玉米自交系愈伤组织的诱导、RAPD分析及扫描电镜观察

以玉米不同自交系的幼胚为材料,用诱导培养基进行培养,以获得愈伤组织.结果发现所有自交系幼胚均可诱导出白色或黄白色的愈伤组织,但其再生能力差异显著,这主要取决于基因型和培养基种类.自交系7922、340幼胚的再生频率高达85.5%和78%.植株再生途径也有所不同,8902、Mo17、4112和846以器官发生途径为主,340、7922、921、853和     

农杆菌介导玉米遗传转化影响因子的研究

以东北春玉米自交系7922、340、78599、921及美国杂交种H99等幼胚愈伤组织为受体,利用农杆菌介导法转化Bt(CryIA.)基因,研究菌液预处理、愈伤组织状态、侵染培养基、侵染时间及共培养条件等因素对转化频率的影响。根据转化愈伤组织的除草剂(Basta)抗性筛选结果评估转化率,表明继代培养3￣5d的愈伤组织适于转化,其中以继代5d的7922愈伤组织转化率最高,为46.6%;不同基因型对农杆菌转化率存在差异,H99的抗性愈伤组织率为34.57%,7922为26.27%、340为21.36%、78599和921抗性愈伤组织率仅为8.02%和6.78%。基因型间差异显著;浸染培养基中加入(AS100￣200mg/L)抗性愈伤转化率明显提高;菌液浓度OD6000.5￣0.6、侵染时间5￣10min、共培养时间3d最佳。     

抗除草剂转基因玉米育种筛选方法的建立

本试验建立了一个以除草剂抗性为选择标记的玉米(Zea mays L.)转基因育种中的早期世代批量快速筛选技术.通过对玉米自交系铁7922、吉8902、丹340、PA91以及转Bar基因PA91玉米PA91TBA523在营养钵中浸灌250mg/L、500mg/L、1 000mg/L、1 500mg/L不同浓度的Basta除草剂的萌发试验,确立了不能正常生长的临界浓度:铁7922在250 mg/L的除草剂中无法生长,吉8902在500 mg/L的除草剂中无法生长;转基因材料PA91TBA523在除草剂达到1 500 mg/L仍与不浸灌除草剂的对照无明显差异.利用此方法对花粉管通道法转化获得的转基因T0植株的种子进行鉴定和筛选,从T0植株种子(T1)获得阳性植株6株,3株获得种子,对获得的种子(T2)再做除草剂筛选,抗性植株PCR检测均表现阳性.对以往的转基因T3做批量规模筛选,可以淘汰大量(70%)非转基因和表达不强的株系或个体,减少了田间种植工作量,提高了育种效率.     

基因枪介导抗除草剂基因2mG2-epsps转化玉米的初步研究

本研究以优良玉米自交系X2211和78599的幼胚胚性愈伤组织为受体材料,采用基因枪介导法将抗除草剂基因2mG2-epsps导入玉米胚性愈伤组织,经草甘膦(glyphosate)筛选,产生抗性愈伤组织并获得320株再生植株,通过喷施除草剂筛选,有65株表现良好的耐除草剂特性。PCR分析表明,其中的7株表现PCR阳性,初步证明2mG2-epsps基因整合到玉米基因组中,平均转化率为2.2%。同时研究了金粉用量和轰击距离对玉米基因枪转化效率的影响。转化时以金粉用量100μg/枪,发射点与靶细胞距离60mm最佳。     

双丙氨磷在橡胶树遗传转化中的应用

本研究以GV3101::pMP90RK为工程菌株,bar基因作为筛选标记基因,研究了双丙氨磷在橡胶树根癌农杆菌介导法转基因体系中对转基因愈伤组织的筛选效果,并利用该体系将橡胶树转录因子HbWRKY5转入橡胶树无性系热研8-79中。实验结果表明,3mg/L双丙氨磷可作为橡胶树转基因体系中抗性愈伤组织筛选的最佳浓度。本研究中共获得了3个抗性愈伤组织系,抗性愈伤经过体细胞胚发生共获得234个体细胞胚,经植株再生培养后共获得22株再生植株。对再生植株进行的PCR鉴定结果表明,所获得的再生植株均为转基因植株。因此,bar基因结合双丙氨磷的筛选体系可以作为橡胶树转化体系中的有效筛选体系。     

农杆菌介导的玉米合子基因转化

本研究建立了农杆菌介导的玉米合子转化方法。用农杆菌介导合子转化方法,以含有bar基因的标准双元载体PTF102和含有bar基因和双价抗虫基因Cry1A（a）或Cry1A（c）、PTA（半夏凝集素）的载体p3300-Bt-pta转化玉米自交系吉8902、丹340、吉4112、吉853、铁7922及PA91,直接从受体植株得到转化种子,用除草剂PPT筛选和PCR鉴定,获得转基因植株及后代。实验分析了2002年、2003年和2004年的3批转化操作的结实率、转化率及转基因的遗传情况：经农杆菌侵染的雌穗平均结实率为39％,合子转化频率达1％以上,转基因可以遗传下去。农杆菌介导玉米合子转化方法可以重复获得成功,表明我们成功建立起一个新的不依赖组织培养的玉米转基因技术体系。     

运用农杆菌介导法将PTA和反义Wx双基因导入水稻的研究

利用根癌农杆菌将含多基因(hyg选择标记基因、反义Wx 基因、PTA基因、GFP和GUS报告基因)的pCAMBIA1304载体导入水稻品种(501R、中花9号和日本晴)的幼胚愈伤组织,分别在含35mg/L、45mg/L和65mg/L潮霉素浓度的筛选培养基上筛选获得抗性愈伤。后经PCR检测,从415株T0代再生植株中选出92株(其中501R、中花9号和日本晴分别为4株、43株和45株)。对这些转基因后代植株进行Southern blotting分析表明：hpt、反义Wx 和 PTA基因已经整合进植物基因组中,绝大多数转基因植株后代的表型正常。成熟种子直链淀粉含量分析表明,部分转基因植株的T1代种子中的直链淀粉含量有部分程度的下降,最低的已下降至6.3%,与对照相比下降了9.8%。     

基因枪法转Bt/GNA基因超甜玉米植株的获得及抗虫性鉴定

以超甜玉米自交系S1幼胚诱导的愈伤组织为受体材料,利用基因枪法共转化Bt和GNA基因,获得了128株再生植株,移栽成活31株,其中26株可育.经PCR检测外源基因整合进玉米基因组中,含Bt基因11株,其中有5株能扩增出GNA基因.Southern杂交证明,目的基因已经整合在玉米基因组中.对9株转基因T1代植株叶片室内接虫抗性鉴定,结果显示,5株转基因植株叶片饲喂6 d后明显抑制玉米螟幼虫的发育,幼虫体重增加较少,幼虫死亡率高,表现较强的抗性.     

玉米光敏色素A1基因(ZmPHYA1)在棉花中的转化及分子鉴定

为评价玉米ZmPHYA1基因在棉花种质资源改良中的价值,本研究利用农杆菌介导法在陆地棉(Gossypium hirsutum)R15材料中进行了玉米ZmPHYA1基因的遗传转化。经过愈伤组织诱导、抗性愈伤筛选、体细胞分化诱导后获得棉花转基因再生植株。通过田间草铵膦除草剂筛选鉴定抗性植株,并利用PCR扩增其草铵膦抗性基因和目的基因ZmPHYA1进行分子鉴定,发现阳性植株对草铵膦除草剂具较好抗性,并可扩增到256 bp的草铵膦抗性基因和217 bp ZmPHYA1基因的特异条带。进一步通过免疫印迹检测表明,3个不同转基因株系中外源ZmPHYA1基因可正常表达约170 kD大小的蛋白,且在不同组织中该外源蛋白均可正常表达。此外,对转基因植株的不同农艺性状分析表明,转基因株系株高明显低于受体对照,而铃重和纤维长度等性状无明显差异。本研究成功获得具有草铵膦抗性和外源ZmPHYA1基因的棉花新种质材料,为进一步利用光敏色素基因创新种质资源提供了材料来源。     

Cry1Ab/1Ac基因在转基因玉米中的表达研究

本研究通过人工合成获得了密码子的优化Bt杀虫蛋白基因Cry1Ab/1Ac,并以草甘膦抗性基因epsps为标记基因,构建了高效表达载体pBAC174,并用基因枪法将表达载体pBAC174导入受体材料幼胚愈伤组织。对轰击后的愈伤组织进行筛选、分化和植株再生,获得40个草甘膦抗性的玉米再生植株。经PCR和Southern杂交检测表明,外源Cry1Ab/1Ac基因已经整合到玉米的基因组中。转基因植株叶片蛋白粗提物用BT-Cry1Ab/1Ac金标免疫检测试纸条检测,结果表明Bt基因在部分转基因植株后代获得了表达。本研究为进一步利用Cry1Ab/1Ac基因进行玉米抗虫育种奠定了基础。     

农杆菌介导海岛棉转化体系优化的研究

为建立高效规模化棉花转基因技术体系,解决棉花转化率受基因型限制、转化效率低以及转化苗畸形率高等问题。以棉花胚性愈伤组织作为受体,用农杆菌介导法将Bt基因导入海岛棉棉花品种‘新海16号’,在提高海岛棉遗传转化效率的同时,建立了相对高效地转基因再生植株成苗技术体系。结果表明：分3次依次继代于具头孢霉素浓度梯度的抗性愈伤增殖培养基,较3次均继代于含500 mg/L头孢霉素(Cef)的抗性愈伤增殖培养基MS₂,抗性愈伤增殖速度较快。且60天添加1次50 mg/L Kan时,转化苗成苗率达到最大值。降低NH₄⁺/NO₃^-水平对提高体胚发生率具有有效促进作用。选择继代90天后的愈伤组织,胚状体诱导率可达到最大值;继代180天以上的愈伤组织可以摒弃。经转化后所获的子叶畸形胚,具有较强再生能力,其产生的次生胚经再次培育出正常转基因植株这一途径可有效缩短转化周期。     

玉米自交系18-599(白)转化受体体系的建立和转barnase基因植株的获得

以抗病优质综合性状优良的玉米自交系18-599（白）为试材,优化其遗传转化受体体系,并进行了barnase基因的转化。结果表明,在基于N6和MS培养基的8个方案中,N6-4培养基是转化受体系统建立的最佳培养基;幼胚的最佳接种长度为1.6 mm;用于转化的幼胚愈伤组织继代次数最好控制在5次之内。利用18-599（白）优化受体体系进行了barnase基因的基因枪转化,用除草剂Basta作筛选剂,其致死浓度为8 mg L^-1,3轮筛选的Basta浓度依次为6、8和6 mg L^-1。对转化植株的分子检测和大田不育性状观察表明,获得了转barnase基因的雄性不育18-599（白）转化植株。     

Agrobacterium-mediated Cry1A(b) gene transfer in Punica granatum L. cv. Kandhari Kabuli using different In Vitro regeneration pathways

Three different regeneration systems, viz. regeneration through callus cultures using embryonic explant, direct regeneration using shoot bud/nodal segments as explant and regeneration through cell suspension culture using cotyledonary explant (for the induction of transgenic callus for suspension culture) were evaluated to see their effect on transfer of Cry1A(b) gene to Punica granatum L. cv. Kandhari Kabuli through Agrobacterium mediated transformation. Pre-conditioning and co-cultivation durations had a marked effect on transformation frequency of different explants. Out of different explants used (embryo, shoot bud, and cotyledon) for different regeneration systems cotyledonary explant showed highest putative transformation frequency (13.54%) inducing callus on selective medium for carrying out cell suspension culture to regenerate transgenic shoots. Despite of the highest transformation frequency obtained from the cotyledon explant, the plating efficiency of the transgenic cells generated through the transgenic callus (callus formed from the cotyledonary explant) during cell suspension culture was found to be very low (0.7%). Thus the plating efficiency has also played worth mentioning role in the regeneration of transformants following cell suspension culture. Among the three regeneration systems, regeneration through callus cultures using embryonic explant was found to be best for regeneration of transformants. The highest per cent regeneration of 23.33 was obtained from the putative transgenic embrogenic calli. Successful genetic transformation in the transformed plantlets was confirmed by PCR analysis. The transformation system thus developed is valuable and may be used to produce insect resistant trees.     

玉米成熟胚胚性愈伤组织的诱导、高频再生及转化的研究

以玉米自交系CML295、CML304和18-599R的成熟胚为外植体, 结合幼胚离体培养方法, 探讨并优化了成熟胚来源的胚性愈伤组织诱导及继代培养方法。对其愈伤组织的形态和组织切片的研究结果显示, 继代过程可产生良好的Ⅱ型胚性愈伤组织。在分化培养中分别获得68.6%、75.4%和84.8%的高频再生率, 每愈伤组织块成苗数分别为2.45、2.43和2.75。利用基因枪法转化pCAMBIA1301质粒后的GUS瞬时表达效率分别为57.9%、62.5%和73.1%, 转化pCAMBIA1303质粒后检测GFP的瞬时表达效率分别为23.3%、40%和45.5%。以上3种基因型成熟胚来源的愈伤组织转化率与其对应的幼胚来源的胚性愈伤组织转化率相似。这一技术体系为玉米的遗传改良和功能基因组研究提供了重要的技术平台。     

Regeneration and transformation of cassava

A prerequisite for the development of a successful transformation system is the availability of efficient regeneration systems. Up to 1995 the only available regeneration system in cassava was an organized type of somatic embryogenesis. Transformation of these organized somatic embryogenic cultures with particle bombardment or Agrobacterium tumefaciens resulted in chimeric transformed embryos. However, the transformed sector was lost after repeated cycles of secondary somatic embryogenesis. After 1995 a less organized system of somatic embryogenesis was developed, so called friable embryogenic callus (FEC) and a system of adventitious shoot regeneration. The FEC regeneration system was combined successfully with particle bombardment. Selection of transgenic plants was based on either luciferase activity, or resistance to the aminoglycoside paromomycin or the herbicide phosphinothricin. Furthermore, protoplasts of FEC are able to regenerate into plants and can be transformed by electroporation. The adventitious shoot regeneration system was combined successfully with Agrobacterium tumefaciens. For this mature somatic embryos were cocultivated with Agrobacterium and cultured for adventitious shoot development. After selection based on the aminoglycoside geneticin or on hygromycin transgenic plants were formed. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

TDZ对橡胶树花药愈伤组织诱导和体细胞胚发生的影响

为了提高橡胶树优良品种的愈伤组织诱导和体细胞胚发生的频率,促进其花药植株再生体系的优化,以橡胶树品种‘云研73-477’、‘热垦525’和‘云研77-2’的花药为外植体,研究不同浓度的TDZ对愈伤组织诱导和细胞胚胎发生能力的影响。结果表明,在愈伤组织诱导实验中,MS+TDZ 0.2 mg/L+ 6-BA 1 mg/L+2,4-D 1.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L+椰子水50 mL/L+蔗糖70 g/L效果最好,诱导率均达到最大,分别为98%、98.67%、28.6%,当TDZ浓度逐步升高时,其诱导率又有所下降。在体细胞胚诱导实验中,愈伤组织诱导阶段加入TDZ对体细胞胚的发生有抑制作用;将愈伤组织转移到不含TDZ的培养基中继代增殖后,体细胞胚的诱导率随继代次数的增加呈上升趋势;愈伤诱导阶段使用的TDZ浓度越低越利于体细胞胚的分化;在体胚诱导阶段以TDZ代替KT后,体细胞胚诱导率较低,且分化出的体胚为畸形胚。这表明TDZ虽然有利于愈伤组织的产生和生长,但不利于体细胞胚的发生。     

转双价抗虫基因BmkIT-Chitinase玉米株系的获得

通过超声波辅助花粉介导法,将双价抗虫基因BmkIT-Chitinase分别导入以玉米自交系昌7-2及郑58的花粉为受体的不同基因型的自交系中。本研究共处理玉米雌穗1072穗,获得T0代种子1563粒,经卡那霉素初筛,T1代～T4代PCR及SouthernBlot杂交分子跟踪检测共获得20个转化株系,田间抗虫性鉴定表明共有16个转化株系与对照在抗虫性方面有显著差异,且此抗性随着各代稳定遗传。农艺性状调查结果表明,所获得的转基因玉米株系中大部分材料的农艺性状与对照无显著差异,除了N55材料及N20-1材料。N55材料的穗位高度与对照相比略低6±0.5cm,而穗粒数增加75±5粒。而N20-1材料百粒重增加5±0.5g。因此,转入此双价抗虫基因对玉米农艺性状影响不是很大。经过分子检测、田间抗虫性鉴定及农艺性状调查我们最终选育了9个转双价抗虫基因昌7-2自交系优良株系,6个郑58转双价抗虫基因自交系优良株系。     

转Bt毒蛋白基因玉米的研究进展

此文首先回顾了国内外抗虫转基因玉米研究发展历程,归纳总结了转Bt毒蛋白基因玉米的常用转化方法和转基因玉米转化体的鉴定方法,对转Bt毒蛋白基因玉米后续实验的抗虫性分析鉴定及遗传稳定性评价与利用也进行了介绍。进而探讨了Bt毒蛋白基因在玉米遗传转化上善待解决的问题以及未来的发展方向。认为应加大力度对瓶颈技术进行深入研究,以期转Bt毒蛋白基因玉米能够获得更好的发展。