外源纤维改良基因对棉花纤维品质的影响研究

将由棉纤维细胞特异表达启动子驱动的外源纤维改良基因(兔角蛋白基因)，通过花粉管通道转基因法，导人陆地棉品种(系)苏棉16号、泗棉167、渝棉1号和H1。检测结果表明，转兔角蛋白基因苏棉16号和泗棉167的纤维比强度分别比相应对照增加了23．2％和29．6％，马克隆值下降了13．3％和17．0％，纤维长度与对照接近。结果还表明，外源基因对高品质棉花品种(系)渝棉1号和H1纤维品质的影响不明显，只是衣分有所增加。     

转基因抗虫棉的培育

 采用花粉管通道途径，将合成的Bt杀虫蛋白基因导入棉花优良品种泗棉3号和中棉所12，获得了转基因植株。组织化学分析表明，GUS标记基因已在R#-1代植株中表达。根据对GUS阳性转基因植株的PCR分析，证明Bt杀虫蛋白基因出现在R#-1代植株中，并通过自交传递至R#-2代。经抗虫性鉴定，获得了5株对棉铃虫有高度毒杀作用的R#-1代转基因抗虫植株S545、S591、S636、S1001（泗棉3号+Bt/GUS）和Zh1109（中棉所12+Bt/GUS），对棉铃虫幼虫的致死率分别达到91.6%、93.8%、92.3%、85.7%和75.0%。通过自交和选育，获得了R#-5代转基因抗虫棉，并进行了抗虫性和转基因的跟踪鉴定，表明通过基因工程方法获得了抗棉铃虫的棉花新种质。     

转Bt杀虫蛋白基因的抗棉铃虫棉花新种质

采用花粉管通道途径，将合成的Ｂｔ杀虫蛋白基因导入棉花优良品种泗棉３号和中棉所１２号，获得了转基因植株。组织化学分析表明，ＧＵＳ标记基因已在Ｒ１代植株中得到表达。据对ＧＵＳ阳性转基因棉株的ＰＣＲ分析结果，证明Ｂｔ杀虫蛋白基因出现在Ｒ１代中，并通过自交传递至Ｒ２代。经鉴定，获得了５株对棉铃虫幼虫有高度毒杀作用的Ｒ１代单株Ｓ５４５、Ｓ５９１、Ｓ６３６、Ｓ１００１（泗棉３号＋Ｂｔ／ＧＵＳ）及Ｚｈ１１０９（     

航天诱变百棉1号SP_2代的生物学效应

以棉花新品种百棉1号为试验材料,将百棉1号对照及SP2代诱变材料的主要纤维品质指标进行聚类分析,同时测定主要生理指标。结果表明,将百棉1号对照及SP2代诱变材料划为3类,其中第Ⅱ类(A082456)绒长(31.58mm)、马克隆值(4.58)、比强度(29.42cN/tex)均比对照好,纤维品质综合表现最优;第Ⅱ类的生理指标可溶性糖含量、脯氨酸含量最高,抗寒性抗旱性增强;第Ⅱ类农艺性状的第一果枝节位最低,单株成铃数最多,结铃早,较对照早熟。表明经航天诱变后,第Ⅱ类(A082456)可以作为品质优良材料加以利用。     

棉花新品种酒棉15号选育报告

棉花新品种酒棉15号为酒泉市农业科学研究所以酒棉1号为母本、905为父本杂交,经定向选择、航天搭载系统选育而成。该品种纤维上半部平均长度30.5 mm、整齐度指数86.5%、断裂比强度29.9 cN/tex、麦克隆值4.3、伸长率5.9%、反射率75.8%、黄度7.9、纺纱均匀性指数157,在2010年甘肃省棉花新品种生产试验中,皮棉平均产量为1 953.0 kg/hm2,比对照品种酒棉8号增产10.6%,抗枯萎病。适宜于甘肃河西走廊及生态条件类似棉区种植。     

转Bt基因抗虫棉棉铃虫的发生动态

2000年调查了无为县种植的转Bt基因抗虫棉(品种:中抗29、保铃棉32B、惠抗2号)、常规棉(品种:苏棉12号、皖杂40、泗棉331)上棉铃虫的发生动态,结果表明:转Bt基因棉与常规棉比百株累计卵量无显著差异;百株幼虫量、棉花蕾铃被害率、残虫量显著低;百株幼虫量2、3代之间存在显著差异,4、5代差异不明显;蕾铃被害率各代差异均显著;残虫量2～4代差异显著,5代差异不显著;说明抗虫棉对棉铃虫的抗性前期效果较好,后期明显下降.     

利用转角蛋白基因改良棉纤维品质的研究

通过花粉管通道法,将兔毛角蛋白基因导入到SGK321双价抗虫棉中进行纤维品质的改良,对转化后代进行GUS基因及PCR检测,并经过3a的南繁北育,确定有3个阳性株系的棉纤维品质得到改良,长度当年较对照增加3.3mm,虽然年度间有一定的波动性,但后代继续保持长纤维特性,比强度当年增高的最多达6.0cN/tex,在后代的选择中,增高幅度在下降,到第三年的6世代,只比对照SGK321高2.1cN/tex。     

高强纤维双价抗虫杂交棉苏杂3号品种特性分析

分析了高强纤维双价转基因抗虫杂交棉苏杂3号的品种特性,结果显示:①苏杂3号纤维强力高、品质优,HVICC纤维长度30.3 mm、比强度34.3 cN/tex、整齐度85.2%、伸长率7.1%、马克隆值4.6、反射率77%、黄度8.1、纺纱均匀性指数158;②苏杂3号综合抗病虫性能好,抗棉铃虫、高抗红铃虫、高耐枯萎病、耐黄萎病;③苏杂3号产量水平高,子棉单产3 359.4 kg/hm2,比对照泗棉3号增产15.14%;皮棉单产1 304.7 kg/hm2,比对照增产0.37%。苏杂3号集高强纤维、高产、抗虫于一体,是新一类型的高品质国产双价抗虫杂交棉。抗虫蛋白试剂条检测显示,苏杂3号具有B t毒蛋白的高阳性表达。PCR检测结果表明,苏杂3号含有中国合成构建的外源B t CpTI双价杀虫基因片段。     

常规棉花品种'泗棉6821'的选育

'泗棉6821'是江苏省泗棉种业有限责任公司和宿迁市农业科学研究院选育的中熟转基因常规抗虫棉花品种,该品种生育期135 d,株型紧凑,株高107 cm,果枝短、较平展,茎干粗壮,绒毛多,叶片大小中等,叶色较浅,果枝始节位6.8节,单株结铃31.8个,单铃重6.2 g,衣分39.1%,子指12.2 g。2011—2012年参加江苏省棉花区域试验,籽棉产量和皮棉产量分别为3 636.0 kg/hm~2和1 494.0 kg/hm~2,比CK('泗抗1号')分别增产3.3%和4.4%;2013年通过江苏省生产试验,籽棉产量4 203.0 kg/hm~2,比CK('泗抗1号')增产13.4%,在所有参试品种中排名第一,皮棉产量1 650.0 kg/hm~2,比CK增产10.4%。纤维上半部平均长度31.4 mm,断裂比强度32.9 cN/tex,马克隆值5.1。该品种耐枯萎病、黄萎病,抗棉铃虫。     

转Bt基因抗虫棉万丰201的选育

利用现代生物技术与常规技术相结合培育而成的转Bt基因抗虫棉"万丰201",具有海岛棉、野生棉和陆地棉遗传基础,突出表现抗棉铃虫、高产和抗病.2003～2004年河北省棉花品种区域试验,籽棉、皮棉和霜前皮棉分别比对照增产11.8%、18.6%和21.7%;纤维长度30.0 mm,整齐度84.3%,比强度30.3 cN/tex,伸长率7.0%,麦克隆值4.7,反射率75.8,黄度7.1,纺纱均匀指数146,短纤维指数7.4.2006年通过河北省农作物品种审定委员会审定,适宜冀中南棉区春播种植.     

棉花转录因子基因GhMS3的克隆及其启动子功能的鉴定

【目的】从棉花无短绒突变体GZnn中分离棉纤维发育相关的转录因子,并对其转录激活功能和表达模式进行初步分析。【方法】通过RACE(rapid amplification of the cDNA ends)和染色体步行(genome walking)技术,获得GhMS3的cDNA序列及基因组DNA序列。利用生物信息学方法对获得的DNA序列及推定的氨基酸序列进行分析,采用酵母单杂交系统验证GhMS3蛋白的转录激活功能,运用GUS组织化学染色法在转基因烟草中分析该基因的表达模式。【结果】获得GhMS3的基因组DNA以及上游1174bp的启动子序列。氨基酸序列比对发现GhMS3是R2R3 MYB转录因子。酵母试验表明,GhMS3蛋白具体外转录激活功能,C端体外转录激活功能较强,在PGhMS3:GUS转基因烟草中,GUS主要在表皮毛、根毛以及细胞分裂旺盛区域表达。【结论】从棉花无短绒突变体GZnn中分离到的R2R3 MYB转录因子GhMS3,具有组织特异性表达模式并且其编码蛋白具有体外转录激活功能,是否参与植物表皮细胞分化有待于进一步研究。     

转基因番木瓜抗病性测定和纯合系的获得

分别对转番木瓜环斑病毒（Papaya ringspot virus，PRSV）复制酶基因（Trp）的T3、T4代番木瓜（Carica papaya L．）品系在苗期进行攻毒试验和PCR分子生物学分析．结果表明，在苗期T3、T4代分子检测阳性株均高抗PRSV的Ys株系，证实Trp基因能够在后代中稳定遗传．除品系Trp-6-2外，其它所有T3、T4代自交植株仍有基因分离．Trp-6-2的自交株和其T4杂交后代，苗期攻毒试验均表现抗病，PCR检测复制酶基因均为阳性，所转基因没有发生分离，可以初步推定Trp-6-2为转基因的纯合系．大田病情调查结果表明，T3代在定植田间的前5个月内，转基因植株均高抗PRSV．但在定植5个月后发现一个转基因品系38株中有3株表现发病．     

亲环素基因GhCYP1在陆地棉中的过量表达及耐盐性分析

通过农杆菌介导法将亲环素基因GhCYP1导入陆地棉棉花栽培品种中棉35中,经过卡那霉素抗性选择、PCR检测和系统选育获得5个不同转基因纯合系。在温室盆栽条件下,于3片真叶期对转基因棉花纯合系和非转基因对照进行200 mmol/L NaCl胁迫处理20 d。结果表明,转GhCYP1基因棉花株系比对照长势强,株高比对照提高2~5 cm,地上部分单株鲜质量比对照增加7.1%~12.4%,抗氧化物酶SOD,POD,CAT等的活性以及叶绿素含量显著高于对照。说明过量表达GhCYP1基因提高了陆地棉对盐碱的抗性。     

棉花蔗糖合成酶3基因第1个内含子在基因表达中的作用

为了研究棉花SUS3基因编码区的第1个内含子在基因表达调控中的作用,分离该内含子并将其插入到GUS基因编码区中构建载体Susfig::121,将载体Susfig::121通过农杆菌介导转入拟南芥.对转基因拟南芥进行GUS活性分析,发现该内含子对GUS基因在拟南芥中的表达具有负调控作用,并且特异抑制报告基因在花粉中表达....     

Agrobacterium-mediated Transformation of Rice (Oryza sativa L.) with Atrazine Chlorohydrolase Gene (atzA)

Atrazine chlorohydrolase gene (atzA) was cloned from Arthrobacter sp. AD1. A plant expression plasmid was constructed under the control of CaMV35s promoter and was used in rice transformation. The target gene was successfully introduced into mature embryos of a japonica rice cultivar Jindao 107 by Agrobacterium- mediated transformation and hundreds of transgenic plants were obtained. The exogenous atzA gene in the transgenic plants that expressed atrazine resistance was confirmed by Southern blot hybridization. The resistance experiments by spraying transgenic rice plants with 0.133% atrazine shown that most of the transgenic rice plants exhibited the resistance to herbicide atrazine. The segregation of exogenous atzA gene in T1 progeny corresponded to the Mendelian ratio.     

用花粉管通道法将慈姑蛋白酶抑制剂基因(API)导入水稻获得转基因植株

采用花粉管通道法遗传转化技术,将慈姑蛋白酶抑制剂基因(API)导入水稻品系9311中,获得了转基因植株。抗虫性鉴定结果表明:部分转基因植株对水稻螟虫的抗性比对照明显提高;PCR扩增获得了与引物扩增片段长度相同的DNA片段,证实API基因已整合到受体植株的基因组中。遗传分析表明,API基因能在有性生殖过程中传递给后代,并于T4代分离出抗性纯合的株系。     

转G10aroA棉花株系的获得及分子生物学鉴定

【目的】培育具有抗草甘膦除草剂的棉花材料具有极其重要的意义。利用农杆菌介导法在棉花中转入编码EPSPS酶的抗草甘膦除草剂基因G10aroA,通过体细胞愈伤诱导组织培养技术获得能够稳定遗传的转基因棉花株系材料。【方法】首先,利用不同草甘膦抗性筛选条件比较分析不同棉花受体材料的愈伤诱导效率;其次,以R15材料作为受体,利用含有G10aroA的农杆菌侵染下胚轴切段,在进行体细胞愈伤诱导的组织培养过程中通过草甘膦抗性筛选获得棉花再生植株,对获得的棉花再生植株进行纯合繁育。在此基础上,利用PCR扩增检测证实外源G10aroA在转基因植株中能够稳定遗传;利用RT-PCR分析其外源基因在转基因植株不同组织中的转录水平进行研究、并进一步利用Western-blot对转基因植株中外源蛋白的表达进行分析。【结果】在优化的草甘膦筛选条件下,以草甘膦浓度为2.5 mmol•L-1的抗性条件进行棉花愈伤诱导筛选并获得棉花再生植株;利用特异引物进行PCR检测结果表明,在检测的全部再生植株中,扩增得到1.8 kb预期大小目标条带的阳性株系32株,其中,收获的27个株系的外源目标基因能够在T0、T1转基因植株中稳定遗传;对G10aroA在转基因株系L12、L14的不同组织中的转录表达进行定量RT-PCR分析表明,外源G10aroA在转基因棉花植株的不同组织中表达具有差异,相对表达量高低依次为茎、苞叶、叶和花;另外,蛋白检测结果进一步表明,该外源基因能够在转基因株系L7、L12和L14中植株中正常表达为预期46 kD的EPSPS蛋白。【结论】通过农杆菌介导法转化外源抗草甘膦基因G10aroA,在草甘膦抗性条件下进行棉花体细胞诱导的组织培养,成功获得转外源G10aroA的棉花再生株系,并通过分子生物学方法研究证实外源G10aroA能够在T0、T1转基因株系中稳定遗传、转录以及表达。     

小麦花粉电穿孔转化因素优化和转基因植株获得及鉴定

[目的]通过优化电穿孔转化技术主要参数,得到候选转基因植株,探索普通小麦(Triticum aestivum L.)电穿孔遗传转化体系.[方法]以冬小麦品种济麦19为受体,GUS为外源基因,将扬花期成熟花粉以最适电场强度和操作温度进行电穿孔处理后,人工授粉济麦19,最终收获种子;利用PCR技术、Southern技术、化学染色方法对T1、T2植株进行鉴定.[结果]电穿孔转化以电场强度6 kV·cm-1、冰上处理花粉,花粉密度为5×106个/mL,以及去雄后第5天授粉为最佳参数;Southern杂交检测结果表明,T2阳性植株的2个株系检测到杂交信号,同时其幼根、叶片等组织经GUS表达活性的组织化学染色检测,呈现蓝色反应.[结论]利用小麦花粉电穿孔转化法可以成功将外源基因整合到小麦基因组中并稳定遗传至T2,且外源基因GUS能够得到表达.     

农杆菌介导的细菌阿特拉津氯水解酶基因对水稻的遗传转化

 研究构建了植物表达载体p1301-atzA,使来源于节杆菌(Arthrobacter sp.)AD1菌株的阿特拉津氯水解酶基因atzA受控于CaMV35s启动子下表达。用农杆菌介导法将植物表达载体p1301-atzA导入粳型保持系津稻107中,经潮霉素抗性筛选,得到可育的再生植株。转基因植株总DNA经PCR和Southern检测表明atzA基因已整合到水稻的基因组中。对转基因植株进行除草剂阿特拉津抗性检测,在喷施浓度为0.133％的阿特拉津溶液后,对照植株和敏感植株死亡,而转基因植株表现出对阿特拉津的抗性,