转几丁质酶和 β-1,3-葡聚糖酶基因提高棉花对枯萎病和黄萎病的抗性

 枯、黄萎病是世界棉花生产中的两大重要病害。传统育种缺乏抗源，几丁质酶和 -1,3-葡聚糖酶是植物防御体系中的两种防卫因子，两者之间存在协同增效作用。据此构建了4个单价和2个双价基因(分别定位于细胞内或细胞外)的植物表达载体，通过花粉管通道法转化棉花，经PCR和Southern杂交检测以及1996 2000年温室及病圃多代筛选鉴定，已培育出对枯、黄萎病抗性提高的转基因棉花株系。将抗病基因导入国产抗虫棉品种GK19中，还获得了兼抗病、虫的转基因优系。     

利用农杆菌侵染花柱头法进行海岛棉遗传转化

[目的]探索一种更为高效、简便的海岛棉遗传转化技术,为海岛棉转基因育种提供技术支持。[方法]采用农杆菌侵染花柱头法,在不同时间侵染对4个海岛棉品种进行遗传转化,分析其对海岛棉的成铃率,田间卡那霉素抗性率及PCR阳性株率的影响。[结果]农杆菌侵染花柱头法的平均成铃率为12.60%,田间卡那霉素检测的平均抗性率为9.87%,PCR鉴定的平均阳性株率为1.72%。花后12 h进行转化,成铃率、抗性率和阳性株率均最高,分别为20.25%、11.68%和2.59%。[结论]在花后12 h利用农杆菌侵染花柱头法进行海岛棉遗传转化,转化效率最高。     

利用花粉管通道法将外源DNA导入水稻之研究进展

外源DNA直接导入技术以DNA片断杂交假说为理论基础,直接将目的基因或带有目的性状供体遗传物质(总DNA)通过花粉管通道法导入水稻植株,创造大量的变异材料,通过筛选获得目的性状的后代和新品种。由于简单、易行、不受受体植物种类的限制,已被越多的育种者所接受,在水稻的抗病、米质、丰产性上等各方面广为应用。介绍了外源DNA导入方法、外源基因导入类型、后代遗传变异特点及影响花粉管通道法导入的因素,优点、局限性进行了分析,同时提出了问题和展望。     

韭菜花粉管通道法转基因技术

花粉管通道法介导韭菜转基因尚处于研究阶段,它是基因工程技术与常规杂交育种相结合的育种方法。本文详尽介绍了外源dna片段在韭菜基因组中整合的理论基础和受精过程转化的理论基础,韭菜利用花粉管通道法转基因的操作程序、影响因素及优缺点和前景。     

利用花粉管通道法将外源DNA导入玉米的研究进展

综述了外源DNA通过花粉管通道导入玉米的研究进展.详细阐述了利用花粉管通道法将外源DNA导入玉米中的转化方式、导入后代的变异以及变异机理;介绍了利用花粉管通道法将外源总DNA和目的基因导入到玉米中的研究现状;提出了利用花粉管通道法导入外源DNA应注意的问题,以及今后的研究方向.     

盐生植物总DNA经花粉管通道导入花生研究初报

利用花粉管通道法将海滩盐生植物秋茄总DNA和海边月见草总DNA导入花生,在140mmol/LNaCl溶液处理下,转基因花生后代(T2)的发芽率有明显的提高,转秋茄DNA花生和转海边月见草DNA花生的发芽率分别是原种的2.0倍和1.8倍。     

慈姑蛋白酶抑制剂(API)基因导入棉花获得转基因植株

通过花粉管通道技术将慈姑蛋白酶抑制剂API(ArrowheadProteinaseInhibitor)基因转入棉花 ,获得了转基因植株。经对棉铃虫抗虫性鉴定和PCR、RT PCR、Southernblotting分析 ,证明获得了表达API基因的抗虫棉     

转双抗虫基因陆地棉的获得

利用花粉管通道法将抗棉铃虫、蚜虫双抗虫基因导人新疆5个陆地棉品种中，通过PCR特异引物扩增及Slot Blot检测，获得转双抗虫基因陆地棉植株。     

高新技术在棉花育种上的应用及进展

棉花生物技术在基因工程方面取得了较大进展.基因工程中,随着农杆菌介导法、花粉管通道法、基因枪轰击法等技术的突破,在棉花抗病虫害、抗除草剂等方面的育种获得成功,相应的新品种已开始了商业化生产.中国棉花生物技术在抗棉铃虫等方面达到世界领先水平.作者结合该实验室的研究工作,综述了生物技术在中国棉花育种中的应用进展,分析了中国棉花生物技术存在的主要问题,提出了相应的发展对策.     

Bt基因导入形态抗蚜棉研究

野生棉种多茸毛是一种形态抗蚜性状,其抗虫机理在于阻碍害虫特别是刺吸式害虫的取食,对幼虫的移动产生机械障碍作用,对棉蚜、棉叶螨、棉叶蝉、红铃虫等棉花害虫具有抗性。通过远缘杂交方式将野生棉种的多茸毛性状转育到栽培种陆地棉上,采用花粉管通道法将Bt基因导入形态抗蚜棉,获得转Bt基因形态抗虫棉纯合系;对纯合系2种害虫的抗性检测表明,通过转基因技术可以将高抗棉铃虫特性导入到形态抗蚜棉,但转化株系仍然保留了受体材料的抗蚜性状。表明通过远缘杂交与转基因技术可以实现多茸毛抗蚜性状与转基因抗棉铃虫性状的融合,并可有效解决棉花生产上的主要虫害。     

花粉管通道法转化甜瓜自交系的技术研究初报

利用花粉管通道技术转化3个甜瓜自交系,筛选适宜浓度卡那霉素Kan对转化后代进行早期快速检测。试验结果表明,微量注射法转化率高于柱头滴加,切去柱头二次滴加更有利于外源基因转化。3个自交系转化率为0~1.4%,品种之间存在差异,乌克兰、雪里华、鲁薄1号平均转化率分别为0.30%、0.23%、0.25%;利用Kan临界浓度对转化种子进行早期筛选是可行的,子叶是适宜的检测时期。通过对Kan抗性苗的PCR检测证明,花粉管通道法可以实现甜瓜的遗传转化。     

转G10aroA棉花株系的获得及分子生物学鉴定

【目的】培育具有抗草甘膦除草剂的棉花材料具有极其重要的意义。利用农杆菌介导法在棉花中转入编码EPSPS酶的抗草甘膦除草剂基因G10aroA,通过体细胞愈伤诱导组织培养技术获得能够稳定遗传的转基因棉花株系材料。【方法】首先,利用不同草甘膦抗性筛选条件比较分析不同棉花受体材料的愈伤诱导效率;其次,以R15材料作为受体,利用含有G10aroA的农杆菌侵染下胚轴切段,在进行体细胞愈伤诱导的组织培养过程中通过草甘膦抗性筛选获得棉花再生植株,对获得的棉花再生植株进行纯合繁育。在此基础上,利用PCR扩增检测证实外源G10aroA在转基因植株中能够稳定遗传;利用RT-PCR分析其外源基因在转基因植株不同组织中的转录水平进行研究、并进一步利用Western-blot对转基因植株中外源蛋白的表达进行分析。【结果】在优化的草甘膦筛选条件下,以草甘膦浓度为2.5 mmol•L-1的抗性条件进行棉花愈伤诱导筛选并获得棉花再生植株;利用特异引物进行PCR检测结果表明,在检测的全部再生植株中,扩增得到1.8 kb预期大小目标条带的阳性株系32株,其中,收获的27个株系的外源目标基因能够在T0、T1转基因植株中稳定遗传;对G10aroA在转基因株系L12、L14的不同组织中的转录表达进行定量RT-PCR分析表明,外源G10aroA在转基因棉花植株的不同组织中表达具有差异,相对表达量高低依次为茎、苞叶、叶和花;另外,蛋白检测结果进一步表明,该外源基因能够在转基因株系L7、L12和L14中植株中正常表达为预期46 kD的EPSPS蛋白。【结论】通过农杆菌介导法转化外源抗草甘膦基因G10aroA,在草甘膦抗性条件下进行棉花体细胞诱导的组织培养,成功获得转外源G10aroA的棉花再生株系,并通过分子生物学方法研究证实外源G10aroA能够在T0、T1转基因株系中稳定遗传、转录以及表达。     

新疆陆地棉转基因抗病品系材料的获得

天麻抗真菌蛋白(gastrodia antifungal protein 简称GAFP)是从我国传统中药天麻(Gastrodia elata Bl.)中分离得到的一种具有广谱抗真菌活性的蛋白质,它对许多植物真菌病的致病菌离体具有很强的抑制作用.研究将所获得的转GAFP基因的陆地棉经Southern点杂交,证实得到了2株高抗枯、黄萎病的转基因植株.其后代经过进一步的抗病性筛选、PCR鉴定、选育和扩繁,发现转基因陆地棉后代具有稳定的、较强抗枯、黄萎病能力.研究为新疆陆地棉通过植物抗病基因工程的方法进行抗病品种选育提供了一条新的途径.     

花粉管通道法转Bar-Bt-1Ab基因到北方优质粳稻的研究

利用抗性外源基因的整合,获得对水稻害虫和除草剂均有一定抗性的的转基因植株,通过对遗传转化过程中各种条件的研究,将Bar-Bt-1Ab基因的高纯质粒DNA通过花粉管通道法转化到松粳9号、龙稻5号等粳稻品种中,并对抗性苗进行了初步筛选鉴定,获得转基因植株,优化北方粳稻高效的遗传转化体系。     

棉花转录因子基因GhMS3的克隆及其启动子功能的鉴定

【目的】从棉花无短绒突变体GZnn中分离棉纤维发育相关的转录因子,并对其转录激活功能和表达模式进行初步分析。【方法】通过RACE(rapid amplification of the cDNA ends)和染色体步行(genome walking)技术,获得GhMS3的cDNA序列及基因组DNA序列。利用生物信息学方法对获得的DNA序列及推定的氨基酸序列进行分析,采用酵母单杂交系统验证GhMS3蛋白的转录激活功能,运用GUS组织化学染色法在转基因烟草中分析该基因的表达模式。【结果】获得GhMS3的基因组DNA以及上游1174bp的启动子序列。氨基酸序列比对发现GhMS3是R2R3 MYB转录因子。酵母试验表明,GhMS3蛋白具体外转录激活功能,C端体外转录激活功能较强,在PGhMS3:GUS转基因烟草中,GUS主要在表皮毛、根毛以及细胞分裂旺盛区域表达。【结论】从棉花无短绒突变体GZnn中分离到的R2R3 MYB转录因子GhMS3,具有组织特异性表达模式并且其编码蛋白具有体外转录激活功能,是否参与植物表皮细胞分化有待于进一步研究。     

棉花规模化转基因技术体系构建及其应用

文中综述了国内外转基因技术在棉花中的应用概况,主要介绍了近年来中国棉花规模化转基因技术体系的建立及应用研究进展,并对棉花转基因技术中存在的主要问题和未来发展趋势做了相关陈述。对棉花科研工作者了解棉花转基因研究进展并有效利用转基因技术开展工作具有重要意义。转基因技术在克服棉铃虫危害上取得了巨大成功,并将逐步在棉花抗病、抗逆等方面取得重要进展。世界上,棉花转基因初期主要建立了以珂字棉为受体的转基因体系,随着雷蒙德氏棉、亚洲棉、海岛棉、陆地棉等其他棉种组织培养体系的建立,农杆菌介导法、基因枪轰击法、花粉管通道法及其他转基因方法的应用,使得棉花转基因技术研究取得长足的进步。中国棉花规模化转基因技术体系主要是依托中国农业科学院棉花研究所及其他科研单位建立起来的,通过高效转化载体的筛选、主要棉花品种（系）的转基因技术体系的建立、组织培养条件的优化等措施,重点对农杆菌介导法转化棉花技术进行了改良,同时优化了基因枪轰击法及花粉管通道法转化技术,形成了三位一体的棉花规模化转基因技术体系。该体系建立了以中棉所24等材料为转基因受体的农杆菌介导体系,并利用叶柄组织培养筛选获得了组织培养分化率达100%的新材料W12等,使转化率提高到原有效率的2.88倍,同时建立了基因枪胚性愈伤组织轰击转化体系,并提高了花粉管通道的转化效率。该体系为棉花育种提供了大量材料,中国农业科学院棉花研究所已培育多个棉花抗虫新品种,并为国内41家科研单位转化基因200多个,验证了多个功能基因作用获得大量育种价值新材料。笔者认为基因型依赖性仍然是限制棉花规模化转基因技术发展的瓶颈,扩大棉花转基因受体材料基因型范围、提高转化效率、扩大转化规模是棉花转基因技术体系的长久主题。同时,为提高效率和降低安全性的公众焦虑,探索和发现新的更为安全和有效的转化体系,如多基因共转化、质体遗传转化、定点转化或基因叠加、开发安全型转化技术等研究引起人们的普遍关注,是未来棉花转基因技术的发展趋势。大量新基因处于材料阶段,同时安全性评价要求提高也需要转基因材料深入的研究。随着棉花基因组序列的公布,棉花自身基因的克隆将会成为棉花基础研究和应用研究的新方向,对于促进转基因棉花新品种培育和功能基因转化研究具有重要参考价值。     

农杆菌与质粒DNA子房注射法在棉花转基因研究中的应用

为了研究农杆菌和质粒DNA两种子房注射法对普通棉花品种的转化效率,以8891棉花为材料,分别在三亚和常德两地进行了转化试验。结果表明：与质粒DNA注射相比,三亚地区农杆菌注射的转化效率高1.25个百分点;但农杆菌子房注射的落铃率高,获得的种子相对较少;而在不同的地点试验,常德地区的落铃率显著高于三亚地区;而质粒DNA直接注射的成铃率更高,虽然转化率相对较低,但也能获得有效的转化植株。     

提高棉花花粉管通道法转化率的研究

针对棉花不同受体材料、果台、棉铃大小、注射时间以及操作技术的研究 ,逐步总结出一套适合于新疆的实用操作方法。使外源 DNA通过花粉管通道导入技术得到了不断提高 ,注射棉铃未落铃率平均达到2 5 %以上 ,最高达到 5 6% ,大大提高了外源 DNA的转化率 ,获得了针对性强的高表达率转化棉花植株     

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。