抗花叶病转SrMV-P1基因甘蔗的产量和糖分分析

结合国家转基因中间试验,在通过2 a的完全随机区组试验对转SrMV-P1基因甘蔗的发病率调查的基础上,进行产量和糖分性状分析。结果表明,SrMV-P1基因能够有效地提高甘蔗抗花叶病能力。对转基因甘蔗2个世代的田间发病率进行调查,转基因甘蔗的发病率都低于5％,转基因甘蔗田间发病率明显低于受体材料FN95-1702（对照1）与空载对照P7（只含标记基因的载体转化后获得的植株,对照2）,其中TF64表现高抗,2 a均未发病。利用模糊数学隶属函数对转基因无性系进行综合评价,结果表明,转基因无性系在产质量性状方面的     

抗花叶病转基因甘蔗叶片H2O2含量及其相关酶活性分析

以甘蔗抗花叶病的转ScMV-CP基因为材料,以原种Badila和组培甘蔗为对照,研究了转基因甘蔗在病毒接种后H2O2含量及其相关酶活性的变化。结果表明,病毒接种后转基因甘蔗与非转基因甘蔗叶片H2O2积累有明显差异;保护酶系统中SOD、CAT活性与H2O2含量呈极显著正相关,POD活性没有参与H2O2的积累;同功酶谱分析表明甘蔗花叶病毒接种后对甘蔗叶片POD同功酶影响很小,但是CAT同功酶有不同程度的降解,有的谱带甚至消失。     

美洲商陆抗病毒蛋白基因遗传转化甘蔗的研究

构建叶片特异表达启动子rbcs驱动的美洲商陆抗病毒蛋白基因PAP-c的植物表达载体PNRPL,冻融法转化农杆菌EHA105后,通过农杆菌介导法侵染甘蔗优良品种ROC22的胚性愈伤组织,经PPT抗性筛选以及PCR鉴定,共获得了24株转化植株,对其中的5株进行Southern杂交检测,有2株呈阳性,初步证明外源基因已整合到甘蔗基因组中;对其接种甘蔗花叶病毒,初步结果表明获得的转化植株对甘蔗花叶病毒具有一定的抗性.     

甘蔗锌指蛋白ShZP基因正义反义植物表达载体的构建及转化烟草

根据本实验室克隆的甘蔗锌指蛋白ShZP基因cDNA序列,在开放阅读框两侧设计特异引物,通过PCR扩增引入相应的酶切位点,把甘蔗ShZP基因的编码区(大小为725bp)cDNA片段,分别以正向和反向插入到中间载体pCRBI的Prd29A启动子和NOS终止子之间,构建了其正义植物表达载体pCRBIShZP和反义表达载体pCRBIantiShZP.采用冻融法分别将pCRBIShZP和pCRBIantiShZP导入根瘤农杆菌菌株EHA105中,通过农杆菌介导法对烟草进行转化,经过12mg/L的PPT连续抗性筛选,共获得23株抗性植株,对其中的5株转正义基因烟草植株和9株转反义基因烟草植株进行PCR检测,分别获得3株转正义基因的阳性植株和4株转反义基因的阳性植株.PCR检测结果初步证明外源甘蔗锌指蛋白ShZP基因已成功整合到烟草基因组中,这一研究为植物抗逆基因工程研究打下了一定的基础.     

基因枪法将Glu基因导入甘蔗愈伤组织

将含有Glu基因(β-1，3-葡聚糖酶基因)的植物表达载体pBIuG通过基因枪法将Glu基因导入甘蔗叶片愈伤组织，在Km抗性培养基上诱导再生植株，获得的再生植株经PCR检测，证明外源Glu基因已整合到甘蔗基因组中。     

转ScMV-CP基因甘蔗对土壤微生物的影响

通过盆栽、田间种植及人工残体掩埋,利用BIOLOG EcoplateTM微平板(BIOLOG Inc., USA)结合微生物的平板培养及相关的土壤酶活性分析研究了转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤微生物的影响.结果表明:在盆栽和田间种植时,转基因甘蔗根际土壤的细菌总数增加,但差异不明显.转基因甘蔗对根际土壤放线菌总数没有影响,但显著提高了根际土壤真菌总数.在转基因甘蔗根际土壤中的脲酶活性显著比非转基因甘蔗的高;土壤蔗糖酶的活性比对照的低,但差异不显著.转基因甘蔗对磷酸单脂酶的活性影响很小.转基因甘蔗残体掩埋对土壤微生物和土壤酶活性没有影响;BIOLOG Ecoplate接种96h后土壤微生物多样性指数分析显示,除了在田间种植时,转基因甘蔗根际细菌生理群分布的均匀度显著下降(p<0.01)外,土壤微生物的Simpson指数(D')、Shannon-Wiener指数(H')、Mclntosh指数(DMc)等多样性指数均差异不明显.初步研究结果表明,转基因甘蔗对土壤微生物的数量和均匀度有一定影响,但对其活性和多样性则影响不明显.     

转α-微管蛋白基因SoTUA甘蔗T2代的生理生化特性分析

本研究对已获得的转α-微管蛋白基因SoTUA的T₂代甘蔗株系进行PCR扩增及测序,从检测阳性的转基因甘蔗中选6个转基因株系（T1、T2、T3、T4、T5、T6）与非转基因野生型甘蔗对照（WT）进行了低温胁迫（4 ℃）处理,在处理0、5、10 d测定甘蔗叶片丙二醛（MDA）和渗透调节物（可溶性糖、可溶性蛋白）含量以及过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性,并采用RT-qPCR法分析了低温处理下甘蔗叶片α-微管蛋白基因的表达情况。结果表明：在4 ℃低温处理下,6个转SoTUA基因甘蔗与WT中α-微管蛋白的转录因子表达量随着胁迫时间的延长上调表达。胁迫后5、10 d转基因株系的相对表达量始终高于WT甘蔗,低温处理10 d时转基因T1显著高于其他株系（P<0.05）。在低温胁迫下,甘蔗的MDA含量逐渐增高,而转基因甘蔗增幅显著低于WT甘蔗,10 d时转基因株系MDA的含量比WT低41.77%（P<0.05）;POD活性在不同株系之间变化趋势不同,但转基因甘蔗POD活性显著高于WT甘蔗（P< 0.05）;转基因T1、T2、T4、T6株系的SOD活性随着胁迫天数增加呈现先增加后减少的趋势,而WT与转基因T3、T5的SOD活性逐渐升高;甘蔗的可溶性糖含量逐渐上升,转基因甘蔗的可溶性蛋白含量在0 d显著高于野生型甘蔗,胁迫后变化趋势在株系之间有所差异;转基因甘蔗SoTUA相对表达量与可溶性糖含量呈极显著的正相关。利用隶属函数综合分析评价,抗寒性排序结果为：T3>T2>T1>T5>T6>T4>WT。在低温胁迫下,转基因甘蔗SoTUA基因的上调表达能提高甘蔗的抗寒性,且具有遗传稳定性。     

Cry1Ab基因转化甘蔗及转基因抗虫植株的获得

构建玉米UBI启动子驱动Bt Cry1Ab基因的高效植物表达载体pUBTB，通过农杆菌介导法导入甘蔗愈伤组织，经过除草剂PPT三次连续筛选，共获得67株抗性植株，经PCR扩增检测，得到22株阳性植株，并对其进行RT-PCR检测，证明外源基因已经成功整合到其中的15株甘蔗基因组中，且得到了有效的表达。     

甘露糖筛选系统的建立及在甘蔗转基因中的应用

用甘露糖作为筛选底物,对甘蔗品种福农95-1702外植体的再生进行研究,建立福农95-1702的甘露糖筛选体系;在甘蔗愈伤组织的继代、分化、生根三个阶段进行抗性筛选时,甘露糖占总糖的比例分别是60%、60%和30%。在以上筛选体系的基础上,将福农95-1702作为受体材料,通过基因枪轰击法,将含有cryIA(c)抗虫基因的基因表达盒与筛选标记基因(pmi)进行共转化,通过甘露糖筛选,最终获得26株抗性再生植株,经PCR检测,其中4株呈阳性。初步说明cryIA(c)基因已经整合到福农95-1702的基因组中,获得了4株转基因阳性甘蔗植株。     

甘蔗C4磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因转化烟草研究初报

将全长6.8 kb含所有内含子及部分5’侧端和3’末端的甘蔗C4磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因插入植物目的基因载体pBI121,经农杆菌介导转化获得转基因烟草,PCR检测和dot southern分析证实外源基因已整合进入烟草基因组中。甘蔗C4Ppc基因导入烟草后其叶片PEPC活性有所提高,但提高较小。因此,有必要继续进行克隆目的基因的5’侧端和3’末端获得其完整序列后用于C3作物的遗传转化研究。     

抗花叶病转基因甘蔗安全性评价

根据国内外研究进展与本实验室的最新研究成果,综述了甘蔗抗花叶病转基因甘蔗的食品安全、土壤生态安全、基因漂移、病毒的异源包装和重组、转基因杂草化等方面的研究进展.     

GNA基因表达载体的构建及遗传转化甘蔗

利用经人工改造的gna基因分别与Ubi、Rbcs启动子组合,构建抗虫植物表达载体pUNG和pRNG,通过农杆菌介导法导入甘蔗愈伤组织,经PPT筛选和PCR检测,获得Ubi-gna转基因植株124株,Rbcs-gna转基因植株35株。对部分转基因植株进行RT-PCR检测,初步证明外源基因已经整合到甘蔗基因组中,并得到有效表达;对RT-PCR阳性植株进行GNA(植物外源凝集素)活性测验,结果表明,甘蔗叶片表达的凝集素可以使健康公鸡的红细胞凝集,初步证明表达的GNA具有正常的生物学活性。     

香蕉茎尖遗传转化法研究

通过对多茎尖繁殖方法和转基因研究,建立了香蕉茎尖外源基因的遗传转化方法。明确了卡那霉素或Ｇ－４１８在转化植株中所使用的合适浓度,即当使用卡那霉素时,其产梢的浓度为１００ｍｇ／Ｌ,导根的浓度为１５０ｍｇ／Ｌ;但当使用Ｇ－４１８时,其产梢浓度则为２５ｍｇ／Ｌ其导根浓度则为３０ｍｇ／Ｌ或３５ｍｇ／Ｌ。通过基因枪和农杆菌共培养法尝试将黄瓜花叶病毒的衣壳蛋白基因转化香蕉组织,其结果表明：经过卡那霉素或Ｇ－４１８的筛选,仅有５％～７％的芽能够存活下来。通过选择性继代培养,最后获得了７３株株转化植株;对其中的２４株进行ＰＣＲ检测,结果表明阳性率达８３．３％;进一步的Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ检测表明：ＰＣＲ检测阳性的８１．８％植株含有外源衣壳蛋白基因。     

Expression of a pea disease resistance response gene in the potato cultivar Shepody

The coding sequence from the pea disease resistance response gene 49 (DRR49 gene), was transferred into the potato (Solanum tuberosum L.) cultivar Shepody viaAgrobacterium co-cultivation. Potato leaf explants were co-cultivated withAgrobacterium tumefaciens harboring a binary vector containing the coding sequence from the DRR49 gene under the control of the 35S promoter from cauliflower mosaic virus (CaMV). Transformed potato plants were selected by their resistance to kanamycin. The insertion of foreign DNAs was detected by polymerase chain reaction (PCR) and Southern blot analysis. The expression of DRR49 coding sequence was confirmed via the detection of the corresponding mRNA in northern blot analysis. Field pathogenicity tests indicated that transgenic plants expressing the pea DRR49 mRNA have higher tuber yields than the control plants when grown in PED (potato early dying) infested soil.     

甘蔗遗传转化中膦丝菌素(PPT)筛选效率的比较

从PCR检测水平评价了PPT在再生过程,再生植株喷施和体外浸泡中筛选方法的效率,结果表明PPT浸泡方式效率最高,能够准确鉴定出转Bar基因甘蔗。     

转基因甘蔗BtG-2的T-DNA侧翼序列分析及其转化事件特异性检测

转基因甘蔗BtG-2是利用农杆菌介导法把Cry1Ac-2A-gna融合抗虫基因导入‘新台糖22号’的转基因甘蔗株系,具有良好的抗虫特性和农艺性状。为了明确转基因甘蔗BtG-2的分子特征及其检测方法,推进其生物安全性评价工作,以BtG-2的T2代为研究材料,利用Southern杂交检测外源基因在转基因甘蔗基因组内的拷贝数;利用染色体步移技术分离外源基因在甘蔗基因组中插入位点的侧翼序列,并建立了该转化体高效灵敏的特异性PCR检测方法。结果表明：Southern杂交检测证明外源T-DNA以单拷贝方式插入BtG-2株系;经过3次的热不对称巢式PCR扩增,获得外源基因T-DNA左边侧翼序列984 bp和右边侧翼序列705 bp;以这2个序列和相应的T-DNA的左右端序列分别设计3对检测引物对,建立了BtG-2株系的转化事件特异性PCR检测方法,扩增效率最高的引物对LS011/LA451和RS160/RA588分别扩增到440 bp和428 bp的特异片段。其中T-DNA左侧设计的LS011/LA451检测引物对扩增的灵敏度高、特异性强,能够在甘蔗BtG-2基因组DNA相对含量为0.1%的模板中检测出转基因目的成分,相当于9个单倍体基因组拷贝数。本研究完成了转基因株系BtG-2的分子特征及其转化事件特异性检测,为该转基因甘蔗及其衍生产品的检测和身份识别提供技术依据。