大豆遗传转化方法及再生体系研究进展

转基因技术作为现代生物技术之一,在基因功能研究和转基因育种方面取得重要进展。大豆基因组测序之后,大豆功能基因组学发展迅速,挖掘控制重要性状的基因用于转基因育种受到广泛关注。随着转基因大豆新品种培育重大专项的实施,我国建立了基因克隆、遗传转化、功能研究、转基因品系安全评价等转基因育种研究技术体系和监管体系。其中,转基因大豆遗传转化技术体系的研究取得了较快的进展,主要集中在高效、稳定遗传转化再生体系的建立和优化,大豆遗传转化方法的探索和优化等方面。对大豆遗传转化体系、转化方法和转化效率等因素进行阐述,可为大豆基因功能研究和转基因新品种培育相关研究提供参考。     

新型筛选标记磷酸甘露糖异构酶基因在转基因植物中的应用

广泛应用于植物遗传转化的抗生素和除草剂选择标记对环境生态和人类健康可能具有潜在风险,因此生物安全筛选标记已成为当前植物转基因研究的热点。磷酸甘露糖异构酶基因(PMI)是一种新型生物安全选择标记基因,全面介绍了其作用原理、生物安全性、在植物转化中的应用与检测等,深入分析了其在植物转化中作为筛选标记存在的问题与不足,并就其发展前景进行了展望,以期为在转基因植物中的广泛应用奠定基础。     

过表达BAS1延迟转基因矮牵牛衰老

油菜素类固醇(BRs)是必不可少的植物激素,在植物的生长、繁殖以及逆境响应中发挥重要作用.为了验证该基因的功能,本文构建了植物遗传表达载体,利用农杆菌介导遗传转化法遗传转化矮牵牛,获得29株转基因植株;转基因植物表现为节间缩短,分枝增多,生长后期表现出叶片延迟衰老;叶绿素含量、可溶性总糖含量、酶活明显高于野生型,MDA...     

亚麻转基因技术研究的进展及存在的问题

论述了20年来转基因技术在亚麻育种领域应用研究进展:(1)国内外学者成功地鉴定和克隆了亚麻目的基因;(2)进行了多种基因转化方法的研究;(3)建立了以根癌农杆菌为介导的亚麻遗传转化系统,获得了一批转基因亚麻新品系(种)。还对目前亚麻转基因研究中存在的基因转化率低、转化的外源基因可操作性差、转基因植株遗传不稳定性等问题进行了分析。     

林木转基因技术及其安全性评价

生物技术的发展带来了林业生产的新突破,然而现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物的跨国越境转移可能对生物多样性、生态环境和人类健康产生潜在的不利影响。特别是各类转基因活生物体释放到环境中,可能对生物多样性构成潜在威胁。这就是生物安全所关注的问题。目前对转基因农作物生物安全问题研究比较深入,而林木转基因树种的安全性评价还处在初级阶段。就转基因技术在林木中的应用现状及相关的安全性评价原则办法进行综述。     

转基因农业生物技术安全隐忧及其监管研究

随着转基因农业生物技术的迅猛发展,由其带来的潜在风险也日益被世人所关注。文章指出转基因农业生物技术在转基因农产品的食用安全性、转基因农作物的环境安全性、目的基因的遗传与表达稳定性等方面存在潜在风险,并在总结转基因农业生物技术安全监管的国际经验的基础上,提出我国应在防止不同农作物之间的基因漂移、完善转基因农产品的标识制度、加大转基因技术的研究力度等方面加强转基因农业生物技术的安全监管。     

转红色荧光蛋白基因唐鱼的遗传分析和生物学研究

转红色荧光蛋白基因唐鱼(Tanichthys albonubes)测交获得实验鱼,以表达红色荧光蛋白为表型性状,采用点杂交和遗传学分析相结合的方法,研究外源基因的遗传传递规律,并对转基因唐鱼和非转基因唐鱼的生长和繁殖等方面进行了比较.结果显示:测交后代表型的分离规律基本符合经典的孟德尔单显性基因遗传模式,外源基因属于单位点整合,测交后代中没有发现沉默整合个体;实验鱼的生长和可量性状对比实验表明,转基因唐鱼和非转基因唐鱼在仔鱼期到性成熟之间,生长速度无显著差异,性成熟个体的外部形态除体色外也无差别,繁殖力方面基本无显著差异.本研究结果表明了培育转红色荧光蛋白基因唐鱼纯系的可行性;同时在生长、繁殖方面的研究结果为评价转基因唐鱼的生态安全奠定了基础.     

枣树遗传转化研究进展

【目的】枣树是中国第一大干果树种,具有重要的经济价值和生态价值。枣树长期面临着病害严重、育种缓慢等问题,急需定向培育优良品种。【方法】枣树遗传转化一般使用农杆菌介导法,通过对遗传转化过程中的各因素进行优化,可以有效提高遗传转化效率。得到转基因植株后要验证目的基因是否整合到植物基因组并能够发挥预期的功能,验证通过后再进行后续的炼苗移栽等工作。【结果】通过枣树遗传转化试验,可以定向改良枣树品种,缩短育种年限,培育出符合实际需求的新品种。【结论】综述中国枣树遗传转化的方法和成果,总结比较枣树遗传转化过程中各个影响因素的作用,为利用基因工程手段进行枣树品种改良提供借鉴。     

枣树遗传转化研究进展

【目的】枣树是中国第一大干果树种,具有重要的经济价值和生态价值.枣树长期面临着病害严重、育种缓慢等问题,急需定向培育优良品种.【方法】枣树遗传转化一般使用农杆菌介导法,通过对遗传转化过程中的各因素进行优化,可以有效提高遗传转化效率.得到转基因植株后要验证目的基因是否整合到植物基因组并能够发挥预期的功能,验证通过后再进行后续的炼苗移栽等工作.【结果】通过枣树遗传转化试验,可以定向改良枣树品种,缩短育种年限,培育出符合实际需求的新品种.【结论】本文综述中国枣树遗传转化的方法和成果,总结比较枣树遗传转化过程中各个影响因素的作用,为利用基因工程手段进行枣树品种改良提供借鉴.     

枣树遗传转化研究进展

【目的】枣树是中国第一大干果树种,具有重要的经济价值和生态价值.枣树长期面临着病害严重、育种缓慢等问题,急需定向培育优良品种.【方法】枣树遗传转化一般使用农杆菌介导法,通过对遗传转化过程中的各因素进行优化,可以有效提高遗传转化效率.得到转基因植株后要验证目的基因是否整合到植物基因组并能够发挥预期的功能,验证通过后再进行后续的炼苗移栽等工作.【结果】通过枣树遗传转化试验,可以定向改良枣树品种,缩短育种年限,培育出符合实际需求的新品种.【结论】本文综述中国枣树遗传转化的方法和成果,总结比较枣树遗传转化过程中各个影响因素的作用,为利用基因工程手段进行枣树品种改良提供借鉴.     

农杆菌介导Cry1 Ab/Ac抗虫转基因玉米植株的获得

转基因技术的迅速发展有效地打破了物种间的遗传壁垒,从而加快了优良基因定向聚合的进程,然而遗传转化率低及转基因安全问题成为制约其进一步发展的限制因素。基于此,本研究以玉米自交系H99为材料,将Ac/Ds双元表达载体(包含抗虫Cry1 Ab/Ac基因和gfp报告基因等)通过农杆菌介导法转入由110粒玉米幼胚诱导出的愈伤组织中,获得28株抗性转基因植株。经PCR及RT-PCR的验证结果显示,其中8株为含有Cry1 Ab/Ac目的基因且该基因有效表达的阳性植株,转化效率达7%。通过农杆菌介导法所获得的玉米转基因植株为今后剔除抗生素筛选标记,从而获得安全的玉米抗虫新种质提供了遗传材料。     

农杆菌介导的丹参遗传转化体系研究进展

丹参是我国传统的大宗药材，被广泛用于治疗心脑血管疾病。随着我国心脑血管疾病发病率的逐年攀升，丹参的种质资源也急需有新的提高，转基因技术作为基因功能研究和转基因育种的重要手段在丰富和优化丹参种质资源方面取得了显著成效。通过利用转基因技术中常用的农杆菌介导法来转入外源基因以及探求丹参有效成分合成代谢相关基因功能，以期获得高产、高抗丹参植株的方法已较为成熟，目前研究工作主要集中于不同遗传转化体系的建立和优化。本文就丹参遗传转化体系构建的转化原理、影响因素和研究现状三方面作出详细综述，为今后丹参基因功能研究和新品种培育提供一定参考。     

转抗虫基因林木在害虫控制中的作用与合理利用途径

在简要回顾了转抗虫基因植物研究和利用的现状后，指出转基因植物利用中可能出现的问题主要有转基因植物的遗传变异、基因逃逸、反目标效应和对生物多样性与生态系统过程的不利影响。转抗虫基因植物的抗虫效应表现为致死效应、抑制生长发育和生态抗虫效应；提出了基于森林有害生物可持续控制的转基因植物合理利用对策，即加强生态安全性研究、实施基因交互策略、生态整合控制策略、应用屏障保护效应和保护遗传多样性策略。     

提高转基因植物标记基因安全性策略的研究进展

目前,广泛使用的转基因植物抗性标记基因对环境和食品存在潜在风险。提高转基因植物标记基因安全性策略有3种:利用无争议的生物安全标记基因;剔除转基因植物中选择标记基因;利用无选择标记基因的转化系统。本文综述了这3种策略的作用原理、种类和存在的问题,并对提高转基因标记基因安全性技术途径的前景和研究方向进行了分析。     

转基因三倍体毛白杨花粉活力及枯落物外源基因检测

目的长期持续的开展转基因林木安全性评价研究，对林木遗传改良育种工作的开展和转基因林木的生物安全性评价具有重要意义。方法对田间种植11年和13年的转AhDREB1基因三倍体毛白杨[（Populus tomentosa × P.bolleana）× P.tomentosa]花粉活力和杂交结实率进行检测。此外，对自然条件下转基因三倍体毛白杨枯落物中外源基因进行检测，并从转基因三倍体毛白杨林下根际土壤中筛选出44株卡那霉素抗性细菌，对其基因组DNA进行PCR检测。结果MTT和TTC染色检测结果表明转基因三倍体毛白杨花粉没有活力，杂交试验结果再次表明转基因三倍体毛白杨花粉不具备可授性和育性，其杂交结实率为0。转基因三倍体毛白杨的枯落物（枝、茎和叶）无论是埋在土里，飘落在地表，飘落在草坪上，其外源基因在3个月后均未能检测到。种植13年的转基因三倍体毛白杨枯落物中的外源基因暂未水平转移到根际土壤可培养细菌基因组中。结论未发现大田种植13年的转基因三倍体毛白杨对周围生态环境造成显著影响。      

玉米规模化转基因技术体系构建及其应用

玉米是世界种植范围最广、产量最高的粮食作物,为保证世界粮食安全做出了重要贡献。但是病虫害、杂草、干旱、盐碱等生物或非生物胁迫严重影响了玉米生产。培育具有抗虫、抗除草剂、抗病等性状的转基因玉米品种并应用到实际生产中,能够减少玉米产量损失,减少农药化肥使用量。玉米规模化转基因技术体系研究发展迅速,获得的抗虫、抗除草剂转基因玉米已在国外商业化种植18年,带来巨大的经济、社会和生态效益。全球转基因作物种植面积从1996年的170万公顷增加到2013年的1.75亿公顷。转基因玉米新品种培育需要较成熟的玉米规模化转基因技术体系。目前,商业化种植的转基因玉米都是从大量转基因玉米中选择的,具有外源基因单拷贝插入、遗传稳定、无载体骨架插入、目的基因表达合适、对玉米自身性状无影响等特点。国外大公司及部分公立研究机构建立了相对成熟的玉米转基因技术体系。中国玉米转基因技术体系研究起步较晚,目前初步建立了玉米规模化转基因技术体系,有必要进一步提高玉米遗传转化效率及规模化程度。玉米规模化转基因技术体系采用的主要方法是基因枪法和农杆菌介导法。文章详细介绍了2种方法的原理、发展过程及其应用。农杆菌介导法是目前最主流的植物遗传转化方法,具有成本低、外源基因拷贝数低、外源基因能稳定遗传表达等特点,更适用于规模化转基因技术体系。中国在玉米转基因技术体系研究及应用方面有很好的进展,在转基因受体材料选择、农杆菌侵染方法优化等方面对农杆菌介导的玉米遗传转化方法进行了系统优化,以国际上常用的玉米杂交种HiII及中国玉米优良自交系综31等为转化受体,建立了基于幼胚的玉米规模化转基因技术体系,并很好地应用于转基因玉米新品种的创制,获得大量具有生产应用价值的抗虫、抗除草剂转基因玉米。文章展望了玉米转基因技术体系的发展趋势,认为商业自交系作为外植体的筛选、转化事件单拷贝率的提高、无载体骨架序列转基因的提升、多基因转化技术、基因打靶技术、基因编辑技术及安全转化技术等方面是玉米转基因技术发展的趋势。中国应紧跟玉米转基因技术发展趋势,大力发展多基因转化技术、基因打靶技术及安全转化技术,使转基因玉米技术体系更好地服务于基因功能研究、转基因玉米产品研发等。中国通过玉米规模化转基因技术体系获得的转基因玉米将来进入产业化应用,将带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益,并将推动玉米转基因技术体系的进一步发展。文章为玉米转基因技术体系优化和转基因玉米新材料获得等方面的研究提供一定的参考。     

国内松树扦插技术研究进展及对策

从影响插穗扦插生根的内因和外因两方面，论述了国内对松类扦插技术的研究．提出松类扦插繁殖的思路：加强基础研究，通过子代测定选择一般配合力高的家系或无性系，用其全同胞子代苗扦插扩繁；加强对种内扦插生根率变异性的研究，选择生根力强的无性系、家系或种源；新型植物生长调节剂的研究使用、插穗的采前采后处理、插穗母株的复幼技术等是松类扦插研究的方向；研究易生根基因转移技术和松树基因图谱构建。     

中国转基因棉花研发应用二十年

转基因技术是指利用重组DNA原理,将优良目的基因整合到靶标生物基因组中,并使靶标生物得以表达目的性状的技术。这一技术克服了生物有性杂交的限制,使物种间基因交流的范围无限扩大,既可以从原核生物到真核生物,也可以从单细胞生物到多细胞生物,还可以从低等生物到高等生物,反之亦然。因此,这项技术自发明以来,即广泛应用于农业、林业、医学等领域,为其研究开辟了一个全新的时代。转基因植物是以农杆菌等为媒介,将来源于动物、植物或微生物等其他生物甚至人工合成的外源基因转入基因组中,使之稳定遗传并赋予其靶标性状,如抗病、抗虫、抗逆、高产、优质等的植物。以1972年构建第一个重组DNA分子为契机,1983年首次获得转基因烟草为起点,植物转基因技术在近30年的时间内发展迅猛,至今已有200多种植物已成功获得转基因株系,40多种数千例转基因植株进入田间试验。根据国际农业生物技术应用咨询服务中心(ISAAA)统计,全球转基因植物的种植面积由1996年的260万hm2已经迅速增到2014年的1.815亿hm2,累计种植面积大约比中国国土总面积还多80%。在全球转基因植物研发和应用迅猛发展的同时,中国也先后批准了7种转基因植物的生产应用,其中,抗虫棉是唯一大规模应用的转基因农作物。从1994年中国研制成功国产单价抗虫棉(GK),以及1995年美国保铃棉进入中国至今,抗虫棉已经在中国推广应用了近20年的时间。文章介绍了这20多年来,中国科学家在抗虫、抗旱耐盐碱、抗除草剂、抗病以及纤维品质改良等性状方面所取得的转基因棉花研究进展;在农杆菌介导、基因枪轰击、花粉管通道介导、茎尖或芽尖转化、农杆菌液浸染和纳米载体花粉介导等不同转化技术上所进行的探索;同时,介绍了中国转基因植物的安全性评价状况,并从抗虫棉品种审定、发展趋势和产业化状况几个方面,介绍了转基因抗虫棉在中国的应用,最后对未来转基因棉花研究方向进行展望。     

小麦规模化转基因技术体系构建及其应用

在主要农作物中,小麦属于遗传转化比较困难的作物,转化效率较低,重复性较差,转化规模较小,优良转基因材料较少,基因工程育种进程明显落后于大豆、玉米、棉花、水稻等作物。目前,应用于小麦中的转基因技术主要包括基因枪介导法和农杆菌介导法,有些实验室也采用花粉管通道、离子束注入、激光微束穿刺、PEG、花粉介导和农杆菌浸花等方法。在外植体利用方面,多数研究主要利用小麦幼胚及其愈伤组织作为起始转化材料,以成熟胚、幼穗、花药愈伤组织为材料转化成功的报道还比较少,需要进一步探索。在转化效率方面,基因枪报道为0.1%—16.7%,农杆菌报道为0.7%—44.8%,变化幅度较大。在目标基因转化方面,除了nptⅡ、bar、hpt、GUS、GOX、pmi、ALS等筛选基因和报告基因外,转化的功能基因主要涉及小麦品质、抗病性、耐旱性、抗蚜虫和抗除草剂等性状改良。农杆菌介导和基因枪介导转化小麦幼胚的转化效率除与受体基因型有关外,还与受体材料的生理状态有关,供体植株生长期间的温度条件、光照条件、营养条件和水分条件对转化效率有至关重要的影响,开花到幼胚取样期间适宜的昼夜温度有利于转化后胚性愈伤组织诱导和候选转基因植株的获得。从整体水平看,中国小麦转基因技术研究虽然取得了较大进展,如建立了小麦成熟胚高频率再生体系并应用于小麦转化,改进了小麦幼胚再生体系和转化体系,将一批抗病、耐旱和品质改良相关基因转入小麦,初步建立了小麦规模化转基因技术体系,但与国际先进水平相比,尤其与一些跨国生物技术公司相比,在转化规模和转化效率方面仍然存在较大差距。认为转化效率较低、基因型依赖性强、人工气候条件不够先进、转化队伍不稳定是限制中国小麦规模化转基因技术发展的瓶颈;建立主栽品种转化体系、提高转化效率、开展多基因转化、开发安全型转化技术、避免载体骨架序列插入、减少基因沉默、实现定点整合等是小麦转基因技术研究的发展趋势;通过对组织培养技术、植株再生和转化相关基因的研究,以及优良受体基因型筛选、培养基改良和各个转化影响因素的优化、集成等,克服农杆菌转化小麦的瓶颈,提高小麦转化效率,扩大转化规模。文章重点综述了基因枪和农杆菌转化技术在小麦中的应用和发展,回顾了近5年中国小麦规模化转基因技术研究进展,对于促进转基因小麦新品种培育和小麦功能基因组学研究具有一定参考价值。