用基因枪法将小麦病程相关蛋白基因TaPR-1导入小麦的研究

为验证小麦病程相关蛋白基因TaPR-1的功能,利用gus基因瞬间表达技术对基因枪法转化小麦幼胚的两个重要参数金粉用量和轰击距离进行了优化.研究结果表明,金粉用量为250.0 μg,轰击距离9cm的轰击参数最为理想,GUS瞬间表达率和平均蓝点数分别可达89.8%和33.7个.采用此轰击参数,将TaPR-1基因导入扬麦158幼胚,经3～5 mg/L Bialaphos筛选获得49株抗性再生植株,经PCR、Southern杂交分析,其中2株为阳性植株,转化率为0.11%.对转基因小麦植株进行苗期离体叶段和田间成株白粉病接种鉴定,初步结果表明,转基因植株对白粉病抗性与对照相比无明显差别.     

小麦幼胚基因枪转化的影响因素研究

为了明确不同因素对小麦基因枪法转化效率的影响。用PDS-1000／He型基因棺将抑制叶片衰老基因Psag12-ipt转入小麦幼胚细胞，通过对报告基因GUS瞬时表达的检测，研究了金粉用量、质粒DNA用量及轰击次数对转化率的影响。结果表明，金粉用量在100-400μg范围内，时幼胚瞬时表达率影响不大，幼胚瞬时表达率在73．7%～85．0％之间，但随金粉用量的增加，细胞瞬时表迭率明显提高；质粒DNA用量以每枪2．0μg为最佳；轰击2枪幼胚和细胞瞬时表达率明显高于轰击1枪。     

高赖氨酸蛋白基因导入小麦的研究

为了培育高赖氨酸含量的小麦新材料,利用基因枪转化法将辣椒高赖氨酸蛋白Cflr基因导入到小麦品种扬麦16中,轰击了2 500枚小麦幼胚,获得抗除草剂Basta的再生植株176株(遗传转化采用的筛选标记基因为bar基因),经PCR鉴定Cflr基因阳性的转基因植株为23株.T1代幼苗喷洒130 mg·L-1的Basra溶液进行除草剂抗性鉴定,发现T1代幼苗的除草剂抗性出现了分离.PCR-Southern杂交进一步证明外源高赖氨酸蛋白基因Cflr基因已经整合到小麦的基因组中.通过种子赖氨酸含量和总蛋白质含量的测定,发现75.00％的转基因株系的赖氨酸含量高于受体扬麦16,77.78％的转基因株系的蛋白质含量高于受体扬麦16.本试验获得了一批赖氨酸含量提高的小麦转基因株系,这些高赖氨酸含量的转基因株系可进一步用于小麦高赖氨酸分子育种研究.     

以基因枪法将Bt杀虫蛋白基因导入常规玉米自交系的研究

以生产上大面积使用的优良玉米自交系7922为材料,以来源于其幼胚的Ⅱ型胚性愈伤为受体,经预实验选择标准制弹用量一半的金粉,通过基因枪轰击法,将Bt杀虫蛋白基因转入其细胞中,并再生了大量的转基因植株.抗性植株再生频率为78.40%,PCR分子检测证明目的基因已转入玉米中,转化频率为3.09%.优良自交系的转化成功为进一步培育适合我国农业生产的转基因玉米奠定了基础。     

半夏凝集素基因对小麦的遗传转化研究

为了拓宽农杆菌介导的小麦遗传转化的受体基因型,同时改良小麦品种的抗蚜特性,以甘肃省主推春小麦品种陇春22和优良品系9614的幼胚为转基因受体材料,以预培养4d的幼胚愈伤组织为受体,以含有半夏凝集素基因的C58c1农杆菌菌株为供体,将重组质粒pBI pta导入小麦,建立了农杆菌介导的小麦遗传转化体系。经G418 25mg.L-1抗性筛选、PCR检测共获得转基因植株7株,其中9614的4株,陇春22的3株;采用荧光定量PCR分析得出转基因植株中单拷贝的有1株,2个拷贝的1株,3个拷贝和4个拷贝的各有2株,1株没有得到扩增。对整合有2个拷贝半夏凝集素基因的陇春22-20转基因小麦的T1代植株进行了PCR检测,其中有50%的植株扩增出目的基因,50%没有扩增出目的基因,初步说明T1代植株中外源基因得到了遗传。     

转GNA基因小麦新株系的分子检测和抗蚜虫性鉴定

为了进行抗蚜虫转基因小麦的研究，将人工合成的雪花莲凝结素(Galanthus nivlis agglutinin．GNA)基因通过基因枪转入优质小麦品种郑州9405的幼胚愈伤组织，经过在选择培养基上多次筛选，从360块被轰击的愈伤组织中再生到1株Bialaphos(除草剂)抗性植株，命名为G郑州9405。通过连续2代对转化株系进行PCR、Southern检测和蚜虫抗性鉴定，证明GNA基因已经整合到了郑州9405基因组中。目前已经获得了纯合稳定的转基因株系，并在河南农业科学院小麦所进行了环境释放试验。     

荔枝基因枪转化及其GUS瞬时表达研究

以幼胚来源的荔枝EC作为受体材料,采用基因枪轰击的方法将外源gus基因转入荔枝,并对不同条件下的GUS瞬时表达进行了详细研究。结果表明:在其它参数不变的条件下,轰击距离、真空度、可裂膜片压力、金粉用量、质粒DNA用量等理化参数显著影响GUS瞬时表达;渗透处理可显著促进GUS瞬时表达。因此,荔枝EC基因枪转化的适宜条件为在轰击距离6 cm、真空度84.66 k Pa、可裂膜片压力7 584.23 k Pa、轰击1次的情况下,每次轰击用1μg质粒DNA包裹600μg金粉对事先用0.25 mol/L前处理4 h的荔枝EC轰击,并在轰击后渗透处理20 h。另外,经50 mg/L潮霉素筛选得到荔枝抗性愈伤组织,并通过体胚发生途径获再生植株,且GUS染色显示获得了稳定表达GUS蛋白的细胞系和植株。     

小麦5 10亚基基因转化研究

为了获得具有优质亚基基因的小麦转化植株，以豫麦18号和豫麦21号两个基因型的小麦幼胚为受体，利用基因枪法将重组质粒pCAMBIA1301-Sub5 10导入小麦幼胚，分别获得18株和20株再生植株，经PCR检测分别有7株和10株同时扩增到5亚基和10亚基的目标片段，初步表明外源目标基因已整合到小麦的基因组中。     

小麦成熟胚基因枪转化影响因素的研究

为了探索小麦成熟胚基因枪转化的影响因素,对Z50、郑麦366、Bobwhite和西农529四个小麦基因型的成熟胚进行了愈伤组织的诱导及植株分化再生研究,同时以郑麦366的成熟胚为外植体分析了不同渗透处理剂、每枪金粉用量和轰击距离对基因枪转化过程的影响。结果表明,Z50、郑麦366、Bobwhite三个基因型的出愈率及胚性愈伤率差异不大,均在85%以上,西农529的出愈率较低,胚性愈伤率与Z50、郑麦366和Bobwhite差异显著。不同小麦基因型分化率差异显著,其中郑麦366分化率最高(39.26%)。基因枪转化结果显示,渗透剂对小麦愈伤组织生长均有一定的抑制作用,蔗糖的抑制作用比甘露醇弱;每枪金粉用量100μg的分化率较高(45.57%),但金粉用量100μg时的GUS瞬时表达量与金粉用量60μg时差异不显著,轰击距离为9cm时的分化率和GUS瞬时表达量均比6cm和12cm时高;蔗糖用量0.4mol、金粉用量60μg、轰击距离9cm时GUS瞬时表达量最高,该条件下小麦成熟胚转化频率达0.67%,已初步优化了基因枪介导的小麦成熟胚遗传转化体系。     

基因枪法介导转人工合成Rs-AFP2基因小麦的获得和检测

萝卜（Raphanus sativus）抗菌肽Rs—AFP2在体外强烈抑制小麦赤霉病菌（Fusarium graminenrum）、黄色镰孢菌（Fusarium culmorum）、烟草赤星病（Alternaria longipes）的菌丝生长。为了研究Rs-AFP2在小麦抗病育种上的应用潜力，人工合成了Rs-AFP2基因。通过基因重组技术（包括限制性内切酶酶切和连接），将人工合成的R以FP2基因替代单子叶高效组成型表达栽体pAHC25中的GUS基因，构建了R￡AFP2基因的单子叶高效表达栽体pUAFP2。该栽体除携带受Ubiquitin启动子控制的Rs-AFP2基因表达盒外，还具有1个受Ubiqutin启动子控制的Bar基因表达盒，后者可为后续利用除草剂Bialaphos筛选转化再生植株提供抗性；采用基因枪法轰击小麦品种扬麦12、济麦19、晋麦47和豫麦34幼胚共4042个，经过2～3次Bialaphos筛选，最终获得扬麦12再生植株316株；利用高效表达栽体pUAFP2的Bar和Rs-AFP2基因的特异引物对上述成活的转化植株进行PCR检测，获得Bar和Rs-AFP2基因均为阳性的植株58株，转化率为1．43％。     

小麦中的1BL/1RS染色体易位

1BL／1RS易位在世界小麦品种中广泛分布，在世界小麦育种特别是在中国小麦育种中占有重要地位。通过种间特定的染色体易位和替换，黑麦（Secale cereale L．）染色体1R的短臂（1RS）已存在于大量普通小麦（Triticum aestivwm L）的染色体组中，许多对农艺性状具有重要作用的基因和抗性基因由此从黑麦转入小麦基因组中。1RS主要用于转移抗真菌病害的基因,尤其是抗锈病、白粉病的基因（Yr9、Lr26、Sr31、Pm8），1BL／1RS能增加小麦根系的生物量,并可提高小麦籽粒产量和蛋白质含量。然而，由于1RS替换了1BS，造成了1BS上重要基因位点Glu-3、Gli-1的丢失和1RS上Sec-1位点的引入。Sec-1编码的γ-黑麦碱、w-黑麦碱不能补偿Glu-3、Gli-1编码的低分子量麦谷蛋白和γ-醇溶蛋白、w-醇溶蛋白的品质效应，引起小麦的麦谷蛋白聚合物结构的改变和数量的减少。因此，1BL／1RS易位小麦面粉的烘烤加工品质较差，从而降低了1RS易位系小麦的利用价值。另一方面1BL／1RS易位小麦面粉的可溶性纤维含量高于一般小麦，对人体有益，因此利用不含黑麦碱的改良1BL／1RS新易位采替换中国小麦品种中普遍存在的1BL／1RS易位＋既可保持1BL／1RS易位系的优点又能改善其烘烤加工品质，这为提高1BL／1RS易位小麦的品质提供了新的途径。1RS片段能与异源细胞质互作导致雄性不育，这可用于小麦的杂种优势利用。本文主要阐述1BL／IRS易位的特征、检测方法、地理分布、在小麦育种中的应用以及给小麦品质带来的影响，并探讨了解决其负面影响的策略。     

福小麦1号新品种

福小麦1号是福建省农科院麦类课题组于1996年采用福繁904为母本、绵阳86-5为父本进行杂交,经多点多年、水旱地交叉选择,定向选育而成的小麦新品种。1主要特征特性春性、中熟,全生育期平均144 d左右,比对照绵阳26(引进福建后改良的,下同。)早熟4 d。幼苗直立,叶色浓绿,麦苗繁茂性好,叶较     

小麦Wx-A1和Wx-D1位点的PCR分子标记

为了获得筛选低直链淀粉含量的分子标记,根据已知小麦Waxy基因序列设计PCR引物,通过在基因水平和蛋白质水平进行分离群体验证,建立分别专一检测Wx-A1位点和Wx-D1位点的PCR标记MAG264和MAG269。在分离群体中,MAG264标记能清楚地区分Wx-A1位点的三种不同基因型,呈共显性遗传。MAG269标记引物在野生型中扩增片段为1 400 bp,在突变型(Wx-D1bWx-D1b)中的扩增片段为800bp。但在分离群体中没有出现杂合体带型,从而使本应该表现为共显性的标记表现为显性遗传。MAG264和MAG269引物对DNA的扩增稳定性、重复性好。这些结果表明,本研究获得的Waxy基因分子标记可以用于小麦Waxy基因缺失类型的鉴定和糯质专用小麦的分子标记辅助选育。     

黄淮麦区部分小麦品种(系)1BL/1RS易位的分子检测

为了明确黄淮麦区小麦品种(系)中1BL/1RS易位系的分布情况,为选育优质小麦品种提供亲本选配的相关信息,利用1BL/1RS小麦-黑麦复合PCR分子标记,对211份供试材料进行了检测.结果表明,供试材料中,非1BL/1RS品种(系)118份,占55.9%;1BL/1RS品种(系)81份,占38.4%;1BL/1RS易位杂合品种(系)12份,占5.7%.各育种单位在1BL/1RS品种(系)的利用上有显著差异.在66份大面积推广的品种中易位系占45.5%,略高于全部供试材料中1BL/1RS的频率.强筋小麦品种绝大多数为非易位系.     

小麦Wx-A1和Wx-B1亚基的生化与分子标记检测

为了解小麦品种(系)Wx亚基的缺失类型,为品质育种提供依据,利用SDS-PAGE和STS分子标记技术对99份国内外小麦品种(系)Wx-A1和Wx-B1亚基的缺失型进行检测.结果表明,供试小麦品种(系)中Wx-B1亚基缺失的有19份,未检测出Wx-A1亚基缺失材料.STS标记结果中,Wx-7A位点的显性标记引物在野生型中扩增出一条1 172 bp的特异带,即Wx-A1a基因出现;Wx-7A位点的共显性标记引物在野生型中扩增出一条593 bp的特异带,在缺失类型中扩增出一条574 bp的特异带.Wx-4A位点的显性标记引物在野生型中扩增出一条425 bp的特异带,即Wx-B1a亚基出现,而在缺失该亚基的突变材料中没有扩增出该特异带.     

小麦SKC1 like基因的克隆及多样性研究

为了给小麦耐盐分子机制的研究提供参考,以水稻(Oryza sativa L.)耐盐相关数量性状基因SKC1(Shoot K+Content)的cDNA序列(GenBank登录号:DQ148410)为基础,通过搜索GenBank数据库找到2条与OsSKC1同源的普通小麦(Triticum aestivum L.)EST(GenBank登录号:DR734861,CK193616)。根据EST-DR734861设计引物筛选粗山羊草AL8/78(Aegilops squarrosa)BAC文库,通过BAC延伸测序克隆了粗山羊草AL8/78的SKC1-like基因(AeSKC1),进一步根据AeSKC1序列设计特异引物克隆了普通小麦SKC1-like基因(TaSKC1)。对人工合成双二倍体、地方品种和育成品种中TaSKC1的基因多样性分析表明,在驯化过程中TaSKC1瓶颈效应明显,属于驯化基因。     

小麦AQPs蛋白TaPIP1基因cDNA克隆及其表达分析

为探索小麦水通道蛋白在氮素处理过程中的生物学功能,以0.1%尿素处理6.0 h的周麦19幼根为材料,利用RTPCR方法克隆了小麦PIPs类型的水通道蛋白基因TaPIP1,并分析了该基因的组织表达特性及其在尿素处理过程中的表达特征。TaPIP1全长1 062 bp,包括61 bp的5′非翻译区,128 bp的 3′非翻译区和一个长度为873 bp、编码290个氨基酸的开放阅读框。序列分析表明,TaPIP1基因与已知小麦（GQ452384和AAM00368）、大麦（BAA23746,CAA54233和BAA23745）、水稻（BAA24016）和玉米（AAK26754 ,ACG39699,ACG37183,CAA57955和AAK26756）等单子叶植物来源的同类基因同源性较高,相似性为85.9%～99.3%。半定量RTPCR表达谱分析显示,TaPIP1在抽穗期小麦的根、茎和旗叶中均能表达。氮素处理下该基因表达分析结果显示,TaPIP1在萌发期小麦根系中的表达受尿素的诱导。     

小麦高分子量谷蛋白亚基1Dx5的AS-PCR分子鉴定

小麦高分子量谷蛋白亚基Glu—D1位点上1Dx5—1Dy10和1Dx2—1Dy12分别紧密连锁，与小麦面包加工品质的优劣密切相关。为了加速小麦品质育种进程，利用1Dx5亚基特异PCR标记鉴定了67份小麦品种（系）的谷蛋白Glu—D1位点，有22个品种扩增出478bp特异片段，表明这些品种具有1Dx5亚基；45份品种未扩增出478bp特异片段，表明其不具有1Dx5亚基，1Dx5亚基出现频率为32．8％。PCR标记的鉴定结果与SDs-PAGE电泳结果一致，通过比较，初步建立了鉴定1Dx5亚基的稳定扩增体系。     

新疆小麦品种穗发芽Vp 1基因等位变异的分布

为了给新疆小麦抗穗发芽育种提供理论依据和品种资源,利用Vp-1基因的功能标记Vp1B3检测了252份新疆小麦品种.结果表明,新疆小麦品种中Vp-1Ba(感穗发芽)、Vp-1Bb(抗穗发芽)和Vp-1Bc(抗穗发芽)基因型的频率分别为54.8%、3.2%和42.0%,以Vp-1Ba基因型为主.其中,冬小麦中抗、感穗发芽基因型的频率分别为39.2%和60.8%,以感穗发芽基因型为主;而春小麦中抗、感穗发芽基因型的频率分别为55.3%和44.7%,抗穗发芽基因型频率较高.农家品种、引进品种和育成品种中Vp-1Ba、Vp-1Bb和Vp-1Bc基因型的分布频率存在明显差异,依次为80.4%、0.0%和19.6%,39.5%、2.6%和57.9%,54.6%、4.6%和40.8%,农家品种和育成品种都以感穗发芽基因型为主.本研究结果还表明,STS标记Vp1B3检测方法简单、稳定性好,将其与整穗发芽法和发芽指数法结合使用,有助于提高选择效率.