T-DNA标签法在水稻功能基因组研究中的应用

农杆菌介导的T-DNA标签法是近年发展的一种有效的分子生物学技术.综述了T-DNA标签法的特点及其在水稻功能基因组研究中应用的进展.     

转大麦烟酰胺合成酶基因提高水稻逆境胁迫耐受性的研究

维持铁等金属离子的动态平衡是保持植物细胞功能正常的先决条件。烟酰胺合成酶基因在单子叶禾本科的缺铁胁迫应答反应中起着关键作用,它的催化产物烟酰胺(NA)是铁及其他二价金属离子在体内吸收和转运的重要载体,且能与Fe2+结合形成Fe2+-NA复合物,从而使植物在酸性土壤中免受铁毒害。利用农杆菌介导法,将大麦烟酰胺合成酶基因NASHOR1转入水稻台北309中,经PCR及PCR-Southern杂交检测,确定目的基因已经整合到水稻基因组中。铁、锰、铜和锌含量的检测结果显示:与非转基因对照植株相比,转基因植株的金属元素含量都明显提高,铜、锌、锰和铁元素含量分别增加了15%、80%、31%和44%,但铁、锰和锌元素增量在株系间差异较大。在干旱胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量都高于非转基因对照植株的,暗示大麦烟酰胺合酶基因在一定程度上提高了水稻的耐旱性。     

过量表达OsNPR1基因稳定提高水稻对白叶枯病的抗性

在拟南芥中,NPR1是系统获得抗性SA信号传导途径中的一个重要的调节因子,在水稻中已克隆到与之同源的OsNPR1基因。构建OsNPR1基因水稻过量表达载体,并将其转化粳稻TP309得到转基因植株;通过自交纯合,得到17个纯合株系;对T3、T4代纯合株系进行PCR鉴定,证实转基因纯合株系中外源伪OsNPR1基因具有遗传稳定性;检测了T1、T2代转基因株系和T3代转基因纯合株系对水稻白叶枯病病原细菌Xanthomonas oryzae pv．oryzae的抗病性,结果表明,在T1、T2代中70％以上的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,T3代中约67％的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,说明这种抗病性的提高具有遗传稳定性。OsNPR1基因可作为选育水稻抗白叶枯病新种质的一个良好的候选基因。     

根际生命共同体：协调资源、环境和粮食安全的学术思路与交叉创新

植物营养学研究近年来在植物养分高效分子机理、植物-微生物互作、根际互作与微生态调控、农田养分管理等研究领域取得了一系列原创性进展。然而,当前如何协调粮食安全、资源高效和环境可持续性仍面临巨大挑战。针对这一重大问题,本文提出"根际生命共同体(Rhizobiont)"学术思路,围绕"根际互作与养分高效"这一重大科学命题,构建"植物-根系-根际-菌丝际-土体及其微生物"根际生命共同体理论体系,突破植物-微生物、微生物-微生物关键界面互作机制,阐明根际生命共同体结构、功能及其在养分活化、吸收与利用中的作用机制,建立共同体多界面互作增效的生物学调控新途径,开辟植物-土壤-微生物交叉创新领域,根际生命共同体理论创新有助于破解粮食安全、资源高效、环境保护多目标协同的难题,支撑我国农业绿色发展。文章指出了根际生命共同体与养分高效研究的重点方向与内容,尤其是深入揭示和调控植物第二基因组——微生物组的作用正成为农业科学的研究前沿。     

晚粳稻“秀水114”的选育、特征特性及栽培要点

"秀水114"是嘉兴市农科院和中科院遗传发育所浙江嘉兴农作物高新技术育种中心共同选育的中熟偏早优质晚粳稻新品种,具有熟期较早、产量高、米质较优、条纹叶枯病田间发病轻的特点。2009年同时通过上海市和浙江省农作物品种审定委员会审定。其主要栽培技术为适时播种、培育壮秧,合理密植,加强肥水管理,及时防治病虫害等。     

禾本科牧草与草坪草转基因研究进展

禾本科牧草和草坪草在饲料作物、城市绿化、生态环境保护方面发挥着积极作用.笔者总结了近10年来国内外对此类植物资源的转基因技术研究工作,从转化方法、受体系统、筛选体系等方面探讨了包括黑麦草、高羊茅、鸭茅、早熟禾、剪股颖、结缕草、狗牙根、雀稗等属的一些常用牧草和草坪草的遗传转化体系的建立和完善,所取得的研究成果包括改善营养品质,增加禾本科草对各种逆境的适应能力,提高对各种虫害、病害和除草剂的抗性等.     

544份水稻种质稻瘟病抗性鉴定及抗性基因的分布研究

采用苗期喷雾接种鉴定方法并结合10个主效抗性基因的特异性分子标记检测,分析544份水稻种质资源的稻瘟病抗性水平及其携带的抗性基因分布情况。结果表明:稻瘟病抗性水平达高抗、抗、中抗、中感、感及高感的材料分别为25、50、78、152、156和83份;10个分子标记对应的抗病基因在供试材料中均被检测到,含有2和3个抗性基因的材料分别为4和17份(占0.7%和3.1%),476份材料含有4~6个抗性基因(占87.5%),47份材料含有7个抗性基因(占8.6%);品种抗病反应与其抗病基因种类密切相关,Pi5、Pita、Pi9、Pib等4个基因对6个强致病鉴定小种抗性表现较好。隆粳968、秀水134、嘉58、津稻263、淮稻20号、盐稻10号、谷梅4号等品种含有多个主效抗病基因,连续多年达到高抗水平。利用分子标记辅助选择将不同来源的主效抗病基因聚合到同一品种中,是控制该病害最经济有效的途径。     

多年生黑麦草遗传转化体系的建立及其转化植株的获得

以矮生、凯蒂莎、爱神特3种多年生黑麦草品种为材料,进行了离体再生培养和遗传转化的研究,建立了这些品种的胚性愈伤组织高频诱导与再生系统及其基因枪转化技术体系,并将抗除草剂的bar基因导入多年生黑麦草愈伤组织,而获得抗除草剂转基因再生植株。     

导入LPAAT和KCS基因对油菜种子芥酸含量的影响

采用农杆菌介导法,以下胚轴为转化受体,将溶血性磷脂酸酰基转移酶（LPAAT）和酮脂酰辅酶A合成酶（KCS）基因导入2种不同基因型（“Drakkar”和“Maplus”）的甘蓝型油菜,共获得247株再生植株,其再生频率分别为15.1%和2.0%。PCR检测和Southern杂交分析证实,外源基因已整合到油菜基因组中,转化频率分别为3.6%和0.7%。种子中芥酸含量因外源基因的导入使零芥酸油菜“Drakkar”提高到10.5%,高芥酸品种“Maplus”提高了5.0%,最高达62.8%。     

GA20-氧化酶基因转化豆科牧草百脉根的研究

以豆科植物百脉根子叶为转化受体，通过根癌农杆菌介导方法将外源目的基因GA20－氧化酶（GA20－oxidase)和NPTⅡ基因导入，经筛选分化，再生，得到具有卡那霉素抗性的转基因植物。在卡那霉素筛选浓度的选择中，25mg/L是百脉根较为适宜的筛选浓度。头孢霉素对农杆菌的抑制作用好于羧卞霉素。转基因植物移栽大田后生长良好。PCR检测证明外源目的基因已整合到百脉根基因组中。