通过玉米茎尖转化耐草甘膦基因2mG2-epsps及抗性鉴定

以X2211、78599等10个优良玉米自交系的茎尖为受体材料,采用农杆菌介导和真空负压法将抗除草剂基因2mG2-epsps转入玉米茎尖生长点分生组织细胞,转化后的茎尖经共培养3 d,植入花盆,3叶1心经除草剂(glyphosate,草甘膦)筛选,产生耐草甘膦1‰~1.25‰植株,移栽大田。从种子萌发准备茎尖到转化苗喷施除草剂筛选、移栽大田,整个周期只需30 d左右。同时,经特异PCR检测表明:2mG2-epsps基因已整合进部分植株。     

转Bt cry1Ah/cry1Ie双价基因抗虫玉米的研究

构建了含有人工改造的抗虫基因Bt cry1Ah、cry1Ie和耐除草剂基因2mG2-epsps的植物表达载体pMUHUESGM,利用基因枪法将表达盒片段转化玉米愈伤组织,以2mG2-epsps基因为筛选标记基因,经草甘膦异丙胺盐筛选获得24株T0代再生植株,其中PCR检测阳性植株有20株。T0和T1代植株的分子检测结果证明了外源基因已经整合到玉米基因组中并能够稳定遗传和表达,转基因株系在田间生物活性检测中表现出较好的抗虫性,这为培育抗虫玉米新品种提供了参考,同时本研究中采用了基因枪片段转化法,提高了转基因的生物安全性。     

农杆菌介导的2mG_2-epsps基因转化玉米自交系18-599R幼胚的研究

【目的】对农杆菌介导的抗草甘膦新基因2 mG2-epsps转化玉米18-599R幼胚的体系进行优化,以获得具有明显草甘膦抗性的转基因植株。【方法】以玉米18-599R幼胚为受体,采用农杆菌介导法,对转化时的预处理条件、菌液浓度×浸染时间、草甘膦筛选浓度设置处理,以优化转化体系;并用PCR、实时荧光定量PCR和喷洒草甘膦鉴定外源基因在转基因植株中的表达情况。【结果】热激处理对抗性愈伤率没有明显的提高作用,离心处理会降低抗性愈伤率;菌液浓度为OD600=0.6,浸染时间为10 min时,平均抗性愈伤率最高,为37.33%;草甘膦浓度为2.0mmol/L是比较理想的筛选浓度;实验共得到46株再生植株,5株PCR检测呈阳性,阳性率为10.87%;实时荧光定量PCR表明外源基因在T2代植株的根、茎、叶中均有表达;对T2代转基因植株喷洒1.5g/L的草甘膦,表现出耐受性。【结论】实验成功将2 mG2-epsps导入18-599R基因组,并获得了明显的草甘膦抗性。     

转2mG2-epsps基因烟草的草甘膦耐受性分析

利用农杆菌介导法将耐草甘膦基因2mG2-epsps转入烟草,获得87株PCR阳性植株,阳性率为43%。对PCR阳性植株进行Southern杂交、RT PCR、Western 杂交和ELISA分析,结果显示外源基因已经整合到烟草基因组中并高效表达,转基因植株的叶片中2mG2-EPSPS蛋白的最高表达量可达26.03 μg/g 鲜重。转基因烟草草甘膦耐受性分析显示,其中有15个转化事件表现出较好的草甘膦耐受性,对草甘膦的耐受性可达到1%。转基因植株的种子可以在10 mmol/L草甘膦异丙铵盐浓度下萌发,T1代转基因烟草幼苗可以耐受浓度为0.8%的草甘膦。研究结果表明转2mG2-epsps基因烟草具有较高的草甘膦耐受性,2mG2-epsps基因可以用于耐除草剂转基因作物的培育。     

甘薯悬浮细胞系的建立及对抗草甘膦基因的遗传转化

选取8个四川主栽甘薯品种为材料,剥离茎尖诱导胚性愈伤组织,建立胚性细胞悬浮培养系。以烟草叶片和川薯20悬浮细胞为受体材料,利用农杆菌浸染方法转化抗除草剂基因EPSPS。结果表明,经PCR检测及草甘膦喷施试验后,获得了抗草甘膦阳性甘薯植株13株、阳性烟草植株25株,此实验为以EPSPS基因作为遗传转化的标记基因提供了帮助。     

农杆菌介导法将Bt杀虫蛋白基因导入玉米自交系的研究

利用β-葡萄糖苷酸酶(gus)基因的瞬时表达和稳定表达对农杆菌转化玉米愈伤组织的条件进行优化,通过用带有Bt抗虫基因和bar抗除草剂基因的根癌农杆菌LBA4404(ACT)转化玉米自交系7922、H99和P2的胚性愈伤组织,获得了抗性愈伤组织,并分化出植株,PCR检测初步证明Bt杀虫蛋白基因已整合到玉米再生植株中。     

玉米愈伤组织的耐盐性筛选

以玉米(Zea mays L.)自交系H99、丹988、丹598的胚性愈伤组织为材料,利用农杆菌介导的方法将带有p CAMBIA1301-BADH抗盐碱基因转入供试品种的胚性愈伤中,通过愈伤组织对盐(NaCl)的敏感性试验,确定愈伤组织适宜选择压,同时研究了2,4-D浓度对筛选结果的影响。结果表明,玉米自交系H99在盐筛培养基中NaCl浓度为200 mmol/L,2,4-D浓度为1.0 mg/L时筛选结果最佳。对移栽成活的48棵抗盐转p CAMBIA1301-BADH基因植株,经PCR检测有3株呈阳性,阳性株率达到6.3%,初步证明目的基因已整合到玉米基因组中。     

抗虫耐草甘膦双价基因表达载体的构建及玉米转化

本研究对来自苏云金芽胞杆菌BT8的Cry1A(h)基因根据玉米密码子偏好性进行了优化。采用重叠PCR方法获得了优化的Cry1Ah基因与抗除草剂基因2m G2-epsps融合片段,并将其构建到植物表达载体p BI121上,构建p BI121-EPSPS-cryl Ah双元载体。将其转化根癌农杆菌菌株EHA105,获得基因工程菌。结果表明,玉米生产上使用的骨干优良自交系18599、综31等的幼胚作为转基因受体材料,以工程菌将抗虫抗除草剂双价基因转入上述玉米幼胚,经共培养、恢复、筛选、分化、生根、壮苗移栽等培养,苗期除草剂草甘膦涂抹,免疫试纸条检测、抗虫接种鉴定等初筛,再经PCR验证,获得了4株双抗转基因材料。此结果将为抗虫抗除草剂双抗转基因玉米新品种选育提供较好的亲本材料。     

转双价抗虫基因Bt-pta玉米植株的获得

以7922、8902、4112、340和853为受体材料,研究不同基因型的愈伤组织诱导与再生芽苗的关系,其中7922芽苗率为76.4%;8902、4112、340芽苗率分别为8.2%、12.7%和0%和11.8%,结果显示7922主要以体胚发生为主,芽苗率高,是遗传转化的良好受体材料。且胚性愈伤组织随着继代次数的增加变异率随之增加,应尽量减少继代次数以提高转化率。研究进一步利用PDS-100型基因枪将包含抗除草剂基因(bar)、苏云金杆菌毒蛋白基因(cryIA(a))和半夏凝集素基因(Pinelliaternataagglu-tinin,PTA)的聚合载体p3300-bt-pta导入7922的胚性愈伤组织,经PPT(3mg/L)筛选,获得抗性愈伤组织和再生植株。从获得的28株再生植株中筛选获得22株具有除草剂抗性的植株,PCR分析表明有7株同时含有Bt、PTA、Bar三个基因,共整合的频率为31.8%,结果表明将多价抗性基因同时导入玉米获得多抗的转基因玉米材料是可行的,这为通过转基因聚合育种培育创造同时抗鳞翅目害虫和同翅目害虫的玉米品种奠定了基础。     

农杆菌介导的 BADH—CMO 基因转化玉米愈伤组织的初步研究

植物的耐盐性是一个多基因控制的复杂性状,将多个耐盐相关基因导入同一植物更有助于提高植物的耐盐能力.以玉米自交系H99、丹988的胚性愈伤组织为受体材料,通过愈伤组织对NaCl的敏感性试验,确定转化愈伤组织的适宜选择压,适宜愈伤组织转化的盐浓度为225 mmol/L.并对农杆菌遗传转化系统的条件进行了初步研究,用带有pCAMBIA-1301-CMO-BADH质粒的根癌农杆菌转化玉米愈伤组织,结果表明:采用EHA105的菌株振荡20h后,菌液OD值为0.5～0.6时侵染25 min为农杆菌转化的适宜条件.对移栽成活的36棵抗盐植株经PCR检测有2株呈阳性,阳性株率最高达到5.6％,初步证明目的基因已整合到玉米基因组中.     

利用花粉管通道法将耐草甘膦基因mG2-epsps 导入玉米自交系的研究初报

构建了含有耐草甘膦基因mG2-epsps的植物表达载体pUmG2,采用花粉管通道法将其导入优良玉米自交系X90中,对Tn代1542株植株进行草甘膦喷洒实验,共得到32株能够耐受0．25％草甘膦药液的抗性植株;对这32株抗性植株的PCR检测结果表明,其中29株为PCR阳性植株,平均转化率为1．88％;Southern杂交和Western杂交检测结果证明mG2-epspps基因已整合至玉米基因组并正确表达。     

Developing transgenic maize(Zea mays L.) with insect resistance and glyphosate tolerance by fusion gene transformation

Using linker peptide LP4/2A for multiple gene transformation is considered to be an effective method to stack or pyramid several traits in plants. Bacillus thuringiensis(Bt) cry gene and epsps(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase) gene are two important genes for culturing pest-resistant and glyphosate-tolerant crops. We used linker peptide LP4/2A to connect the Bt cry1 Ah gene with the 2m G2-epsps gene and combined the wide-used man A gene as a selective marker to construct one coordinated expression vector called p2 EPUHLAGN. The expression vector was transferred into maize by Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation, and 60 plants were obtained, 40% of which were positive transformants. Molecular detection demonstrated that the two genes in the fusion vector were expressed simultaneously and spliced correctly in translation processing; meanwhile bioassay detection proved the transgenic maize had preferable pest resistance and glyphosate tolerance. Therefore, linker peptide LP4/2A provided a simple and reliable strategy for producing gene stacking in maize and the result showed that the fusion gene transformation system of LP4/2A was feasible in monocot plants.     

农杆菌介导抗草甘膦基因(EPSPS)的玉米转化及相关因子的影响研究

对影响农杆菌转化效率的一些因素进行了研究优化,结果表明,诱导培养基中添加200 mg/L的头孢霉素既能抑制农杆菌的生长又不影响幼胚的愈伤诱导;诱导和筛选培养基中添加5 mg/L硝酸银能有效抑制玉米愈伤组织褐变,显著改善愈伤组织及胚性愈伤组织的诱导率;分化培养基中添加2μmol/L的嘧啶醇能延缓试管苗的生长速度,使苗更健壮。利用优化的根癌农杆菌介导转化体系将抗草甘膦基因(EPSPS)转入玉米杂交材料HiⅡ中,获得了PCR阳性植株。     

利用花粉管结合线性DNA的方法将YB2基因导入玉米自交系的研究

[目的]将YB2基因导入玉米自交系.[方法]利用花粉管通道法将含有YB2基因的线性表达盒转入优良玉米自交系京24,对T0代植物喷洒浓度为200 mg/L草铵膦药液进行筛选,并对筛选到的植株进行PCR、RT-PCR检测.[结果]试验共得到19株草铵膦抗性植株;经检测,19株均为Bar阳性植物,其中5株含YB2目的基因,初步证明外源目的基因已整合到玉米基因组中.[结论]该研究为获得抗旱性好、产量高、安全的转基因玉米株系奠定了基础.     

基因枪法将Bhlea2基因导入玉米的初步研究

构建了牛耳草(Boea hygrometrica)胚胎发育晚期丰富蛋白基因(Bhlea2)的植物表达载体pYL1,以玉米(Zea mays L.)自交系501的愈伤组织为受体,利用基因枪法将Bhlea2基因导入,获得51株抗性植株,经PCR检测有10株阳性植株,阳性率为19.6%,初步证明外源基因已整合到玉米基因组中。     

玉米基因枪遗传转化体系的研究

以玉米自交系81162的胚性愈伤组织为受体材料,通过基因枪轰击法将nptII基因和afp基因转入玉米细胞,获得了抗性愈伤组织和再生植株。确定了筛选剂Geneticin的筛选浓度和方法,愈伤组织生长阶段和分化阶段Geneticin的有效浓度分别为60mg/L和30mg/L。对2个轰击参数氦气压力与轰击距离进行了组合试验,结果表明1100psi的氦气压力和8cm的轰击距离为最佳组合。PCR检测证明,目的基因已整合到玉米基因组中。     

玉米受伤诱导基因Wip1的启动子克隆及表达分析

【目的】植物蛋白酶抑制剂是抵抗动物摄食和病原侵染的重要防御蛋白。玉米Wip1(wound-induced protein)基因属于Bowman-Birk蛋白酶抑制剂(BBI)家族,了解Wip1(wound-induced protein)的启动子活性和Wip1组织表达特性、受胁迫诱导表达情况和在不同受伤时间下的表达模式,为抗虫基因在植物中应用提供新信息。【方法】以玉米叶片组织的cDNA为模板,采用克隆测序技术获得Wip1启动子序列和该基因的cDNA序列。将所得启动子与植物表达载体p1300连接,构建重组表达载体p1300-Wip1-GUS,并采用冻融法将其转入农杆菌LBA4404中。利用农杆菌介导的瞬时表达体系在玉米愈伤组织中对Wip1启动子的表达活性进行分析。利用热酚法提取玉米相应组织的总RNA,纯化后于含甲醛的变性胶中电泳分离,并将RNA转移到尼龙膜上,用[α-32P]dCTP标记探针的Northern blot技术对Wip1在玉米不同组织、不同胁迫条件、不同受伤时间下的表达模式进行分析。【结果】获得的启动子序列全长1 737 bp,cDNA全长512 bp。将含有重组质粒p1300-Wip1-GUS的农杆菌侵染玉米愈伤组织,3 d后,GUS染色显示侵染部位变蓝,说明所克隆的启动子在玉米愈伤中能启动GUS正常表达。基于Northern blot技术的植物组织表达结果显示,正常情况下,Wip1仅在胚芽鞘中有一定的表达,在受伤后的胚芽鞘、根、茎、叶、雌穗、雄穗、花丝及苞叶中均大量表达;在所设置的胁迫处理时间(2 h)内,Wip1不受缺氧、低温、脱水、PEG、ABA、NaCL和IAA胁迫诱导,仅受伤害胁迫诱导表达;Wip1在玉米叶片受伤胁迫下,玉米叶片受伤2 h时,检测到了Wip1表达,4—24 h时表达量迅速提高且处于持续增加趋势。【结论】玉米Wip1特异地受机械伤害诱导表达;Wip1启动子是一种有效的伤害诱导特异性启动子。