Tbt1和Tbt2。序列分析表明,亚东鲑Tbt1转座子左右两端分别存在一个196 nt和225 nt的末端反向重复序列(Inverted terminal repeats,ITR),在左右ITR中分别包含2个12 nt的亚末端反向重复序列(Subterminal inverted repeats,SIR);亚东鲑Tbt2转座子分别存在一个32 nt和31 nt短的ITR,其左右ITR中各仅包含1个12 nt的SIR。亚东鲑Tbt1、Tbt2转座子的转座酶编码区在进化过程中各已积累了4个和9个终止突变,两者均不能表达完整的转座酶。亚东鲑Tbt2与其它鲑科鱼类Tc1-like转座子的相似度低于30%,而与金鱼Tca2转座子的序列相似度高达98%,显示该转座子的获得可能起源于基因水平转移(horizontal gene transfer,HGT)方式。     

海岛棉GbMYB25基因的克隆及表达分析

根据陆地棉GhMYB25的序列,设计1对引物,通过RT-PCR技术从海岛棉品种新海21号中克隆了1个同源基因,命名为GbMYB25。GbMYB25基因具有1个930bp的开放阅读框,编码309个氨基酸,预测分子量约为34.762ku,等电点为8.08,推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域。GbMYB25基因序列包含2个内含子。氨基酸序列比对表明,该蛋白和其他高等植物的MYB蛋白有较高的同源性。进化树分析表明,GbMYB25基因和陆地棉GhMYB25基因处在同一进化树分支。亚细胞定位表明GbMYB25基因在细胞核中表达,实时荧光定量PCR结果表明GbMYB25基因在胚珠(0doa)、纤维(5dpa)和叶片中的表达量较高。以上结果表明,GbMYB25转录因子可能参与棉花纤维发育。     

叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-1707基因的克隆及表达分析

为了解叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-1707基因在高温下的作用机制,通过同源克隆及RACE技术克隆并获得叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-1707基因全长cDNA序列,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析基因在不同叶用莴苣品种中的表达量差异。该基因全长2 400bp(KP258179),开放阅读框为2 106bp,编码701个氨基酸,与西瓜(AAC03416.1)、牵牛花(ABZ04081.1)、黄瓜(CAA52149.1)、菠菜(AAB91471.1)等HSP70蛋白高度同源。实时荧光定量PCR结果表明:高温处理时,该基因在热敏品种中表达没有明显增加,随着处理时间的增加甚至表现为下调,而在耐热品种中,其表达上调。成功克隆得到叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-1707基因,热胁迫下该基因在不同品种中的表达有一定的差异性,推测该基因可能与叶用莴苣耐热性相关。     

甘蓝纤维素合成酶基因BoCesA的克隆与序列分析

为研究甘蓝纤维素合成酶BoCesA基因在干旱胁迫下的表达模式,通过同源克隆得到甘蓝纤维素合成酶基因的cDNA全长,利用生物信息学软件分析该基因的特征;构建含BoCesA和GFP的融合表达载体,通过基因枪转化洋葱表皮细胞试验对该基因进行亚细胞定位;利用荧光定量PCR分析基因在不同组织中的表达情况及干旱胁迫下的表达模式。甘蓝纤维素合成酶BoCesA基因的cDNA全长为2 721bp,编码906个氨基酸,在N端含有锌指结构域和2个跨膜区,C端含有6个跨膜区,除包含植物纤维素合成酶基因共有的保守区外,还包含2个高突变区。通过氨基酸序列比对分析,发现甘蓝的该基因与拟南芥的AtCesA3基因同源性较高。亚细胞定位表明BoCesA基因初步定位于细胞质膜上。荧光定量PCR分析表明该基因在叶中的表达量高于茎和根中的表达量,在NaCl、PEG处理下BoCesA表达量呈现先升高后下降的趋势。通过对甘蓝纤维素合成酶BoCesA基因在NaCl、PEG胁迫下的表达分析,预测该基因对干旱胁迫有响应,它的表达受干旱胁迫的影响,这为进一步研究基因功能奠定了基础。     

转LTP基因T_0代小麦的获得及抗条锈病鉴定

以小麦生产品种小偃22、科农199和西农1376为受体品种,植物抗菌蛋白基因LTP作为目的基因,构建pAHC25-LTP表达载体,利用基因枪法转化小麦幼胚愈伤组织,获得转LTP基因T0代小麦1247株。经草铵膦(Phosphinothricin,PPT)抗性筛选及PCR分子检测,获得阳性再生植株209株,转化率1.87%。阳性再生植株接种条锈菌CYR29、CYR31和CYR32混合小种后进行抗条锈病鉴定,获得抗性植株74株,其中抗性显著提高的抗病植株11株。本研究初步证明抗菌蛋白基因LTP在小麦抗条锈病菌的侵染中有一定作用,为获得转抗菌蛋白基因的抗条锈病小麦品种奠定基础,以期获得育种中可应用的新型抗源材料。     

甜樱桃黄酮醇合酶基因的克隆及其表达分析

为了解黄酮醇合酶在甜樱桃类黄酮生物合成途径中的作用,根据其他物种已知的FLS cDNA保守序列设计简并引物,采用RT-PCR和RACE的技术,从甜樱桃(Prunus avium.L)嫩叶中扩增获得FLS cDNA全长,命名为PaFLS(GenBank登录号:JQ289290).该基因cDNA全长为1 077 bp,开放阅读框为1 014 bp,编码337个氨基酸,分子质量为38 ku,等电点pI为5.58.生物信息学分析表明PaFLS属于依赖2-酮戊二酸的双加氧酶家族(2OG-FeII_Oxy),该基因所编码的氨基酸序列与苹果、梨和草莓的同源性分别为99％、97％和77％.将该基因重组到表达载体pGEX4T-1中进行原核表达,电泳检测到一条约为65 ku的融合蛋白(含27 ku的GST标签).组织时空表达分析表明,PaFLS在甜樱桃的花中表达量最高,这可能和黄酮醇参与花粉萌发及利于授粉有关.     

补血草种间杂种的形态学观察与SRAP分析

为了更好地开发利用补血草属植物,获得新的种间杂种,并为杂种的进一步筛选以及优异性状新种质的获得打下基础,以二色补血草为母本,黄花补血草为父本进行杂交实验,通过形态学观察及SRAP分子标记对杂交后代进行鉴定和分析.本实验共获得11株杂交后代,经形态学观察表明,杂交种的生长习性与母本一致,花萼色与父本一致,而其叶幅、叶数、茎木质化程度和开花次数等多数性状介于父母本之间;SRAP分子标记对杂交后代及父母本扩增共得到91个DNA片段,其中11个是亲本和杂种后代共有的,80条为多态性带,占88%;并且所有杂种后代均具有亲本的扩增片段,为真杂种.杂种F1-6、7和11号性状优良,可通过组培繁殖形成无性系,作为补血草新类型推广.