玉米幼胚胚性愈伤组织诱导和继代研究

以玉米自交系87-1、郑22、齐319、昌7-2和杂交种齐319×HiⅡA、齐319×87-1、郑22×87-1、昌7-2×HiⅡA等的幼胚为外植体诱导愈伤组织,研究了玉米不同基因型对愈伤组织诱导和继代的影响。结果表明,不同基因型的胚性愈伤诱导率、继代能力有着显著差异。郑22×87-1胚性愈伤诱导率为83.86%,而昌7-2×HiⅡA胚性愈伤诱导率为41.15%,相差很多。但在继代能力上由于昌7-2×HiⅡA高度松散,具有明显的颗粒状,其继代扩繁能力明显高于郑22×87-1,这说明胚性愈伤诱导率和继代繁殖能力之间没有必然的联系,昌7-2×HiⅡA繁殖能力强,是最好的组培材料。自交系中只有87-1诱导出较好的Ⅱ型愈伤组织,但诱导率比较低。刚诱导出的愈伤组织比较坚硬,经过3～4次继代后,愈伤组织生长旺盛,色泽鲜亮,增殖快,是进行基因转化的最好时期。     

商陆抗病毒蛋白基因导入玉米幼胚愈伤组织研究初报

以87-1自交系,87-1×综3,郑22×87-1,郑22×HI(A×B)4个基因型的玉米幼胚愈伤组织为受体,利用基因枪介导法将商陆抗病毒蛋白(PAP)基因和抗卡那霉素筛选基因以共转化的方式导入玉米胚性愈伤组织,然后在含有25～40 mg@L-1G 418培养基上筛选愈伤组织并分化得到再生植株.PCR和Southern杂交结果表明,PAP基因已经转入由抗性愈伤组织再生出的玉米植株中.     

农杆菌介导的玉米愈伤组织遗传转化影响因子和植株再生条件

以HiⅡ、HiⅡB、HiⅡA、H99玉米材料的幼胚诱导的胚性愈伤为转化受体,利用农杆菌介导转化的方法,将抗粗缩病RNA干扰基因导入玉米愈伤组织,并对影响转化的因素进行研究,以优化遗传转化体系。结果表明:继代3次的4种玉米材料的抗性愈伤率最高,且不同品种间存在差异,HiⅡ的抗性愈伤率最高,为31.25%,其次为HiⅡB(26.56%)、HiⅡA(24.45%),H99的抗性愈伤率最低,仅为10.26%;预培养6 d的愈伤组织适于转化,其中HiⅡ的抗性愈伤率最高,为27.70%;结果还表明,菌液浓度D600 nm=0.5~0.6是最佳的转化条件。通过优化后的条件对得到的抗性愈伤用除草剂进行筛选,HiⅡ、HiⅡB、HiⅡA、H99材料分别得到10、5、4、3块抗性愈伤组织;标记基因为bar基因,通过PCR检测分别得到5、2、2、1块阳性愈伤组织,再进一步用bar基因试纸条检测,分别得到4、1、2、1株阳性植株。     

单子叶高效表达载体的构建及玉米植株再生体系的建立

从原核表达载体pETChi上切下几丁质酶基因片段,取代植物表达载体pBIUA上的Res基因片段,构建玉米ubi启动子驱动的单子叶高效植物表达载体pBIUC;以目前国内大面积种植的6个骨干自交系综3、87-1、郑58、昌7-2、137、和K12的幼胚为材料,诱导愈伤组织,并以愈伤组织诱导率较高的综3、郑58和K12建立玉米植株再生体系.结果表明:pBIUC植物表达载体成功构建;玉米愈伤组织的诱导对基因型依赖较强;愈伤组织诱导的最佳2,4-D浓度为2.0 mg/L.     

橡胶树乳管特异性启动子连接HbHMGR1基因的易碎胚性愈伤组织转化

[目的]以3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶1基因(HbHMGR1)乳管表达载体pCAMBIA2301-PHEV2.1-HbHMGR1转化橡胶树易碎胚性愈伤组织,获得抗性转基因材料,为研究HbHMGR1基因的乳管特异性表达及提高橡胶产量打下基础.[方法]用根癌农杆菌EHA105介导表达载体pCAMBIA2301-PHEV2.1-HbHMGR1转化橡胶树品种热研8-79花药易碎胚性愈伤组织,经卡那霉素筛选数月后,对抗性愈伤组织进行GUS染色和分子检测.[结果]经过对根癌农杆菌侵染的易碎愈伤组织进行4~6个月筛选,得到5个GUS检测呈阳性的抗性愈伤组织系;取其中的2号和11号抗性愈伤组织系进行PCR鉴定,均能扩增出与阳性对照相同的特异片段,uidA、NPTⅡ和PHEV2.1-HbHMGR1序列的目的片段大小分别为829、797和3592bp.2号和11号抗性愈伤组织系经反向PCR鉴定,发现2号抗性愈伤组织系未扩增出目的条带,而11号抗性愈伤组织系扩增获得一条约2000 bp的条带,包含T-DNA序列和一段未知的DNA序列,其中未知DNA序列是橡胶树品种热研8-79基因组的一段连续序列.[结论]将植物表达载体的T-DNA整合到抗性愈伤组织系基因组DNA中,可获得一个含35S-NPTⅡ-PHEV2.1-HbHMGR1-35S-uidA的转基因愈伤组织系.     

不同基因型玉米幼胚愈伤诱导及植株再生研究

本研究通过对不同基因型的玉米幼胚进行愈伤组织诱导实验,从49份玉米自交系材料中筛选出了5个胚性愈伤组织诱导率较高的自交系,其中,K6-64,K6-39,DL283-1诱导出的Ⅱ型胚性愈伤,具有很强的长期继代能力和再生能力,适宜作为转化受体材料进行遗传转化研究。对玉米幼胚在离体培养过程中影响因素进行了研究,1.5～2.0 mg/L 2,4-D能够较好的诱导玉米幼胚产生胚性愈伤组织。一定浓度的6-BA和KT都能够较好的促进玉米愈伤组织分化。     

影响玉米幼胚愈伤组织诱导及植株再生因素的研究

玉米是世界第三大粮食作物和重要的饲料作物,也是现代食品、化学工业的重要原料。玉米的胚性愈伤组织普遍作为转基因过程中外源基因的直接受体,利用玉米幼胚进行组织培养是高效获得胚性愈伤组织的主要途径。选用抗性好、适宜本地种植的玉米自交系幼胚进行了外植体的愈伤组织诱导研究,建立了具有胚性的愈伤组织培养体系,为玉米遗传转化提供了受体材料。     

冬小麦遗传再生体系及根癌农杆菌介导的转化研究

以临优145的幼胚为外植体诱导植株再生,并进行农杆菌转化研究.以冬小麦品种临优145的幼胚为外植体,消毒后用解剖刀挑取幼胚,盾片朝上接种于MS+2,4-D 2 mg/L+肌醇100 mg/L+MES 400 mg/L+CH 100 mg/L+40 g/L麦芽糖+8 g/L琼脂的培养基中诱导愈伤组织,每2周继代一次,将诱导出的淡黄色、颗粒状Ⅱ型胚性愈伤组织接种于分化培养基(MS+ZT 1 mg/L+IAA 1mg/L+MES 400 mg/L+CH 100 mg/L+麦芽糖40 g/L+gelrite 2.6 g/L,pH 5.8)上培养2-3周,然后转接到再生培养基(1/10 MS+NAA 0.5mg/L+KT0.5 mg/L+蔗糖30 g/L+gelrite 2.6 g/L,pH 5.8)中进行再生成苗.接种1229块幼胚,得到987块愈伤组织,Hyg抗性愈伤组织123块,抗性再生植株34株.在建立了再生体系的基础上,用根癌农杆菌介导法将GUS基因导入幼胚愈伤组织,抗性植株的PCR检测呈阳性.X-gluc染色表明,少部分愈伤组织出现肉眼可见的蓝色晕斑,说明GUS基因已经在小麦幼胚愈伤组织中表达.     

水稻幼胚和悬浮细胞系遗传转化效果比较

对中花15的幼胚和悬浮细胞的遗传转化研究表明：它们对潮霉素的筛选压有所不同,幼胚愈伤为50mg／L,悬浮细胞的耐受压为30mg/L;采用农杆菌介导法将目的基因gus分别转入这2种不同培养来源的愈伤组织中,通过PCR检测,从91株Tn代再生植株中筛选出26株转基因植株,且筛选后得到的抗性愈伤率和绿苗分化率也有差异,其中幼胚来源的分别为40．87％和1．80％,悬浮细胞的分别为30．4％和1．5％,这可能与悬浮细胞后期培养时间较长导致细胞的活力有所降低有关。     

玉米转基因受体材料的筛选研究

玉米胚性愈伤组织的诱导率直接影响玉米遗传转化效率。本研究利用N6培养基诱导玉米幼胚产生胚性愈伤组织,以筛选玉米转基因受体材料。从215个玉米基因型中筛选出28个胚性愈伤组织诱导率较高的材料,其中,6个基因型的诱导率高于对照A188和Hi-II。基因型"吉V130"胚性愈伤组织诱导率最高,作为受体材料进行转基因研究中,获得了较高的转化效率。该基因型在今后玉米基因功能研究和基因工程育种中可作为重要的受体材料。     

玉米雄性不育系晋玉1A的选育及其特性

【目的】 利用分子生物学和细胞学方法确定晋玉1A的雄性不育类型,鉴定玉米种质资源对该不育系的恢保关系,并测定其一般配合力和特殊配合力,为应用晋玉1A雄性不育系开展杂交育种工作提供依据。【方法】在海南乐东、山西晋中、忻州和运城,调查晋玉1A连续3年田间的育性;对晋玉1A与郑58的雄花、花药、花粉进行观察比较;对晋玉1A与昌7-2杂交F₁代的花粉进行I₂-KI染色观察;用专性PCR方法对晋玉1A的不育类型进行鉴定;以晋玉1A作母本,与158个自交系进行测配,对F₁代进行田间育性调查,以筛查与之适配的恢复系与保持系;对以晋玉1A配制的可育杂交种F₂代群体和BC₁群体,进行育性调查;对晋玉1A及郑58与10个玉米自交系杂交F₁代的籽粒产量性状进行一般配合力和特殊配合力分析。【结果】晋玉1A在以上4个地点,连续3年的田间不育性状保持稳定。晋玉1A与郑58的雄花外形相似,但其颖壳不开裂,花药不外露,无花粉散出。I₂-KI染色表明,晋玉1A的花粉完全败育。对晋玉1A与昌7-2杂交F₁代植株花粉的显微观察表明,64.4%的花粉粒能够被I₂-KI正常染色,35.6%花粉粒败育,说明该不育系属于配子体不育类型。经专性PCR鉴定,晋玉1A和昌7-2的细胞质都属于S型雄性不育细胞质类型。昌7-2核基因组携带恢复基因,掩盖了其细胞质雄性不育的表型。郑用琏等设计的专性鉴定引物特异性更强。在以晋玉1A作母本进行测配的158个自交系中,鉴定出96个保持类型,47个恢复类型和15个半恢复类型。在以晋玉1A配制的可育杂交种F₂代群体中,存在3.1%—8.7%的不育株,表明恢复系中存在微效恢复基因。晋玉1A和郑58分别与10个自交系配制的同父异母杂交种之间籽粒产量差异不显著;对这些杂交种F₁代配合力分析表明,晋玉1A的一般配合力略高于郑58。【结论】晋玉1A属于S型胞质雄性不育系,其不育性状稳定,花粉完全败育,在现有玉米种质资源中有一定量的恢复与保持类型材料。它与昌7-2杂交的F₁代植株能够产生正常雄穗并散出可育花粉。微效恢复基因的存在使得花粉可染率向可育方向偏移,并导致F₂群体中出现不育株。用晋玉1A和郑58分别与相同父本配制的杂交种间的产量均无显著差异,晋玉1A的一般配合力比郑58略高,可以在玉米杂交种选配中使用,也可用于转育新的不育系。     

玉米果穗出子率QTL定位及上位性分析

利用郑58×昌7-2组配的225个F2单株为作图群体,构建了全长为1 987.7 cM、覆盖玉米基因组10条染色体的分子标记遗传连锁图,标记间平均距离11.0 cM.采用复合区间作图方法(CIM),对玉米出子率性状进行QTL定位,利用多区间作图法(MIM)对上位性效应进行了分析.结果表明,在玉米第1染色体和第3染色体上检测到2个稳定的QTL位点,分别可以解释8.47%和10.52%的表型遗传变异.检测到5对上位性QTL,涉及6个位点,分布于第1,2,3,4和第5染色体,共解释9.94%表型遗传变异.这说明除了加性效应和显性效应外,上位性效应也是出子率性状的重要遗传基础.     

玉米茎粗主基因+多基因遗传模型分析

以玉米杂交组合PH4CV×昌7-2(组合I)和PH6WC×7873(组合Ⅱ)的6个群体P1、P2、F1、B1、B2、F2为材料,研究了春播和夏播条件下玉米茎粗的主基因+多基因遗传规律。结果显示,组合Ⅰ的茎粗在2种环境下均受D-2模型控制。组合Ⅱ的茎粗在春播环境下符合E-1模型,在夏播环境下符合D-2模型。在春播环境下,组合Ⅰ和组合Ⅱ的茎粗均以主基因遗传为主,可以采用单交重组或简单回交转育的方法来提高育种的效率。在夏播环境下,组合Ⅰ和组合Ⅱ的茎粗均表现为多基因遗传,可以采用聚合回交或轮回选择来累积微效基因,从而提高育种效率。     

玉米穗位高的主基因+多基因的遗传模型分析

为了探索玉米穗位高的遗传规律,以玉米杂交组合PH4CV×昌7-2(组合I)和PH6WC×7873(组合Ⅱ)的六世代(P1,P2,F1,B1,B2,F2)为材料,在春播和夏播环境下,研究了玉米穗位高的主基因+多基因的遗传规律。结果表明:春播条件下,组合Ⅰ的穗位高符合E-3模型,组合Ⅱ符合E-1模型;夏播环境下,组合I的穗位高符合D-3模型,组合Ⅱ符合C-0模型。结论:春播环境下,组合Ⅰ和组合Ⅱ的穗位高均以主基因遗传为主,可以采用单交重组或简单回交转育方法进行改良;夏播环境下,组合Ⅰ和组合Ⅱ的穗位高均表现为多基因遗传,可以采用聚合回交或轮回选择方法来累积增效基因,提高选择效率。     

交替选择对玉米自交系抗性改良的效应

 【目的】研究交替选择对玉米自交系抗病性、耐旱性以及产量的影响。【方法】选用中国目前玉米生产上应用面积最大的杂交种郑单958的父本自交系昌7-2和母本自交系郑58,分别在河南和海南进行抗病、耐旱、丰产性交替选择。采用田间试验与盆栽试验相结合的方法,测定灰斑病病情指数、耐旱系数、丙二醛(MDA)含量和产量及其构成因素。【结果】与基础材料相比,随着交替选择代数的增加,郑58第一至第四代衍生系的灰斑病病指分别下降了16.1%、16.6%、31.5%和33.1%,昌7-2第一至第四代衍生系灰斑病病指分别下降了28.1%、29.7%、45.3%和49.5%;随选择代数增加MDA含量逐代下降,耐旱系数逐代提高;郑58和昌7-2的第四代平均产量分别比其相应基础材料提高8.3%和9.1%。【结论】经过连续四代交替选择后,郑58和昌7-2的抗病性、耐旱性以及产量都得到了明显的提高,证明交替选择对玉米自交系抗逆性改良是有效的。     

6份外引玉米种质资源主要农艺性状配合力分析与应用评价

从外引玉米种质资源中选育出6份玉米自交系（C-1、C-2、C-3、C-4、C-5和C-6）,以代表国内5大类群的5个玉米自交系（昌7-2、丹340、郑58、Mo17和丹988）为测验种,按NC-Ⅱ遗传交配设计,组配出30份玉米杂交组合,对测交自交系进行了主要农艺性状配合力分析。研究结果表明,自交系C-1、C-2、C-6的综合农艺性状较好,在育种上有较好的利用价值;在产量性状方面,自交系C-1与丹340和郑58、C-2与丹988、C-6与昌7-2、Mo17和丹988有较强杂种优势,血缘关系较远,他们与这些类群的自交系容易形成高产组合。     

Plant Regeneration from Immature Inflorescence Culture and Genetic Transformation of Wheatgrass (Agropyron cristatum × A. Desertorum cv. Hycrest-Mengnong)

The plants of hybrid wheatgrass (A. Cristatum ×A. Desertorum cv. Hycrest-Mengnong) were directly induced from embryogenic callus regenerated from immature inflorescence. Immature inflorescence was cultured on improved MS medium containing 2.0-3.0 mg L-1 2,4-D to regenerate callus. The calli were then transferred to hormone-free MS medium for differentiation and 1/2 MS medium for rooting. Results showed that callus initiation frequency was 83.4% and plant regeneration frequency was 59.6%. Phosphinothricin acetyltransferase (bar) gene was transformed into the hybrid wheatgrass by particle bombardment. Resistant callus was obtained using selecting agent, herbicide glufosinate of 0.5 mg L-1, and some transgenic plants were recovered in vitro. The transgenic plants were identified by PCR and Southern blot analysis and these plants developed normally in the glufosinate medium, whereas the nontransgenic plants did not. The results demonstrated that bar cDNA integrated into the genomic DNA of the transgenic plants. The transgenic frequencies of bar gene were 1.1%.     

郑单958的价值及改良

介绍了我国主推玉米品种—郑单958的价值,明确了改良其父母本是目前提高效率、节约成本的育种方法。     

Evaluation of drought tolerance in ZmVPP1-overexpressing transgenic inbred maize lines and their hybrids

The vacuolar proton-pumping pyrophosphatase gene(VPP) is often used to enhance plant drought tolerance via genetic engineering. In this study, the drought tolerance of four transgenic inbred maize lines overexpressing ZmVPP1(PH4 CV-T, PH6 WC-T, Chang7-2-T, and Zheng58-T) and their transgenic hybrids was evaluated at various stages. Under normal and drought conditions, the height and fresh weight were greater for the four transgenic inbred maize lines than for the wild-type(WT) controls at the germination and seedling stages. Additionally, the transgenic plants exhibited enhanced photosynthetic efficiency at the seedling stage. In irrigated and non-irrigated fields, the four transgenic lines grew normally, but with increased ear weight and yield compared with the WT plants. Moreover, the ear weight and yield of the transgenic hybrids resulting from the PH4 CV-T×PH6 WC-W and Chang7-2-T×Zheng58-W crosses increased in the non-irrigated field. Our results demonstrated that the growth and drought tolerance of four transgenic inbred maize lines with improved photosynthesis were enhanced by the overexpression of ZmVPP1. Moreover, the Chang7-2 and PH4 CV transgenic lines may be useful for future genetic improvements of maize hybrids to increase drought tolerance.