大豆热激蛋白基因HSP17.4的耐热功能鉴定

为研究小热激蛋白基因HSP17. 4在大豆热生物胁迫耐受过程中的作用,利用农杆菌介导法,将植物过表达载体p CPB-HSP17. 4和RNA干扰表达载体p CPB-HSP17. 4-RNAi导入受体大豆JN18中。经PCR检测,获得T0代阳性植株13株,T1代阳性植株26株,T2代阳性植株39株。T1、T2代转基因植株Southern blotting结果显示,目标基因以单拷贝形式整合到基因组中。荧光定量PCR结果显示,HSP17. 4基因在转化植株的叶、茎中均有表达。在42℃高温胁迫下,与未转化植株相比,T1、T2转过表达植株叶片中相对表达量分别为未转化植株的813%和793%,转RNAi表达植株叶片中相对表达量分别为未转化植株的49. 77%和52. 81%。耐高温鉴定结果表明,转过表达HSP17. 4基因提高了植株的耐高温能力。     

大豆查尔酮还原酶1基因的克隆及转化

【目的】克隆大豆查尔酮还原酶1(CHR1)基因,以构建的过表达载体pCAMBIA3301-CHR1转化大豆,获得含有CHR1基因的阳性植株,为研究该基因的功能奠定基础。【方法】以大豆基因组DNA为模板,通过PCR扩增克隆CHR1基因,构建植物过表达载体pCAMBIA3301-CHR1,对其进行PCR及双酶切鉴定。采用农杆菌介导法将该载体转入大豆"吉农28"中,对转基因植株进行PCR、Southern杂交检测,对CHR1基因mRNA相对表达量进行荧光定量PCR检测。【结果】克隆得到的CHR1基因大小为1 100bp。成功构建了植物过表达载体pCAMBIA3301-CHR1,将其转化大豆后,通过PCR检测获得T1代转基因大豆植株12株;Southern杂交检测结果显示,CHR1基因以单拷贝形式整合入大豆基因组中;荧光定量PCR检测结果显示,转基因植株的CHR1mRNA相对表达量高于非转基因大豆植株。【结论】成功构建了过表达载体pCAMBIA3301-CHR1,并获得了CHR1基因表达量高的转基因大豆。     

天花粉蛋白基因导入大豆的研究

为获得含有天花粉蛋白(TCS)的转基因大豆植株,提高大豆的抗病虫能力,进行了植物表达载体的构建及转入大豆的研究。首先构建植物表达载体p C-t Pro-TCS-GUS,将其转化E.coli DH5α,经SDS-PAGE结果表明:克隆得到的TCS基因可以在大肠杆菌中表达。通过根癌农杆菌介导法,将TCS基因导入大豆合丰35中,获得了19株T0代转基因大豆,转化率为1.033%。选取T0代种子种植在大田中共获得18株T1代转基因大豆,对获得的T0代和T1代转基因植株进行PCR和PCR-Southern检测,证实外源天花粉蛋白基因己经整合到大豆基因组中。     

转紫色酸性磷酸酶基因GmPAP14大豆研究

为获得磷高效利用转基因大豆新材料,构建紫色酸性磷酸酶基因GmPAP14超表达载体pBI121-GmPAP14与pCAMBIA3301-GmPAP14,通过农杆菌介导子叶节转化技术将2个载体分别转入高产优质大豆品种,并分析了GmPAP14在转基因植株内的表达情况。结果显示,利用PCR和DNA测序分析可检测到转化植株中的目的条带,其中,转入p BI121-GmPAP14载体的保豆3号阳性植株有6株;转入pCAMBIA3301-GmPAP14载体的中豆32有9株,冀豆12有11株,农大豆2号20株。进一步将上述T0植株自交,目前已获得T_1转基因后代;经实时定量PCR检测,部分株系的GmPAP14表达量显著高于野生型对照,说明GmPAP14已整合到大豆基因组,并能够在转录水平正常表达。     

大豆凝集素和脂肪氧化酶双价RNAi表达载体的构建及其遗传转化

【目的】应用RNA干扰技术,同时抑制大豆凝集素(Soybean agglutinin,SBA)和脂肪氧化酶(Lipoxygenase,Lox)基因在种子中的表达,改良大豆营养品质,为培育优质大豆材料奠定基础。【方法】根据RNAi原理,酶切获得Lox目的片段,构建以除草剂Bar基因为筛选标记、种子特异性启动子P7αP启动SBA和Lox双干扰的pCAMBIA3301-SBA-Lox(pSBA-Lox)干扰表达载体,并通过农杆菌介导法转化大豆(品种为吉农28),采用PCR、Southern杂交和实时荧光定量PCR对转基因植株进行检测。【结果】质粒PCR和酶切鉴定结果表明,双价RNAi植物表达载体pSBA-Lox构建成功。将其转入到大豆中,对转化植株进行PCR、Southern杂交检测,结果显示,外源基因以单拷贝形式整合到植物基因组中,并能遗传给后代。T1代转基因植株的实时荧光定量PCR分析显示,转基因植株中SBA基因和Lox基因在籽粒中的表达量比未转化受体植株均明显降低,SBA基因表达量降低了35.9%~47.2%,Lox基因表达量降低了32.8%~56.1%,而在幼嫩叶片中的表达量相比对照植株变化不大。【结论】获得了大豆凝集素和脂肪氧化酶表达量均明显降低的T1代转基因大豆。     

转TaDREB3a基因大豆材料抗旱性鉴定

研究通过分子生物学方法证明TaDREB3a基因已整合至大豆基因组中,对T1～T3连续3代大豆植株作筛选鉴定并分析遗传稳定性,初步评价室内和田间抗旱表现。通过除草剂筛选获得T1代135株抗性植株,经PCR检测其中96株扩增出基因目的条带,获得15个阳性TaDREB3a过表达大豆T1代株系;T2代转基因大豆株系经PEG模拟干旱处理和PCR鉴定获得阳性TaDREB3a过表达大豆T2代株系共10个;T3代转基因大豆株系经PCR鉴定、半定量PCR鉴定、Bar基因试纸条检测、Southern blot分析、Western blot分析,获得6个转基因阳性株系,证实TaDREB3a基因已整合于大豆基因组,可转录完整目的mRNA,其中4个株系检测到目的蛋白表达。盆栽干旱试验显示,TaDREB3a过表达可改善转基因大豆干旱条件下生长状况,转基因植株株高和荚数明显优于对照组植株;大田干旱试验结果显示,TaDREB3a过表达株系提高大豆抗旱性、改善干旱条件下地上形态,减少产量损失。     

大豆促苗期根系发育相关基因Gmr937在烟草中的功能分析

将构建好的植物过表达载体pCAMBIA3301-Gmr937和RNAi表达载体pCAMBIA3301-RNAi-Gmr937,通过农杆菌介导的叶盘法将植物表达载体转入烟草。经PCR检测得到T1代过表达载体阳性植株13株,RANi表达阳性植株11株。对阳性植株进行荧光定量PCR,测定目的基因的表达量,结果表明Gmr937基因在转化烟草根、叶片中表达量最高,是未转化植株12倍,在茎中表达量最低,是对照7倍;在转干扰表达载体植株苗期根、叶中表达量是对照0.7倍,在茎中的表达量是对照0.85倍。以CaMV35s启动子为探针进行Southern杂交检测,结果表明转化的目标基因以单拷贝整合到受体烟草基因组中。测量适宜条件下培育的转基因烟草侧根总长度,结果表明超表达转基因植株的侧根平均总长度为117cm,比未转化烟草平均增加了8cm;RNAi干扰转基因植株侧根总长度平均为80cm,比对照组减少了11cm,说明Gmr937基因对烟草侧根的发育有促进作用。对干旱处理7d后的转基因烟草的抗旱生理生化指标进行测定,结果表明Gmr937基因在烟草中超表达提高了烟草植株的耐旱性。     

油葵转化体系建立和重组人胰岛素的初步表达

为建立并研究利用油葵油体表达系统表达重组人胰岛素蛋白的方法,采用PCR技术构建植物种子特异性表达载体,经花粉管通道用重组人胰岛素基因转化油葵。利用PCR法检测目的基因的转化情况,用SDS-PAGE和Western blot对胰岛素蛋白的表达进行鉴定。结果表明,合成了重组人胰岛素与花生油体蛋白融合基因,并获得植物种子特异性表达载体p BINOI。花粉管通道转化油葵的适宜条件为,花柱剪切1/2,质粒浓度为50~100 ng/μl转化效率最高。PCR结果显示,油葵花粉管通道法转胰岛素基因总转化率为3.2%,温室转化率(5.20%)高于大田转化率(1.12%)。获得T1~T5代转基因种子,播种为T1~T5代植株。获得的1号转基因株系T5代植株阳性/阴性植株为11∶1。经SDS-PAGE电泳分析和Western blot检测结果显示,融合蛋白约为23 k Da,重组人胰岛素基因在油葵种子中得到了表达。本实验建立了转基因油葵油体表达系统,且该系统能够成功表达重组人胰岛素。     

β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体的构建

【目的】构建β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因具有功能性间隔序列的发夹结构（Intron-hairpin RNAi,ihp-RNA）的RNA干扰(ihp-RNAi)表达载体并转化大豆,为通过RNA干扰技术改良大豆的营养品质奠定基础。【方法】以大豆总RNA反转录获得的cDNA为模板,通过PCR扩增克隆了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因的核心保守序列(400 bp),并将该片段的反义和正义片段插入到重组植物表达载体p3301P的种子特异性启动子7αp下游,将功能性间隔序列intron-SSR插入反义片段与正义片段之间,构建α′-亚基基因ihp-RNAi安全型表达载体p3301-PFNZ-α′-BADH,并进行PCR及双酶切鉴定。利用农杆菌介导法将带有p3301-PFNZ-α′-BADH 的菌株转化“吉农27”大豆植株,对转基因植株进行PCR、Southern杂交检测,并对转基因植株α′-亚基基因的表达量进行RT-PCR。【结果】成功构建了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体p3301-PFNZ-α′-BADH,利用农杆菌介导法转化大豆得到7株阳性转化植株;Southern杂交结果显示,外源基因以1～2个拷贝整合于大豆基因组中;RT-PCR检测表明,β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因的表达被明显抑制。【结论】成功构建了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体,获得了α′-亚基基因被明显抑制的转基因大豆植株,为应用基因工程技术进行大豆品质改良奠定了基础。     

黄瓜CsHIR1基因表达载体的构建及遗传转化

为了优化黄瓜遗传转化体系以及研究CsHIR1基因在黄瓜中的功能特性,本试验利用In-fusion技术构建植物表达载体pCAMBIA35S-CsHIR1,经过限制性内切酶SalⅠ和BamHⅠ双酶切检测、质粒PCR检测和测序鉴定,结果表明,表达载体pCAMBIA35S-CsHIR1已构建成功并转入农杆菌GV3101中。以黄瓜抗病种质‘PI197088’和感病种质‘CCMC’的子叶节为外植体,通过优化的农杆菌介导法初步将CsHIR1基因转入黄瓜中,经PCR检测获得25株阳性植株,其中8株阳性植株自交得到种子T1代,T1代PCR检测阳性率为44.7%,实时荧光定量分析表明CsHIR1在T1代阳性株中的相对表达量稍高于对照植株,有1株与对照组的差异较显著,这为进一步研究CsHIR1在黄瓜中的功能奠定了基础。     

RNAi和GroEL介导的双价转基因番茄对TYLCV的抗性

本研究将已构建的SUC2-GroEL和pBI121-AC1-AC2植物表达载体共转化番茄,共获得19株卡那霉素抗性再生植株。经过PCR和RT-PCR检测,初步获得转SUC2-GroEL载体的阳性植株5株,转pBI121-AC1-AC2载体的阳性植株3株以及转SUC2-GroEL/pBI121-AC1-AC2双载体的阳性植株2株。利用TYLCV侵染性克隆农杆菌注射接种法对T0代转基因阳性植株进行抗性鉴定,获得抗TYLCV的转基因植株7株。对T0代未扩出病毒条带的T1代植株进行抗性鉴定,结果发现转SUC2-GroEL、pBI121-AC1-AC2、SUC2-GroEL/pBI121-AC1-AC2不同载体的株系植株中平均带毒率依次是35%、25%和15%,推断转双基因的植株的抗病能力优于转单个基因植株的抗病能力。     

RNA干扰技术抑制洋桔梗ACC合酶基因的表达

为了延长洋桔梗的花期,本研究通过农杆菌介导法,以ACC合酶(ACS)基因干扰表达载体,对Double Mariachi Pink洋桔梗(Eustoma grandiflorum)的叶片外植体进行了转化。经过再生芽的筛选增殖培养,在含有卡那霉素Km(15 mg/L)再生根筛选培养基中得到了46株抗性苗,其中11株经GFP基因PCR鉴定为阳性。经进一步的GFP基因RT-PCR鉴定,3株表达为阳性,并且其中2株经GFP荧光检测呈阳性。提取荧光阳性植株RNA,逆转录后,进行了ACS荧光定量PCR。结果表明,与未转基因对照植株相比,转基因植株ACS的相对表达量平均下降了63.17%。花期统计结果表明,ACS干扰表达载体转化的洋桔梗植株花期比未转基因植株对照延长了17 d。     

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。     

抗逆基因GmUBC2的大豆胚尖遗传转化以及抗性材料的鉴定

本研究利用前期建立的大豆胚尖遗传转化体系,借助农杆菌转化技术将抗逆基因GmUBC2导入河北省推广大豆品种中,获得了抗逆能力强的优良大豆新材料。结果表明,6个供试河北省优质大豆品种中,‘冀豆16号’的胚尖再生率较高,可达到75.57%,‘五星2号’转化植株的PCR阳性率较高,可达到9.91%。不同农杆菌菌株中,农杆碱型的EHA105菌株侵染效率明显高于胭脂碱型的GV3101和C58C1。在侵染阶段和共培养阶段添加600mg/L L-Cys和2.0mmol/L DTT能够明显提高‘冀豆16号’胚尖的发芽率和平均重生芽数,提高转化效率。经PCR以及RT-PCR检测,获得了转抗逆基因GmUBC2的‘冀豆16号’和‘冀豆12号’转化植株及其T3代种子。经200mmol/L NaCl胁迫25d,T1代阳性转化材料仍然能够正常生长,而对照植株已经完全枯黄。经0~300mmol/L NaCl胁迫处理的T2代阳性植株,随着NaCl浓度的升高,植株叶片的脯氨酸积累量比对照明显增高,而丙二醛含量均明显降低。结果表明转GmUBC2基因的植株能够降低盐胁迫对膜质造成的伤害,具有一定的抗盐胁迫能力。     

抗虫基因Cry1Iem转化大豆的研究

通过花粉管通道法将pCMBIA3300-Cry1Iem载体中的Cry1Iem基因转入大豆品种"吉农28"中,对经过抗草铵膦筛选的转基因植株进行PCR检测,初步确定阳性植株,对转基因阳性植株进行Southern blotting检测,结果发现有5株出现杂交信号,证明Cry1Iem基因整合到受体的基因组中。利用实时荧光定量PCR测定T1代阳性植株的Cry1Iem基因在mRNA水平上的表达量,证明Cry1Iem基因在受体材料中获得了表达。     

Hs1 pro-1双子叶表达载体构建和转化大豆研究初报

用从德国引进的抗线虫基因Hs1pro-1构建表达载体并转化大豆,以获得抗线虫转基因植株.提取克隆载体p1832,用Nco 酶切、Klenow补平和Sac 酶切,回收基因片段;提取表达载体pBI121,用Sma 和Sac 酶切,回收大片段;目的片段用T4DNA连接酶连接并转化E.coli,鉴定重组质粒;用基因枪轰击转化大豆品种早熟1号,获得18株再生苗,其中3株经PCR检测呈阳性,通过Southern杂交,证明Hs1pro-1基因已整合到其中2株大豆的基因组中.     

转phyA基因玉米新种质的创制

【目的】构建植酸酶基因(phyA)根部特异表达的重组植物表达载体,并利用其创制磷高效利用的玉米新种质.【方法】通过PCR方法从携带phyA的表达载体pCAMBIA3301中扩增出phyA表达元件ZmGLU1P-phyA-Nos,并将其插入到带有耐盐基因的中间载体pCAMBIA1301-BADH上,获得phyA根特异表达的植物表达载体:pCAMBIA1301-ZmGLU1P-phyA-Nos,通过农杆菌介导法转化玉米胚性愈伤组织,并对再生植株进行分子生物学检测分析.【结果和结论】经PCR检测获得了9株T0代阳性植株;T1代植株的抗盐筛选、PCR检测、Southern杂交检测及RTPCR检测证明了phyA已经整合到玉米基因组中,获得6株T1代阳性植株;T2代植株的RT-PCR及根组织的酶活性测定结果表明,phyA在转基因植株根部大量表达,植酸酶活性平均比对照植株提高了10.9倍,活性最高的达到5.432 U/g.植酸酶基因在转基因植株根部大量特异表达,获得了转phyA的玉米新种质,为创制磷高效利用的玉米新种质、提高玉米的产量奠定了基础.     

大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1的克隆及功能分析

【目的】获得大豆疫霉根腐病抗性相关基因,为培育大豆抗病品种提供理论依据。【方法】在以大豆抗病品种绥农10构建的受疫霉菌诱导后差异表达的cDNA消减文库的基础上,选取文库中一条与其它植物的DR1基因具有较高同源性且上调表达的EST序列。通过RT-PCR方法从绥农10中克隆该基因,并构建到植物表达载体pCAMBIA3301上,以感病品种东农50的子叶节为外植体通过根癌农杆菌介导的方法进行大豆遗传转化。【结果】该基因全长805 bp,开放读码框为471 bp,编码156个氨基酸,在此命名为SDR1。遗传转化获得转基因PCR鉴定阳性植株5株,Real-time PCR检测T1转基因植株较非转基因植株SDR1表达量提高20倍以上的有3株,经Southern杂交分析表明,出现杂交信号的有3株。经离体叶片接种大豆疫霉菌,转基因大豆的抗性较非转基因大豆明显提高。【结论】成功克隆了大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1,并通过对过量表达的大豆转基因植株的抗病性鉴定初步确定了SDR1的抗病功能。     

Na~+/H~+逆向转运蛋白基因PsnhaA的克隆及在大豆中的功能验证

高盐对作物造成渗透胁迫和离子毒害,Na+/H+逆向转运蛋白是生物耐盐的关键因子,能够维持高盐胁迫下生物体的正常生长代谢。为促进作物的遗传转化,选育耐盐作物品种,从施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)中克隆质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因PsnhaA,并构建到植物表达载体pBI121上,通过发根农杆菌介导的整株生长点注射法转化大豆。结果表明:PsnhaA基因已整合到转化大豆基因组中,并在转录水平获得表达。耐盐相关生理指标检测结果显示,盐胁迫后转基因植株的质膜相对电导率显著低于对照植株,叶绿素含量和脯氨酸含量显著高于对照植株。PsnhaA基因显著提高了大豆的耐盐水平,为农作物的耐盐性改良提供了优良的候选基因。