过量表达拟南芥GPX3基因提高玉米苗期抗旱性研究

通过农杆菌介导法将拟南芥抗旱基因AtGPX3导入玉米自交系郑58中,用PCR和RT-PCR法对转化玉米进行检测,在水分胁迫下对T₁代转基因玉米和非转基因玉米进行抗旱性分析。结果表明,共得到56株转化苗,检测获得9个株系的30株T₀代转基因阳性植株,抗性植株阳性率为53.6%。RT-PCR检测表明,T₁代有6个株系为稳定遗传阳性株系,并且AtGPX3基因在转基因玉米中表达量大幅度提高。耐旱性分析表明,非胁迫条件下,非转基因和转基因株系中游离脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）的含量基本无显著差异。在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,比非转基因株系提高了46.2%;MDA含量低于非转基因玉米,比非转基因玉米下降了34%。通过导入AtGPX3基因,可以提高玉米苗期的耐旱性。     

转EPSPS基因抗草甘膦棉花的遗传分析

为分析转基因抗草甘膦棉花早代遗传情况,以花粉管通道法获得的26个转5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶基因(EPSPS)抗草甘膦棉花转化事件为材料,以其背景亲本中棉所49为对照,喷施草甘膦后对转基因棉T1、T2分离比例进行考察。T1田间抗性鉴定结果表明,经卡方检测20个转化事件T1分离符合3∶1的分离规律,即外源基因插入1个位点;6个转化事件不符合1对基因的分离规律,出现了偏分离。T2田间抗性鉴定结果表明,通过花粉通管法共获得152个纯合株系,分别来源于25个转化事件;对T2不纯合株系继续进行分离比例的考察,发现来源于15个转化事件的57个株系符合3∶1的分离规律;此外卡方检测结果表明,每个转化事件都有不符合3∶1分离规律的株系,且其中10个转化事件没有符合3∶1分离规律的株系。表明通过花粉管通道法获得的转基因植株中外源基因的整合和遗传均较复杂。     

杀虫基因Cry1 Ab的合成、表达及其抗虫性鉴定

对苏云金芽孢杆菌Cry1Ab野生型基因的编码区序列进行改造,以获得密码子优化的抗虫基因,构建原核表达载体后,将重组载体转入大肠杆菌进行诱导表达并对诱导蛋白进行抗虫试验。首先根据植物密码子的偏好性及使用频率,优化、改造并人工合成了Cry1Ab基因,序列分析表明：改造后的Cry1Ab基因全长1848 bp,与原始序列同源性为66%,G+C含量由原来的37.34%提高到63.04%。将改造后的Cry1Ab基因与原核表达载体pET28b(+)连接,转化大肠杆菌BL21(DE3),阳性菌液进行诱导表达后,SDS-PAGE分析结果显示： Cry1Ab蛋白在BL21(DE3)细胞中得到高效表达,分子量为70 kDa。喂虫试验结果表明：诱导表达的蛋白对玉米螟具有很强的毒性,幼虫死亡率达到93．33%,而且,存活的玉米螟生长发育也受到明显抑制。该抗虫基因可以作为培育转基因抗虫作物的候选基因。     

陆地棉原生质体培养与植株再生技术研究

 分离培养陆地棉品种ZDM-3（Gossypium hirsutum L cv ZDM-3）胚性细胞悬浮系的原生质体,通过体细胞胚胎发生成功获得再生植株。试验结果表明,植物生长调节剂组合和碳源对原生质体培养具有重要的影响,添加2,4-D + KT + 1.5%（W/V）葡萄糖+ 1.5%（W/V）麦芽糖的KM8P培养基对于陆地棉原生质体培养的效果较好。激素组合0.46 μmol·L^-1 KT + 0.45 μmol·L^-1  2,4-D诱导的愈伤组织较松软,分化潜力高;胚性愈伤组织的增殖使用0.93 μmol·L^-1 KT + 2.46 μmol·L^-1 IBA的激素组合;1.2 μmol·L^-1 IBA + 1.39 μmol·L^-1 KT有利于体细胞胚胎发生,而MSB-5 + 0.67 μmol·L^-1 KT+2.69 μmol·L^-1 NAA的培养基适合体细胞胚胎萌发和植株再生。此外,愈伤组织诱导宜用葡萄糖作为碳源,而胚性愈伤组织增殖、保存和胚状体的萌发过程宜使用麦芽糖作碳源。     

玉米品质基因聚合对子粒氨基酸组分及醇溶蛋白的影响

以玉米o2、sh2、su1、wx这4个品质基因聚合的单基因、双基因、三基因近等基因系为研究对象,对子粒氨基酸组分与醇溶蛋白SDS-PAGE带谱进行检测分析。结果表明,与郑58相比较,su1、wx、su1wx氨基酸组分变化较小,o2、sh2单基因以及含有o2、sh2的双基因、三基因近等基因系中氨基酸组分变化较大,o2sh2、o2su1、o2sh2su1赖氨酸含量较高。SDS-PAGE显示,o2与sh2、su1聚合导致19 kD和22 kDα-醇溶蛋白合成受到显著抑制。     

复合磁场处理对玉米种子萌发及幼苗生长发育的影响

为了探讨复合磁场处理对玉米生物学效应的影响, 采用 ZS-CⅢ型复合磁化处理机交变电流产生的复合磁场, 磁场强度为(A)250 mT和(B)300 mT的磁场分别处理玉米种子的方法, 以国审品种 ‘郑单958’ 、 河南省审定品种 ‘郑单 2201’ 、 以及杂交组合 12HY617×12HY741、 12HY647×12HY741、 12HY751×12HY601、 12HY576×12HY436、 12HY731×12HY592 为试验材料, 未处理的对应玉米种子为对照组(CK), 研究复合磁场处理对玉米种子发芽及苗期生长的影响。结果表明： 复合磁场处理后玉米种子的发芽势、 发芽率均有提高, 最大提高幅度分别为 26.7%和 30.4%; 叶绿素含量比对照提高了 8.17%~28%;玉米苗期根、 茎和叶的干重、 鲜重、 根长均比对照有增加, 达到显著或极显著水平; 对苗期茎长影响不显著; 以上指标在 A、 B两种磁场强度处理之间差异不显著。因此适宜复合磁场处理可以显著提高玉米种子的发芽率、 发芽势和叶片中叶绿素的含量, 增加苗期根长、 根、 茎和叶的干重、 鲜重, 为玉米增产打下良好的基础。     

o2与淀粉合成突变基因互作对子粒赖氨酸含量的影响

以o2、sh2、su1、wx 4个基因的郑58近等基因系品质基因聚合材料为研究对象,对聚合材料子粒中赖氨酸含量进行定量测定,分析o2与淀粉合成突变基因互作对子粒赖氨酸含量的影响。结果表明,聚合材料赖氨酸含量介于0.35%~1.05%,郑58子粒赖氨酸含量为0.28%,存在显著差异。o2与淀粉合成缺陷型突变基因(sh2、su1)互作可以显著增加赖氨酸含量,3个基因聚合的基因型o2sh2su1赖氨酸含量最高,为1.05%;其次为sh2o2和su1o2基因型,聚合材料粒重均不同程度下降。o2与淀粉修饰型突变基因(wx)互作赖氨酸含量未发生明显变化。su1o2以及su1o2wx既具有相对较高的赖氨酸含量,又保持一定的粒重。     

转epsps-G6基因棉花的Southern杂交及遗传特性分析

为鉴定epsps-G6基因成功导入棉花基因组并分析转基因抗草甘膦棉花的拷贝数和遗传特性,以花粉管通道法获得的8个转epsps-G6基因抗草甘膦棉花株系(G6-1、G6-4、G6-5、G6-7、G6-11、G6-19、G6-20、G6-25)为材料,通过Southern点杂交、双酶切和单酶切的Southern杂交后进行分析,结果表明,外源epsps-G6基因已成功整合到棉花基因组上,且其中4个转化株系含有单拷贝插入的epsps-G6基因。选用其中3个单拷贝插入、自交纯合且草甘膦抗性强的株系G6-1、G6-5、G6-19,分别与转基因遗传背景材料(中棉所49)和陆地棉标准系(TM-1)进行正反交,遗传分析结果表明,这3个转基因株系均符合3∶1的孟德尔分离规律,不受细胞质效应的影响。     

基于SNP芯片玉米抗倒性状的QTL定位

利用10K SNP芯片和玉米F_2∶3家系,共定位到18个与茎秆穿刺强度、茎粗和穗位高性状相关的QTL。结果表明,5个茎秆穿刺强度QTL分别位于第1、3、4、6、7染色体,4个茎粗QTL分别位于第1、2、4、8染色体上,9个穗位高QTL分别位于第1、2、3、4、6、7、8、9染色体上。在第4染色体2.2～11.7 Mb区段上检测到同时控制地上第3节茎秆穿刺强度、茎粗和穗位高3个性状的QTL;在第8染色体C8M179标记（物理位置118 050 940 bp）附近检测到同时控制地上第3节茎粗和穗位高2个性状的QTL。     

玉米叶片2种总蛋白质提取方法的比较

为比较不同方法提取的玉米叶片蛋白质对双向电泳效果的影响。采用TCA-丙酮沉淀和TRIzol试剂盒2种方法,提取国审玉米品种郑单958叶片全基因组蛋白质,并对提取的蛋白质样品进行双向电泳。结果表明:TCA-丙酮方法提取的蛋白质一向水平聚焦电压上升缓慢且达不到程序设置的电压,而TRIzol试剂盒方法实时监测图与程序设置图相吻合;对电泳胶图分析后可知,TRIzol试剂盒法分离出的蛋白点多于900个,低丰度蛋白质得到充分显现,大多数蛋白点分子量为20~80 k Da,p H值为4~7,蛋白点的形状较规则;TCA-丙酮沉淀法分离出的蛋白点仅有350个,表明样品中蛋白质分离种类较少,高丰度蛋白质过度显现,低丰度蛋白质检出率大大降低。