植物抗病基因工程育种策略及其在大豆上的应用

概述了植物抗真菌病害、细菌病害和病毒病害基因工程育种的主要策略,重点介绍了大豆转基因抗病育种的主要成果.植物抗病害转基因育种策略主要包括基于寄主-病原菌相互识别和信号传导体系的基因工程和基于抗菌蛋白的基因工程;植物抗病毒病害基因工程育种策略还包括病毒外壳蛋白基因介导的抗性、复制酶介导的抗性、运动蛋白介导的抗性、卫星RNA介导的抗性、RNA介导的抗性等.     

病毒诱导的基因沉默在植物抗病基因功能研究中的应用

病毒诱导的基因沉默(Virus induced gene silencing,VIGS)是一种植物抵抗病毒侵入的自然机制,现在已被开发成通过插入目的基因片段的重组病毒来抑制植物内源基因表达的遗传技术,主要用于研究目标基因的功能。作为一种新型的基因鉴定和功能研究的技术工具,VIGS具有无需事先知道目的基因全长序列、快速获取表型、无需获得转基因植株等诸多优点,已越来越广泛地被应用于植物基因功能研究领域。本文从VIGS的作用机制、VIGS体系的优点及局限性以及VIGS在植物抗病机制方面的研究进展等几个方面对病毒诱导的基因沉默进行了综述。     

GUS报告基因在植物功能基因研究中的应用

近十年来,植物转基因技术取得了显著的进展,许多转基因植物不断问世,其中报告基因GUS在基因工程和遗传转化中发挥着重要的作用。就GUS基因的来源,GUS基因在转基因植物中的表达,GUS活性的测定方法,GUS基因转基因安全评价,GUS基因应用的最新进展作了简要综述。     

转基因植物的研究与开发利用

从目的基因性状的类型、转化方法两方面综述了转基因植物的研究现状，并简述了转基因植物的研究发展历程及在全球和中国的应用概况。     

转基因植物中外源基因沉默的机制与对策

转基因植物中外源基因沉默现象是利用基因工程技术进行作物品种改良的一大障碍。结合近年来国内外在转基因沉默研究方面所取得的成果,综述了转基因植物中外源基因沉默的分子机理及提高外源基因表达的方法和策略。     

外源基因转水稻的途径、遗传行为和表达

随着分子生物学和转基因技术的快速发展,人类对外源基因在植物体内的遗传和表达有了进一步的认识。本文着重介绍了水稻转基因技术以及外源基因在水稻中的遗传、表达行为。     

水稻黑条矮缩病毒P7-1基因对水稻的遗传转化及转基因植株的抗病性分析

【目的】通过在水稻中过量表达水稻黑条矮缩病毒(Rice black streaked dwarf virus, RBSDV) P7-1基因,分析RBSDV P7-1是否是导致水稻不育的重要致病因子,并明确过量表达P7-1转基因植株对病毒的抗性。【方法】采用RT-PCR方法从感病植物中扩增获得RBSDV P7-1基因,构建pCAMBIA-1300-P7-1载体,通过农杆菌转化法获得转基因水稻,观察水稻是否能够正常结实,并采用人工接种病毒方法分析转基因植株的抗性。【结果】过量表达RBSDV P7-1的转基因水稻生长、结实正常。在接种7 d和14 d时转基因植株中病毒积累量显著低于野生型对照,但在28 d时部分转基因株系中病毒积累量高于对照,接种30 d时转基因植株的发病率与对照无明显差异。【结论】在水稻中过量表达RBSDV P7-1不影响水稻的结实;转基因水稻在RBSDV侵染早期可抑制病毒的积累,但在后期对病毒的抗性与对照没有明显差异。     

甜菜抗丛根病种质创新与分子生物技术

甜菜坏死黄脉病毒（BNYVV）及其新变异株P型和IV-A型仍对甜菜生产造成重大损失。选育抗病品种是防治该病的唯一有效措施。用ELISA和实时定量逆转录PCR技术测定BNYVV和P．betae可对杂交后代分离群体或转基因后代中的抗病个体进行选择。AFLP、KAPD和PCR等分子标记的建立可对抗病基因位点Rz1（Holly）、Rz2（WB42）、Rz3（WB41）和Rz4（C50,R22）进行辅助选择。在分离植物抗病基因方面,已获得含Rz1的BAC克隆和候选基因。转基因甜菜含重复倒置的BNYVV复制酶基因、RNA-2转运蛋白P15突变基因或CP基因显著提高了抗病性。国际合作可有效地利用资源,加快抗病种质创新。     

基因工程在茶树育种领域的应用前景

基因工程是指把在体外插入病毒、质粒或其他载体分子的核酸分子(目的基因)导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类需要的基因产物。自本世纪70年代初诞生以来,基因工程学已取得了许多激动人心的成就,并正向前迅猛发展,成为当今生命科学研究诸领域中最具生命力、最引人注目的前沿学科之一。植物基因工程因其在农业、医学、环保等方面有着巨大的实用潜力而日益受到人们的重视,许多农作物如水稻、玉米、小麦、大麦、棉花、大豆、蕃茄等都已获得转基因植株,有的遗传工程产品已投入市场。木本植物的转基因研究也获得了重大突破,如核桃、杨树、松树、苹果、李、番木瓜、柑桔等也获得转基因植株。此外,转基因技术用于药用植物的改良以及改变次生代谢途径中的某些环节,从而提高次生代谢物产量的文献报道也越来越多。遗传转化不仅在应用的领域不断拓宽,转化的方法和手段也不断有所完善和创新,到目前,转基因的方法大体可分为以下几类。 1.以生物载体如农杆菌和反转录病毒等为介导的基因转移。据统计,迄今获得的60多种植物的转基因植株,80％以上为农杆菌介导的转化。     

第二届植物分子育种国际学术研讨会 2007年3月23～27日在海南省三亚市召开

现代农业已经发展到了“分子农业”时代，基因工程、转基因技术等分子生物学手段广泛应用于植物的遗传育种，基因组学的研究成为植物基因资源发掘的基本科学平台，分子育种成为植物育种的最主要手段之一。为加强与国际植物分子育种领域的合作与交流，推动应用基因与组学植物分子育种科学的发展。The Generation Challenge Programme（全球挑战计划）、国际水稻研究所、海南省科学技术协会、中国农业科学院、海南省热带农业资源开发利用研究所等单位发起．定于2007年3月23～27日在海南省三亚市举，力、“第二届棺物分子育种国际学术研讨会”．     

玉米耐盐基因ZmHKT1;5在烟草中的功能验证

HKT类基因是与植物耐盐性密切相关的一类基因。在作物中HKT蛋白可通过排出Na+来维持植物体内的Na~+/K~+平衡,从而影响植物耐盐性。通过在烟草中过表达玉米ZmHKT1;5基因,验证该基因具有提高植物耐盐性的作用。结果表明,过表达ZmHKT1;5基因的T0代材料即显示出叶片耐盐能力的明显提高;T2代转基因株系种子在含盐培养基上的发芽能力明显强于野生型材料,T2代转基因株系幼苗阶段的耐盐能力也得到了明显的提高。通过比较在盐胁迫后2月龄的转基因材料和野生型材料的生理指标,发现野生型材料中MDA和H_2O_2的含量相较转基因材料发生了更为明显的上升,说明转基因材料中过表达ZmHKT1;5基因有效降低了盐胁迫引起的过氧化物积累。综合转基因验证的结果,证明ZmHKT1;5基因具有提高植物耐盐性的作用。     

基于RNAi抗PRSV番木瓜株系的培育及其分子特征验证

根据RNAi原理构建的抗海南番木瓜环斑病毒(PRSV)植物表达载体p CAMBIA2300-35S-CP-RNAi-OCS,通过基因枪法将载体导入番木瓜的愈伤组织中,经卡那霉素抗性筛选后再分化成为植株。描述转化植株的分子特征同时进行抗病毒试验分析其抗病性。实验结果显示:转基因株系474为单拷贝插入的杂合子,插入位点在第7号染色体supercontig_61的717 141位置;抗病毒试验中,在接种病毒后28 d内非转基因株系1280有高浓度的病毒积累并很快表现出明显的病症,而转基因株系474基本无病毒积累且无发病症状。表明转基因株系474具有较好的PRSV抗性,有待于进一步田间试验。     

转基因花生对根瘤菌的影响和外源基因向根瘤菌逃逸风险性研究

用含花生条纹病毒壳蛋白基因的转基因花生品系TP-1、TP-7为材料,通过水培生长试验表明在花生不同生长时期,转基因花生对单株花生根瘤菌结瘤数量和结瘤重量无明显影响.对从转基因花生品系TP-1、TP-7上分离的100个根瘤菌样品PCR检测结果,花生根瘤菌中无花生条纹病毒壳蛋白基因特异性片断.结果初步说明导入花生的花生条纹病毒壳蛋白基因不会对根瘤菌结瘤生长特性产生影响,外源基因从花生向根瘤菌逃逸的机率很小.     

转基因花生外源基因田间漂移风险初步研究

用含花生条纹病毒壳蛋白(cp)基因和潮霉素(hygr)筛选基因的转基因花生品系为材料,田间试验表明转基因花生中的hygr基因可在短距离范围内随花粉漂移,离转基因花生种植区边缘1.0m 和3.0m范围内漂移频率分别为4.4%和5.0%;3.0 m以外范围内,没有检测到hygr基因随花粉漂移发生。各距离范围内均没有检测到cp基因随花粉漂移现象。因此认为,转基因花生外源基因漂移距离在3.0m以内。     

Bar基因及转Bar基因水稻的研究和利用

Ｂａｒ基因是广泛应用于基因工程育种中的除草剂抗性基因,也是遗传转化中的标记基因。综述了Ｂａｒ基因的作用机制、Ｂａｒ基因在转基因植物中的表达和遗传及其对转基因水稻农艺性状的影响,讨论了转Ｂａｒ基因水稻在杂种优势利用中的途径和前景     

马铃薯病毒外壳蛋白融合基因转化马铃薯及其抗病性分析

将多种病毒的有效核酸片断拼接成融合基因转入马铃薯可获得多抗马铃薯材料。针对马铃薯生产中分布广泛、危害严重并经常混合感染的马铃薯X病毒(PVX)、马铃薯Y病毒(PVY)、马铃薯卷叶病毒(PLRV)和马铃薯S病毒(PVS),开展了利用基因工程方法获得兼抗4种马铃薯病毒转基因马铃薯材料的研究。试验在前期获得含4种马铃薯病毒外壳蛋白基因片段的质粒pART27-XSYV-rh的基础上,通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化马铃薯(Solanum tuberosum)品种‘陇薯3号’,PCR扩增和PCR-Southern杂交证明,4价融合基因已整合到马铃薯基因组中。qRT-PCR分析表明,该融合基因在转基因植株中能正常表达。3株转基因植株的抗病性鉴定结果表明,2株对4种病毒同时具有抗性;1株对PLRV侵染表现阳性,对另外3种病毒同时具有抗性。     

大豆GmPRP转基因拟南芥抗盐性鉴定

为研究大豆脯氨酸富集蛋白基因Gm PRP在植物应对盐胁迫中的作用,利用前期克隆的Gm PRP基因,以p PZP为植物表达载体,构建了由组成型启动子Ca MV35S驱动Gm PRP基因的植物表达载体。通过Floral dip法对拟南芥进行遗传转化,获得7株阳性转基因株系。盐处理后,转基因拟南芥的种子萌发率高于野生型且叶片中丙二醛含量极显著低于野生型,表明Gm PRP提高了转基因拟南芥的抗盐性。     

转基因植物标记基因研究进展

综述了20世纪90年代以来转基因植物中标记基因的研究成果,并讨论了今后标记基因技术的发展方向。      

基因工程在玉米抗旱育种中的应用

干旱是影响农业生产的重要灾害之一。利用转基因方法培育抗旱玉米新品种是一个有效的新手段。近年来,渗透调节物质合成相关基因、转录因子基因和信号传导相关基因在玉米抗旱转基因研究中获得新进展,同时伴侣蛋白基因、解毒酶相关基因、代谢相关基因和转运或通道蛋白基因在植物抗旱方面的作用机制研究正逐步推进,不但为玉米转基因抗旱研究提供了丰富的基因资源和基础材料,同时也为抗旱转基因玉米新品种培育奠定了坚实基础。归纳近年来基因工程技术在玉米抗旱研究方面的最新进展,结合相关研究工作,提出玉米抗旱转基因育种的思路和存在问题,为今后玉米的抗旱转基因研究提供参考。     

抗花叶病转SrMV-P1基因甘蔗的活性氧代谢分析

转SrMV-P1基因甘蔗经过2个世代的试验,表现出对甘蔗花叶病一定的抗性,但不同转基因无性系中,其抗性呈现出不同程度的分化.本研究以受体材料(FN95-1702)和空转对照P7(未插入外源基因SrMV-P1的载体)为对照,以国家发明专利授权的转基因无性系TF53和T64为试验材料,研究其在不同甘蔗花叶病毒剂量,以及载体效应和外源基因效应作用下的活性氧代谢分析,从代谢水平上解析转基因材料抗性呈现不同分化规律的机理.结果表明:转基因无性系在较高病毒剂量胁迫下,通过活性氧代谢相关指标的变化对病毒侵染起到应激作用;载体效应和外源基因效应对活性氧代谢影响存在一定差异,这段差异时期也主要发生在较高病毒剂量的情况下;外源基因对不同无性系中活性氧代谢的影响,表现在高病毒剂量的作用下,其活性氧代谢相关指标在变化幅度上存在一定差异,导致其对病毒的抵御能力上的不同,这可能是转SrMV-P1基因抗性分化的生理基础.