大豆生物工程研究进展

90年代以来，大豆的生物工程研究重点放在建立遗传转化和再生体系上，随着遗传转化和再生技术的发展，我国已获得了抗病、抗虫转基因大豆植株，取得突破性进展。目前，大豆遗传转化主要采用农杆菌介导法、花粉管通法、基因枪及PEG法。农杆菌介导的遗传转化是以大豆子叶、胚轴为外植体，通过卡那霉素筛选，器官发生再生转化植株；花粉管介导法是以植株整体为受体导入外源原因，获得稳定遗传品系；基因枪介导的遗传转化是以大豆幼胚的胚轴、用基因枪轰击生长点，可以从任意一个基因型获得转基因植株；PEG介导的遗传转化是将质粒导入大豆原生质体，通过潮霉素进行筛选，获得转基因植株。     

农杆菌介导法将Bt(cryⅠA)基因导入大豆的研究

构建含有Bt(cry Ⅰ A)基因的植物表达载体pCAMBIA3300-Bt,以大豆子叶节为受体,通过农杆菌介导法将Bt基因导人大豆品种黑农37中,获得转基因植株.并进行人豆的再生和遗传转化系统优化的研究,以获得较高的转化率.结果表明:在6-BA浓度为1.7 mg·L-1时,丛生芽分化率最高,确定该品种大豆在从生芽分化阶段的草铵膦筛选浓度为3.5 mg·L-1获得转化质粒pCAMBIA3300-Bt的转基因植株,其中T1代PCR阳性植株19株.采用real-time PCR的方法对T1代抗性植株进行Bt基因的转录水平的分析,初步证明Bt基因已整合到受体大豆的基因组内.     

RNA干扰高油GmPEPc基因转入大豆研究

通过构建GmPEPc基因的植物RNAi双元表达载体,并通过农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化方法将控制油脂和蛋白合成途径的相关基因GmPEPc转入受体品种沈农9号中,通过抑制大豆内源GmPEPc基因的表达,增加油脂积累,从而获得高油的转基因大豆新品种。在大豆组织培养过程中,共切取大豆外植体407块,获得T0代转化苗35株,转化率8.9%。通过对转基因后代中目的基因的整合及表达情况进行分子鉴定。获得23株T_1代转基因后代,其中高抗草丁膦除草剂(喷施浓度300 mg·mL~(-1))14株,通过PCR检测结果表明其中12株为PCR阳性;PCR和Southern杂交检测表明,GmPEPc基因已经成功插入到转基因大豆植株基因组DNA中。对T_1代测定结果显示,转基因大豆籽粒的平均含油量比对照高9.51%,平均蛋白质含量下降5.44%。这些研究结果为筛选高油脂含量的转基因大豆新株系提供了依据,为下一步高油新品种的选育提供了种质基础。     

农杆菌介导大豆子叶节转化cry1Iem基因

利用农杆菌介导法,以东北地区种植的9个大豆基因型和国外品种Williams82的子叶节为外植体,将抗虫基因cry1Iem转入栽培大豆品种中。共转化外植体1 459个,获得84棵再生植株。采用除草剂叶片涂抹法、PCR及Bar蛋白试纸条检测法对得到大豆再生植株进行鉴定,转cry1Iem基因大豆T_0阳性植株为61株。对部分T_1转基因植株的遗传分析表明,外源基因能够稳定遗传到下一代。通过对部分T_1阳性转基因植株进行Southern blot分析,证明目的基因片段均已整合到受体大豆的基因组DNA中,单拷贝率为22%左右。对获得的部分T_2材料进行了室内抗大豆食心虫鉴定,有2份转基因材料抗性较对照显著提高。     

中国大豆主栽品种遗传转化效率相关性状的比较研究

受体基因型依赖是限制根癌农杆菌介导的大豆遗传转化效率的重要因素,严重制约优良转基因材料创制和品种选育效率。本实验以适宜我国不同地域种植的13个大豆主栽品种为材料,系统比较了其丛生芽诱导率、芽伸长率和遗传转化效率的差异。结果表明,在根癌农杆菌侵染和筛选剂存在的条件下,供试品种的丛生芽诱导率差异较小,芽伸长率差异较大,最终的遗传转化效率差异更大。在供试的14个大豆品种中,有7个获得转化植株,其中4个转化效率在2%以上。高蛋白品种中黄42的转化效率可达4.1%,是培育转基因大豆的良好受体材料。     

农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化技术流程及操作要点

大豆遗传转化效率低,是大豆转基因育种亟待解决的重要问题。以大豆子叶节为外植体采用农杆菌介导法,系统地研究了大豆子叶节遗传转化各技术环节的操作要点,包括工程菌液制备、无菌苗获得及外植体制备、农杆菌的侵染及共培养、不定芽诱导、不定芽伸长、根诱导、驯化与移栽、抗性植株的获得及转基因植株的检测等,建立了一套较稳定、高效的大豆子叶节遗传转化体系。并利用该体系,将野生大豆耐盐碱相关基因A1对大豆品种绥农28、合丰50、合丰55、东农50进行遗传转化,系统地探讨了大豆基因型、影响T-DNA的转移效率的各环节、筛选剂浓度及不同基因型转化效率等几个重要因素。     

一种简便大豆原位转基因方法研究

以萌发大豆幼苗顶芽为外植体,经纵切及农杆菌侵染后种植到大田中,转化植株用除草剂进行表型鉴定,存活植株进行PCR验证,并分析目的基因EPSPS在T2代转基因植株中的遗传情况;总计获得草铵膦涂抹表型鉴定阳性T0植株75株,草甘膦喷雾鉴定阳性T1植株65个,PCR测序阳性T1植株6个,PCR测序检测转化效率为0.14%;获得T2代PCR阳性植株52个,初步证明目的基因EPSPS能在子代中遗传;该方法能有效解决基因型依赖及再生植株困难等问题,缩短转化周期,为根癌农杆菌阶段的大豆遗传转化体系的优化与改良提供了参考。     

农杆菌介导法将Bt（cryI4）基因导入大豆的研究

构建含有Bt（cryIA）基因的植物表达载体pCAMBIA3300-Bt，以大豆子叶节为受体，通过农杆菌介导法将Bt基因导入大豆品种黑农37中，获得转基因植株。并进行大豆的再生和遗传转化系统优化的研究，以获得较高的转化率。结果表明：在6-BA浓度为1．7mg·L^-1时，丛生芽分化率最高。确定该品种大豆在丛生芽分化阶段的草铵膦筛选浓度为3．5mg·L^-1。获得转化质粒pCAMBIA3300-Bt的转基因植株，其中T1代PCR阳性植株19株。采用real—timePCR的方法对T4代抗性植株进行助基因的转录水平的分析，初步证明成基因已整合到受体大豆的基因组内。     

水稻热激蛋白基因HSP90转化大豆的研究

由于干旱和盐碱化的严重影响,我国大豆生产受到很大限制。为了提高大豆的抗旱性,培育抗旱转基因大豆新品种,利用农杆菌介导的子叶节遗传转化技术体系,首次将水稻热激蛋白基因HSP90导入大豆受体材料Bert中,通过HSP90在大豆中过表达,获得了耐旱转基因大豆新材料。本试验中4 000个子叶节外植体用于遗传转化,再生转化苗经PCR和Southern杂交鉴定结合PPT抗性筛选(bar为筛选标记),共获得128棵阳性转基因植株,转化率为3.2%。经初步筛选,获得15份耐旱性较好的材料,其耐旱性显著优于对照。研究结果为进一步筛选耐旱转基因大豆新材料奠定了较好的基础。     

超声波与表面活性剂协同处理显著提高农杆菌介导大豆遗传转化的抗性丛生芽率和瞬时表达效率

正大豆是世界上种植最广泛的转基因作物。然而经器官发生途径再生植株难和基因型依赖严重等限制性因素导致大豆遗传转化困难、转化效率低。抗性不定芽率和瞬时表达效率是体现再生效率和转化效率的重要指标。以中黄10号和Jack为受体,比较了超声波与表面活性剂协同处理及单     

大豆胰蛋白酶抑制剂与大豆抗大豆胞囊线虫的关系

对大豆胞囊线虫3号小种的抗病品种Hartwig和小粒黑豆,感病品种辽豆15和中黄28分别接种线虫,检测大豆根系中大豆胰蛋白酶抑制剂的表达量对大豆抗胞囊线虫的抗性.经过胰蛋白酶抑制剂活性测定结果表明,接种大豆胞囊线虫的抗感品种的大豆胰蛋白酶抑制剂(STI)表达量明显高于未接种的品种,各个品种的STI表达量也不同.说明大豆胰蛋白酶抑制剂参与抗病过程.但是各个品种的变化趋势并不相同,表明抵御线虫的抗病作用机制存在品种间差异.     

新育成大豆品种对SMV和SCN的抗性评价

在接种我国大豆产区主要流行SMV株系SC-3及SC-7和SCN 1号生理小种的条件下,对新育成的参加2004～2007年围家及江苏、北京、山东等省市大豆区试的品种分别进行了抗性评价.结果表明:在抗SMV鉴定的334个品种中,对SC-3抗性较好(高抗和抗病)的品种数有148个,占参试品种数的44.31%;对SC-7抗性较好的有71个,占参试品种数的21.26%.同时对2个株系抗性表现较好的有55个,占参试品种数的16.47%.这些抗性较好的品种既町用于大豆生产,也可作为抗源用于抗病品种选育和与抗性相关的研究.研究还显示,来自于西北和黄淮海大豆产区的参试品种一般抗性较好.抗SCN鉴定的193个大豆品种中,未发现高抗品种,中抗品种有25个,占12.92%.汾9877.10、邯601、蒙9793-1、沧豆九号等7个品种兼抗sMV和scN 2种病害.     

可溶性大豆多糖添加工艺对酸性大豆蛋白饮料稳定性的影响

以可溶性大豆多糖(SSPS)作为稳定剂,研究了大豆多糖添加工艺对酸性大豆蛋白饮料稳定性的影响.单因素试验结果表明:可溶性大豆多糖添加量、pH、调酸温度和均质压力对成品沉淀率有明显的影响.在单因素试验基础上设计L9(34)正交试验确定最佳工艺条件为:可溶性大豆多糖添加量0.25％,pH3.8,均质压力20 MPa,调酸温度10℃.按照此条件生产的大豆蛋白饮料,稳定性明显提高,沉淀率为1.41％,且饮料颜色乳白均一,酸甜适宜,清爽可口,没有豆腥味.     

微波辅助提取豆粕中大豆异黄酮

采用微波辅助提取豆粕中大豆异黄酮,通过单因素实验和正交实验研究了微波火力、乙醇浓度、料液比、微波时间对大豆异黄酮提取率的影响.结果表明,在试验条件范围内各因素对大豆异黄酮提取率的影响主次顺序为:微波火力＞乙醇浓度＞料液比＞微波时间.微波辅助提取大豆异黄酮的最佳条件为:料液比1∶20(g∶mL),微波火力中高火,微波时间3 min,乙醇浓度50％.在此条件下,大豆异黄酮的提取率可达到1.2432％.     

发展套作大豆,振兴大豆产业

中国大豆供求失衡,振兴大豆产业势在必行.北方大豆正面临单位土地产出率低带来的比较效益低下、产销分离引起的成本增加、大面积重迎茬种植带来的减产严重、油酯和蛋白质含量不高等不利因素,限制了进一步发展.套作大豆作为南方新型旱地多熟种植模式的主体作物,具有与主要粮食作物和谐共存,蛋白质含量高、利于食用和加工业的发展,减轻季节性干旱的危害、实现抗旱增收等优点,发展潜力巨大.作者认为稳定北方大豆面积,提高单产,大力发展南方套作大豆是振兴我国大豆产业的必然之路.     

低温豆粕中大豆皂甙的微波提取工艺优化

为优化提取和纯化低温豆粕中皂甙的加工工艺,采用微波法提取低温豆粕中的大豆皂甙,通过单因素试验和正交试验研究了微波火力、乙醇浓度、料液比、微波时间对大豆皂甙提取率的影响.结果表明:在试验条件范围内各因素对大豆皂甙提取率影响的主次顺序为微波时间＞微波火力＞乙醇浓度＞料液比;在微波火力为中高火、微波时间2.5 min、乙醇浓度60％、料液比1:25(g:mL)的条件下得到最优工艺条件,此时大豆皂甙的提取率为0.640％.     

豆渣中水溶性大豆多糖的提取工艺研究

大豆多糖是大豆中的有效活性成分之一,具有抗氧化性、食品稳定性等作用.以市售豆渣为材料,采用不同的提取温度、液固比和提取时间进行单因素试验,然后在此基础上采用三因素三水平的正交试验对水溶性大豆多糖的提取条件进行优化.结果表明:提取温度对水溶性大豆多糖提取率的影响最大,其次是液固比,再次是提取时间.水溶性大豆多糖提取的最优工艺参数是:提取温度为90℃、液固比为5:1、提取时间为3 h.经苯酚-硫酸法测定,水溶性大豆多糖含量为7.47%(以葡萄糖计).     

大豆胞囊线虫不同生理小种对大豆根内酶活力的影响

采用辽豆10、PI88788、PI90763,3个品种均同时接种大豆胞囊线虫1号、3号和14号生理小种.测定了大豆胞囊线虫不同生理小种对大豆PAL、POD、PPO、SOD活力的影响,分析不同大豆品种接种大豆胞囊线虫后保护酶活力的变化和抗性关系.结果表明:PI88788接种大豆胞囊线虫3号和14号生理小种后根系中4种酶活性显著高于对照;PI90763接种大豆胞囊线虫1号和3号生理小种后根系中4种酶活性显著高于对照.研究证实不同大豆品种对大豆胞囊线虫不同生理小种的抗病性与接种SCN不同生理小种后大豆根内PAL、POD、PPO、SOD活力的变化密切相关.     

超声波提取豆渣中水溶性大豆多糖工艺研究

在单因素试验基础上采用正交试验,探讨在超声波环境下提取温度、液料比、提取时间以及超声波功率对豆渣中提取大豆水溶性多糖的影响.结果表明:超声功率对水溶性大豆多糖提取率的影响较大,其次是提取温度和液料比,然后是提取时间.水溶性大豆多糖提取的最优工艺参数是:提取温度80℃,液料比10∶1,提取时间40 min,超声功率160...     

大豆甾醇

大豆甾醇之所以被誉为“生命的钥匙”，是因为大豆甾醇广泛存在于生物体组织内，具有十分重要的生理功能。很自然地，对甾体科学的研究就成为医学界和制药工业中引人瞩目的领域，其实在化学工业、食品、饲料和生物工程产业中，大豆甾醇也备受国内外科学家的关注，对大豆甾醇的研究和应用目前相当活跃。说起大豆甾醇，有必要先从甾醇谈起，甾醇是甾族化合物的一类，因呈固态又俗称固醇。甾醇的分布很广，各种生物体中几乎都含有这一类甾族化合物。它们以游离、高级脂肪酸酯、苷三种形式存在于动、植物和微生物体内。