根癌农杆菌介导马铃薯遗传转化的研究进展

植物基因工程是马铃薯遗传改良的重要技术之一。根癌农杆菌介导的马铃薯遗传转化法是目前广泛采用的转基因方法,具有操作简便、低拷贝等优点。该研究综述了根癌农杆菌介导马铃薯遗传转化的分子机制及过程、再生体系、影响因素等,并对进一步的研究做出了展望。     

植物转基因技术的过去、现在和未来

植物转基因技术是植物基因功能解析和农作物遗传改良的重要手段之一。首先回顾了植物转基因技术的诞生和发展历程,然后系统介绍了载体、选择标记基因和植物转基因常用的农杆菌介导法的研究进展。最后,结合对拟南芥和谷子转基因的研究分析了目前植物转基因存在的难题,并展望了植物转基因技术未来的发展方向和趋势,以期为植物转基因技术的研究与应用提供借鉴。     

农杆菌介导转化小麦的研究进展

在小麦转基因技术研究中,遗传转化效率一直不高。随着转基因技术的发展,人们对小麦转基因研究逐渐增多,目前使用的主要方法有基因枪法、农杆菌介导法和花粉管通道法等。文中对农杆菌介导转化小麦的研究进展进行综述,为小麦遗传转化研究奠定了基础。。。     

植物安全转基因技术研究现状与展望

转基因技术是进行基因功能研究和作物遗传改良的重要工具。根癌农杆菌介导转化法和基因枪轰击法是两种主要的遗传转化方法。从1996年首例转基因作物商业化种植以来,2012年全球有28个国家和地区种植转基因作物,种植面积已达1.7亿公顷。随着全球转基因作物的大面积商业化种植,转基因植物的安全性越来越多地受到公众关注。安全转基因技术的研发对于转基因植物的商业化生产具有重要意义。文章详细介绍了目前已报道的安全转基因技术原理及其应用现状。按其作用原理和目的将其分为4类:安全选择标记、标记基因删除及基因叠加、基因漂移防控法和基因定点编辑整合技术。其中,安全选择标记按其筛选原理分为糖代谢相关标记、氨基酸代谢相关标记、激素相关标记和抗逆相关标记。与抗生素和除草剂抗性标记相比,这类标记基因及其表达产物对人和其他生物更安全。标记基因删除及基因叠加技术包括共转化法、位点特异性重组法、转座子法、同源重组法以及基于位点特异性重组的基因叠加技术,其中共转化法又包括农杆菌介导的共转化法和基因枪介导的表达盒共转化法。基因叠加技术为复合性状转基因植物研发奠定了基础,有望成为未来多性状转基因植物研发的重要技术之一。基因漂流防控法包括叶绿体转化法和基因拆分法。基因定点编辑和整合技术包括锌指核酸酶、TALEN和CRISPR/Cas9系统介导的基因定点编辑和整合技术。其中,TALEN和CRISPR/Cas9技术,设计简单,成本低,易操作,靶点分布广泛,有望成为安全转基因研发和应用的重要技术。文章对这些技术原理及其应用现状进行了综述,讨论了其优缺点,并展望了安全转基因技术研发重点和发展趋势。     

转基因油菜研究进展

油菜的遗传转化研究已日趋成熟,用于转化的目的基因趋于多样化,如品质改良、抗病、抗逆、不育基因等;较常用的筛选标记基因是新霉素磷酸转移酶基因(NPTⅡ);目前用于油菜基因转化的方法有根癌农杆菌介导法、基因枪法、PEG法、激光微束穿刺法、显微注射法和花粉介导法等。主要从油菜筛选标记及转化方法方面进行综述,并对油菜转基因上存在的问题及前景进行了探讨和展望。     

农杆菌T-DNA介导的桑树遗传转化研究进展

农杆菌介导外源基因是目前研究最多,应用最广的植物转基因方法。本文对农杆菌介导的植物遗传转化机理,以及T-DNA介导在植物基因组中的加工、转移、整合的分子机理和桑树遗传转化的近几年研究进行了综述,并对桑树基因工程进行了展望。     

农杆菌介导的作物遗传转化研究进展

分子生物学与植物基因工程的迅速发展,使得通过基因工程手段改良作物品质、改善作物耐胁迫能力、提高作物产量成为培育作物新品种的一种有效手段.为此,综述了农杆菌介导遗传转化的分子机制、标记基因的应用、作物转化研究进展和转基因应用前景.     

超声波辅助农杆菌介导法转化鱼腥草的初步研究

应用超声波直接转化法、农杆菌介导转化法、恒定频率的超声波仪处理植物15 min后再用农杆菌介导法侵染植物和在农杆菌侵染过程中辅助以超声波处理10 s 4种方法对鱼腥草进行转基因研究,结果显示:上述4种转化法对gus基因最大瞬时表达率依次为47%、60%、80%和75%。结论:用恒定频率的超声波仪处理植物15 min后再用农杆菌介导法侵染植物和在农杆菌侵染过程中辅助以超声波处理10 s两种转化法gus基因的瞬时表达率最高,说明超声波辅助农杆菌介导遗传转化方法是一种高效的鱼腥草转基因方法,它实现了外源基因在植物中的高效表达。     

小麦转基因技术研究及其应用

近年来植物转基因技术研究迅速发展,大豆、玉米、油菜和棉花等转基因品种已大面积推广应用,取得巨大的经济和社会效益。小麦是世界上主要的粮食作物,自1992年第一株转基因小麦诞生以来,小麦转基因技术发展较快,为开展小麦分子育种奠定了基础。目前,小麦遗传转化主要采用基因枪法和农杆菌介导法,分别占68.8%和15.9%。研究涉及抗病、抗虫、抗逆、品质改良、提高产量等方面,其中研究较多的为抗病(39.7%)和品质改良(25.6%),部分转基因小麦品系已进行环境释放及生产性试验。本文综述了小麦转基因技术的发展和应用现状,讨论了小麦转基因研究存在的主要问题和今后的发展方向。     

石斛属植物再生及遗传转化研究进展

[目的]了解石斛属植物再生及遗传转化研究现状,为石斛属植物分子生物学相关研究提供技术支撑。[方法]通过文献检索,综述了石斛属植物的组培再生和遗传转化研究现状、存在问题及其产业化应用现状。[结果]石斛属多个种的组培再生体系及产业化推广比较完善;但大部分种类遗传转化过程中仍存在转化效率低及很难获得转基因植株等问题。[结论]应进一步完善农杆菌介导转化法,并将其与基因枪法相结合;应探索其他植物遗传转化方法。     

玉米株高的遗传分析

以矮秆玉米自交系44长分别与Mo17和嫩169杂交组合的六世代P1,P2,F1,B1,B2,F2为材料,采用主基因+多基因遗传模型分析方法,对株高的遗传进行研究,结果表明:玉米株高的遗传符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型,主基因遗传率在48.5%～83.0%,多基因遗传率在4.7%～28.7%。两个组合的主基因遗传效应差异较大,说明矮秆基因在不同遗传背景下表现出较大的差异。     

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。     

拥有自主知识产权的高效转化方法是我国作物转基因领域健康发展的关键

论述了大力开展植物转基因研究是我国农业科学发展的必然趋势,指出了在我国开展拥有自主知识产权的高效转化方法研究的必要性和紧迫性。同时还对在植物转基因方法研究领域的探索做了简要介绍,发明了2种新的植物转基因方法:超声波处理花粉介导植物基因转化方法和农杆菌介导植物萌发种子基因转化方法,这2种方法不仅具有我国自主知识产权,而且均大大简化了植物转基因操作过程,可以不经植物组培程序直接获得转基因植株或种子,并能在一定程度上提高转化率。     

樱桃番茄果色的遗传分析

以2个黑色樱桃番茄的自交系Z1、Z2,与红色、粉红色、橙色和黄色樱桃番茄自交系（分别以R、P、O和Y代表各类型）为试材,进行杂交。采取RHS植物色卡比对结合目测进行分类、色彩色差仪测定果色;并利用植物数量性状主基因＋多基因的遗传分析方法,对黑色樱桃番茄果色的遗传规律进行研究。结果表明：樱桃番茄果色黑色性状为隐性性状遗传,双亲果色必须都是黑色类型,才能获得同类型果色的杂种一代;组合PINK×Z2果色性状遗传符合2对加性-显性-上位性主基因模型,主基因的遗传力非常高,早期世代就要注意果色性状的选择;果色黑色性状是由基因R和gf这2对主基因控制,且它们之间存在着互作效应。     

茶树离体再生和遗传转化的研究进展

茶树是我国重要的经济作物之一,通过组织培养技术,利用茶树茎段、腋芽、叶、花粉、种子等器官作为外植体建立茶树遗传转化的再生系统,对获得优质茶树种质资源至关重要.目前关于茶树遗传转化方法的研究,主要集中在农杆菌介导法和基因枪法.综述当前茶树遗传转化再生系统的研究进展,并对今后茶树遗传转化提出展望.     

Plant regeneration and genetic transformation in switchgrass——A review

Switchgrass is native to the tallgrass prairie of North America. It is self-incompatible and has varied ploidy levels from diploid(2x) to dodecaploid(12x) with tetraploid and octoploid being the most common. The high yielding potential and the ability to grow well in marginal lands make switchgrass an ideal species as a dedicated biomass producer for lignocellulosic ethanol production. Genetic transformation is an important tool for studying gene function and for germplasm improvement in switchgrass, the genome of which has been sequenced recently. This paper intends to provide a comprehensive review on plant regeneration and genetic transformation in switchgrass. We first reviewed the effect of explants, basal medium and plant growth regulators on plant regeneration in switchgrass, which is a prerequisite for genetic transformation. We then reviewed the progresses on genetic transformation with either the biolistic or Agrobacterium-mediated method in switchgrass, and discussed various techniques employed to improve the transformation efficiency. Finally we reviewed the recent progresses on the use of genetic transformation in improving biomass quality such as the reduction of lignin, and in increasing biomass yield in switchgrass. We also provided a future perspective on the use of new genome editing technologies in switchgrass and its potential impact on regulatory processes.     

质体基因工程在植物育种中的应用研究进展

与传统的核转化相比,质体遗传转化作为外源基因表达更精确、安全和高效的新一代转基因技术对作物品质改良和产量提高做出了极大的贡献,也给人们提供了植物育种的新思路。综述了质体遗传转化技术、筛选标记(体系)及其在植物抗性性状改良、产量提高、品质改良、杂种优势利用中的应用研究进展,以期为质体基因工程在植物遗传改良,尤其是在单子叶植物遗传改良中的应用提供理论依据。     

高梁组织培养研究进展

随着植物基因工程的发展，高粱的遗传转化已由理论研究转向应用研究，而高粱组织培养是遗传转化中的一个基础而重要的环节。论述了近年来高粱组织培养及植株再生方面的研究进展。     

单子叶植物表达载体pUN3300的构建

植物双元表达载体在植物基因工程研究中具有重要作用,表达载体所包含的结构元件,如启动子、多克隆位点、筛选标记等,对植物遗传转化效率、外源基因表达强度及遗传稳定性等具有重要影响。本研究中,为提高目的基因对单子叶植物的遗传转化效率,对植物表达载体pCAMBIA3300进行改造,在原有以bar基因作为选择标记的基础上,采用不完全酶切的方法添加了Ubiquitin启动子,经酶切、测序表明,植物双元表达载体pUN3300构建成功。该载体对于研究外源基因功能、植物性状改良及新品种的培育,具有重要的价值。     

百合遗传转化体系研究进展

遗传转化可以广泛利用外源基因,定向改变百合的性状,创造新的品种。对百合遗传转化再生体系的建立、遗传转化载体的构建、遗传转化方法的选择和应用以及转基因植株的检测方法等方面的研究进展进行了综述,有助于加深对百合遗传转化的认识,进一步扩大遗传转化技术的应用范围。