抗虫基因cry1Ab／Ac在水稻杂交转育后代中的表达效应

以转入了Bt基因cry1Ab/Ac的水稻品系TT51为供体,与10个恢复系杂交。通过分子检测,并结合田间的抗虫性观察,筛选出农艺性状良好的转基因纯合株系。抗虫基因在所有的杂交组合后代中按照孟德尔规律遗传,但是不同遗传背景下的表达量有很大差异。 Cry1Ab/Ac蛋白含量维持原有水平的株系对螟虫表现出良好的抗性,蛋白含量降低的株系则受到轻微的危害。纯合株系的部分农艺性状发生变异,其程度与Cry1Ab/Ac蛋白含量有关。结果为利用杂交转育培育优良抗虫水稻提供依据。     

结球甘蓝抗虫转基因植株及其后代的抗性表现

应用农杆菌介导法将含有豇豆胰蛋白酶抑制剂 (CpTI)基因和新霉素磷酸转移酶 (NPTⅡ )基因的重组质粒导入结球甘蓝栽培品种春甘蓝“鸡心 2 3”和秋甘蓝“黑叶头”。对转基因当代植株 (T0 )及其自交后代 (T1、T2 、T3)群体进行卡那霉素抗性、抗虫性鉴定和分子检测。经PCR DNA分子杂交检测 ,确认抗虫基因———豇豆胰蛋白酶抑制剂基因已整合到受体植株的基因组中 ,并在有性生殖过程中传递给后代。卡那霉素抗性和抗虫性状在T0 代植株上得到表达 ;T1代植株中发生分离 ;T2 代中呈现出 3种不同类型的株系 :抗性纯合、杂合型和敏感性纯合株系 ;从T3 代中获得卡那霉素抗性和抗虫性纯合的株系。试验结果显示 ,卡那霉素抗性和抗虫性状在转基因植株自交后代中的表现基本符合显性单基因的分离规律。在T2 、T3 代抗虫性纯合的株系中 ,鳞翅目小菜蛾、甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的 1～ 2龄幼虫校正死亡率为 6 %～ 10 0 % ,从中选出一批校正死亡率达 80 %左右的单株     

转Bt基因油菜的抗虫性分析

利用农杆菌介导的遗传转化分别将Cry1C和Cry2A的2个单价Bt基因转入油菜(Brassica napus L.),以两个纯合的转基因抗虫油菜为亲本,通过有性杂交的方法将不同Bt基因聚合,培育双价Bt抗虫油菜,并对其抗虫性和种子品质性状进行评价。结果表明,Cry1C、Cry2A在聚合后均能稳定表达,和单价Cry1C转基因植株相比,双价株系中蛋白质含量明显降低,以Cry2A为母本的聚合株系蛋白质含量降低更多,Cry1C在遗传上存在母本效应。室内接种小菜蛾二龄幼虫结果显示,转化单价和双价聚合Bt基因的抗虫性增强,其中转化单价Cry1C的抗虫性优于双价聚合Bt基因和单价Cry2A基因的转基因植株。玻璃温室栽培转基因植株,单价Bt和双价聚合Bt基因的转基因植株能生存而非转基因植株受到严重虫害而死亡。对抗性优良的单价和双价聚合的转基因植株种子品质测定发现,与未受到虫害的受体材料双低优良恢复系7-5的含油量和硫苷含量差异不显著,从而达到抗性改良的目的。     

超声波辅助花粉介导法获得转BtCry1Ac基因玉米的研究

为了进一步分析玉米基因功能及基因转化,并为玉米抗虫提供种质资源,利用超声波辅助花粉介导法,将抗虫基因Cry1Ac导入玉米优良自交系昌7-2中,获得大量的转基因植株。结果表明:转基因植株经过草铵膦抗性筛选、PCR检测、BT蛋白试纸条检测和室内抗虫性鉴定等分析,最后获得高抗玉米螟的转BtCry1Ac基因株系9个。培育出了高抗玉米螟的种质资源材料,同时也建立了超声波辅助花粉介导转化玉米的高效转化体系,该方法是简捷、快速有效、无基因型限制的植物转化方法。     

外源基因在不结球白菜转基因植株后代中的表达

应用农杆菌介导法将含有豇豆胰蛋白酶抑制剂基因和新霉素磷酸转移酶基因的重组质粒导入不结球白菜地方品种———“中脚黑叶”和“矮脚黑叶”中 ,获得抗虫转基因植株。卡那霉素抗性和抗虫性在转基因植株自交后代T1代植株中发生分离 ;在T2 代中出现 3种不同类型的株系 :抗性纯合、杂合型和敏感性纯合株系。卡那霉素抗性和抗虫性在转基因植株自交后代中的表现基本符合孟德尔显性单基因的分离规律。从T2 、T3 、T4代中选择出抗虫性纯合株系 ,并获得一批对 1～ 2龄鳞翅目小菜蛾、斜纹夜蛾幼虫的校正死亡率达 6 0 %左右的单株     

利用分子标记辅助选择技术培育抗虫水稻品种的研究

Bt基因是从苏云金芽孢杆菌中克隆出的针对鳞翅目害虫的抗虫基因,经过基因工程方法人工改造已经获得Cry1Ab/Ac、Cry1C等抗虫基因。以云南主栽水稻品种楚粳28为受体,以携带Bt抗虫基因的"华恢1号"、"RJ-5"和"T1C-19"分别作为供体,利用分子标记辅助选择(MAS)技术进行回交育种,选育成携带Bt抗虫基因水稻新品系。结合农艺性状表现,获得了云抗虫稻1号、云抗虫稻2号、云抗虫稻3号Bt蛋白高表达的水稻抗虫品系。这些抗虫品系为云南省抗虫水稻的遗传改良和生产应用提供了基因资源和应用基础。     

转基因抗虫油菜品系选育和性状研究

为选育优质抗虫油菜新品系,在Bt毒蛋白基因成功地转化到甘蓝型双低油菜品种湘油13号后,对其植株性状、农艺性状和品质性状进行筛选,获得稳定的转Bt基因油菜品系,该品系除前期叶片稍大、叶片稍淡、苗期抗虫性较强外,其他性状与湘油13号相同。     

大豆子叶节再生体系的优化与农杆菌转化的研究

以大豆子叶节为外植体,采用农杆菌介导法将目的基因Cry1Ac导入大豆中。结果表明,卡那霉素抗性植株经PCR检测,初步证明外源基因Cry1Ac已经整合到大豆基因组中,并从灭菌方法、6-BA对出芽率的影响、大豆基因型、卡那霉素筛选方式及选择压力等方面优化了大豆植株再生体系。     

农杆菌介导抗虫基因Cry1Ac/Ab转化大豆的研究

利用农杆菌介导的子叶节遗传转化体系,将Cry1Ac/Ab融合抗虫基因表达载体导入栽培大豆品种GP03-8-23中,通过Cry1Ac/Ab融合基因在大豆中的表达,获得了抗虫转基因大豆新材料。试验共转化子叶节外植体1 540个,再生转化苗经PCR、Southern杂交和Bar试纸条检测,获得85株阳性转基因植株,平均转化率为5.47%。利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测了目标基因在转基因大豆不同株系及不同组织中的表达量。结果表明:不同转基因株系表达量存在显著差异,目标基因在大豆根、茎、叶、子粒中均有表达,在叶中的表达量最高,根中的表达量较高,茎和子粒中的表达量最低。经室内抗食叶性害虫离体鉴定,获得抗虫性较好的T1代转Cry1Ac/Ab基因大豆材料,其中1份表现为高抗,抗虫性显著优于对照,可为培育抗虫大豆新品系提供新的种质材料。     

转基因抗虫棉晋棉44号选育研究及高产栽培要点

采用农杆菌介导转化法,将CrylAc3导入受体棉花品系冀合492中,获得再生植株。经PCR扩增分析,得到和预期长度一样大小的743pb目的基因片段,初步证明外源基因已整合到棉花基因组中。进行PCR-Southern杂交检测结果,所有PCR阳性植株产物电泳带均显示出较强信号,进一步说明外源B t基因已整合到棉花体内。生物检测结果,转基因棉花对棉铃虫具有很高抗性,苗期、蕾期、开花期高抗株率分别达80%~96%,说明转化CrylAc3可以使受体棉花具有很高的杀虫活性。通过连续选择和自交纯合及南繁加代,得到综合性状优良的品系2001pb-3。参加山西省中熟棉花区域试验,2005年通过审定,定名为晋棉44号。晋棉44号农艺性状优良,高产优质。     

Selection of Homozygous Cotton Lines Transformed with Two Insect-Resistant Genes

A plant expression vector containing a chimeric Bt29K gene coding for the activated Cry1Ac protein and the arrowhead proteinase inhibitior gene API-B were introduced into the cotton cultivar Jihe321 mediated by Agrobactertium tumefaciens. Based on the results of kanamycin resistant testing, PCR detection for both foreign genes and insect bioassay using Heliethis armigera, nine transgenic homozygous cotton lines with insect-resistance of more than 90% and better agronomic traits were bred through six generations from the original transgenic plants. Results from insect bioassay and sequence analysis of the PCR products of plants from some homozygous lines indicated that the chimeric Bt29K gene was stably inherited in these transgenic cotton lines. The main agronomic characters of these homozygous cotton lines, such as boll productivity and fibre strength, were better than that of the original cotton cv. Jihe321.     

双价抗虫转基因棉花研究

构建了携带人工合成的GFM CryIA杀虫基因和经过修饰的CpTI基因的高效双价杀虫基因植物表达载体pGBI121S4ABC。采用花粉管通道法,将pGBI121S4ABC转入到石远321、中棉所19号、3517和541中国棉花生产品种中,首次获得了双价转基因抗虫棉株系。叶片室内抗虫生物学鉴定表明,抗性好的株系棉铃虫幼虫校正死亡率大于96%;经分子检测,证实了双价杀虫基因在棉花基因组中的整合与表达。     

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。     

外源基因在转基因抗虫油菜中的遗传行为

为了选育出稳定的转基因抗虫油菜新品种，采用卡那霉素抗性分析和PCR检测技术对转基因抗虫油菜中Bt杀虫蛋白基因的遗传行进行了研究，连续三代的研究结果表明，Bt杀虫蛋白基因以单拷贝、杂合地整合到转基因植株（T01，T02，T03，T05，T06，T07，T08）的基因组中，并稳定地遗传给后代，纯合转基因株系杂交分析表明，在不同T0转基因植株中Bt杀虫蛋白基因整合位点是不同的，T01和T05或T03和T08的Bt杀虫蛋白若整位点是同源染色体的不同座位，而其他转基因植株的Bt杀虫蛋白若整位点是在非同源染色体上。     

转Bt基因棉抗虫性的室内鉴定技术

从棉花种植、供试棉株器官选择、棉铃虫饲养、标准试虫选择、室内生测方法、抗性级别评价标准等方面 ,系统地总结了转 Bt基因棉抗虫性的室内鉴定技术。以从美国引进的转 Bt基因棉“保铃棉 32 B”为参考 ,对我国自行培育的第一个转 Bt基因棉“品种国抗棉 1号”的抗虫性进行了较系统的比较鉴定。     

转cry1Ab基因抗虫水稻的培育

采用农杆菌介导的遗传转化法,将cry1Ab基因导入优良三系恢复系明恢63,共获得了92个独立转化株,其中13株为单拷贝。通过发芽试验,获得了11个单拷贝转基因纯合系。ELISA检测结果表明:不同株系其Bt蛋白含量不一样,但杂种的Bt蛋白含量与其亲本一致。室内人工接虫试验及田间抗虫性试验初步表明:5个纯合株系表现高度抗性,且农艺性状与原品种没有显著差异。由此说明,所获得的这些单拷贝转基因株系可作为育种材料,用于抗虫水稻的培育。     

转基因抗虫棉抗虫性与农艺性状的关系

以5个不同来源的转Bt基因抗虫品种及原始受体品种为材料进行半双列杂交并构建6个F2分离群体,对半双列杂交组合、亲本和6个F2分离群体进行田间比较试验和抗虫性鉴定,分析转入Bt基因以后转基因品种抗虫性和产量性状、纤维品质的表现.结果表明:Bt基因为显性遗传,Bt基因的引入对于杂交组合的纤维品质不具有显著的影响,但对于铃数的增加具有显著影响;在不同F2分离群体中,转基因抗虫棉的校正死亡率与烂铃率显著负相关,相关系数为-0.259～-0.495,抗性的提高对烂铃数的减少、成铃数的增加具有显著作用;不同拷贝数的转基因抗虫杂交种抗虫性不存在显著差异,Bt基因不具有明显的剂量效应.     

早熟优质抗虫棉"晋棉26"的选育

利用生物技术将Bt基因导入到常规优良品种"晋棉七号"中,通过PCR检测、田间及室内抗虫性鉴定、后代材料的自交及系统选育,培育出转Bt基因抗虫棉"晋棉26".     

转Bt基因抗虫棉的筛选和抗性鉴定

2000～2002年采用卡那霉素叶片涂抹法和室内饲喂生物测定法筛选和鉴定转Bt基因棉原始群系"20-1"2代,对单株进行了抗虫性鉴定和抗性级别评价.在供试的321株材料中,筛选出特高抗棉株22株,高抗棉株19株,并将这些棉株的自交铃种子种成株行,进行了纯合株系(抗性基因纯合)的筛选,筛选出特高抗8个株行,高抗10个株行,可进行进一步的转Bt基因棉的品种选育.