我国大豆耐旱性研究进展

干旱胁迫是影响我国大豆生长发育的重要非生物胁迫之一,造成大豆严重减产,尤其是在干旱、半干旱地区。为促进大豆耐旱性研究,发展旱地大豆生产,从大豆耐旱性形态、生态特征、生理生化基础及鉴定等方面总结近年来我国大豆耐旱性研究进展,并提出展望。     

大豆品种耐旱性的评价

产量变化是大豆品种耐旱性的综合体现,本研究提出用综合产量干旱指数（ＣＩ）法可将大豆耐旱性分为三类：ＣＩ≥０．６００,为耐旱性强的品种;０．４００≤ＣＩ＜０．６００,为耐旱力中等品种;ＣＩ＜０．４００,则为不耐旱品种。耐旱性强的品种,叶片叶绿素含量高,叶片较厚,叶片的水分临界饱和亏缺显地高于不耐旱品种的临界饱和亏缺,耐旱性强的品种,干旱年份和正常年份下的料／叶比没有显差异,而耐旱性弱的品种,受旱后粒／叶比显下降。耐旱性强的品种茎中导管的密度和口径都较大,木纤维细胞直径也较大。     

转TaPIMP1基因小麦耐旱性的分析（英文）

[目的]评价小麦TaPIMP1基因在小麦耐旱种质培育方面的应用潜力。[方法]将由ubiquitin启动子驱动的TaPIMP1转基因纯合株系B64和B208及受体对照扬麦158在模拟的干旱胁迫条件下进行培养,测定种子萌发、幼苗生长以及部分耐旱相关生化指标的变化。[结果]在20%PEG6000模拟干旱胁迫条件下,转基因株系及其对照的TaPIMP1表达量在24 h内变化剧烈;转基因株系的种子发芽率、胚芽鞘和胚根长度显著高于受体对照。在10%~20%PEG6000模拟干旱胁迫条件下,转基因株系的叶片相对含水量和可溶性糖含量明显高于受体对照。在15%~20%PEG6000模拟干旱胁迫条件下,转基因株系的叶片丙二醛(MDA)含量明显低于受体对照。[结论]该研究表明转基因株系的耐旱能力较受体对照扬麦158有显著提高,TaPIMP1基因可应用于转基因小麦耐旱种质的培育。     

转BADH基因大豆研究及序列分析

对来自吉林农业大学生物技术中心的转基因大豆(BADH)的T5代进行PCR检测和Southern Blot检测,将大豆的T5代植株用含有氯化钠的营养液浇灌,观察植株形态并用荧光定量PCR检测盐胁迫条件下植株BADH基因的表达量。结果表明,转基因植株后代在同样干旱胁迫条件下,基因表达水平有显著提高.并运用多重序列比对的方法,对已在Gen Bank和PDB数据库注册的玉米、向日葵、甜菜等植物甜菜脱氢酶(BADH)的氨基酸序列进行比对预测。     

转hrpZpsta抗病基因大豆的研究

【目的】将具有广谱抗病性的hrpZpsta基因导入大豆,为培育抗灰斑病的转基因大豆新品系奠定基础。【方法】采用农杆菌介导法,以大豆子叶节为受体,将具有广谱抗性的hrpZpsta基因转入大豆品种"吉林30"中,以耐盐基因badh作为筛选标记性基因,经过抗性筛选,对转基因植株进行PCR检测、Southern杂交和RT-PCR检测分析。【结果】确定的NaCl筛选浓度为200mmol/L。对T1、T2和T3代转基因植株进行PCR检测,得到T1代阳性植株30株,T2代45株,T3代284株,说明外源hrpZpsta基因在转基因后代中能够遗传。Southern杂交结果表明,外源目的基因hrpZpsta已经整合进大豆基因组中,且整合位点不尽相同。RT-PCR结果表明,hrpZpsta基因在受体大豆中获得表达。【结论】获得了hrpZpsta基因遗传表达的T3代转基因大豆株系。     

转TaDREB3基因大豆的农艺性状研究

将抗逆基因TaDREB3转入东农50,得到稳定遗传株系,并将T4代株系种子播于盐碱地上。将其生育期、株高、主茎节数、分枝数、单株荚数、单株粒数、百粒重等性状和对照东农50进行比较,研究在较高盐碱条件下该基因对大豆农艺性状方面的影响。结果表明,在较高盐碱条件下,转基因株系和对照植株相比,生育期并没有改变,而主茎节数、单株荚数和分枝数等农艺性状呈显著或极显著提高,这表明转TaDREB3基因大豆对盐碱胁迫具有一定的抗性。     

百合转P5CS-F129A基因的遗传稳定性和耐旱性检测

目的百合是世界上主要的商品花卉之一,具有很高的观赏价值和经济价值,然而目前的主栽东方百合品种耐旱和耐盐碱性较差,对其进行改良是提高百合价值的关键因素。方法对已获得的含抗逆相关基因P5CS-F129A的东方百合‘索邦’单拷贝转化株系L89和双拷贝株系L31进行了4年的组培继代培养和1年的温室栽培,检测了目的基因的稳定性和干旱胁迫处理下的表型和生理指标的变化。经Southern印迹杂交和cDNA检测显示目的基因能够稳定遗传。结果干旱胁迫处理结果表明:两个转基因株系叶片脯氨酸含量均高于普通‘索邦’,其中株系L31的脯氨酸水平最高;虽然干旱胁迫下两个转基因株系和普通‘索邦’叶片相对电导率均有所升高,但转基因株系叶片的相对电导率低于普通‘索邦’,重新灌水后,转基因株系恢复正常水平,普通‘索邦’未恢复;在表型性状等方面,经过胁迫并复水的株系L89和L31总体长势良好,两株系之间长势无显著差异,而普通‘索邦’叶片黄化严重,生长受阻。结论转P5CS-F129A基因植株具有更强的耐旱性和遗传稳定性,对抗逆性百合新品种的培育具有重要意义。      

广西春大豆品种耐旱性鉴定研究

选用13个不同生态类型的大豆品种,利用隶属函数与大豆抗旱性有关的10个特征性状进行综合性评价。结果表明:桂春8号、桂春11号、桂春10号和桂春1号可作为春旱及灌溉条件差的地区进行大力推广品种和作为重要的抗旱性品种资源进行利用,选择抗旱主要的特征性状,利用隶属函数方法进行大豆品种(系)抗旱性鉴定是可行的。     

转TaDREB3a基因大豆材料抗旱性鉴定

研究通过分子生物学方法证明TaDREB3a基因已整合至大豆基因组中,对T1～T3连续3代大豆植株作筛选鉴定并分析遗传稳定性,初步评价室内和田间抗旱表现。通过除草剂筛选获得T1代135株抗性植株,经PCR检测其中96株扩增出基因目的条带,获得15个阳性TaDREB3a过表达大豆T1代株系;T2代转基因大豆株系经PEG模拟干旱处理和PCR鉴定获得阳性TaDREB3a过表达大豆T2代株系共10个;T3代转基因大豆株系经PCR鉴定、半定量PCR鉴定、Bar基因试纸条检测、Southern blot分析、Western blot分析,获得6个转基因阳性株系,证实TaDREB3a基因已整合于大豆基因组,可转录完整目的mRNA,其中4个株系检测到目的蛋白表达。盆栽干旱试验显示,TaDREB3a过表达可改善转基因大豆干旱条件下生长状况,转基因植株株高和荚数明显优于对照组植株;大田干旱试验结果显示,TaDREB3a过表达株系提高大豆抗旱性、改善干旱条件下地上形态,减少产量损失。     

转TaDREB3a基因大豆抗旱筛选鉴定

研究利用转TaDREB3a基因株系T4代大豆植株与野生型植株开展PEG模拟干旱处理和PCR鉴定,获得5个阳性TaDREB3a过表达株系。于苗期和花期分别干旱处理,根据表型及相对含水量、相对电导率、叶绿素含量等生理指标,利用抗旱隶属函数值对5个转基因株系划分抗旱级别,同时分析株高、根长、荚数、粒数等农艺性状差异显著性。结果表明,大豆株系花期极其敏感,不适合在花期鉴定抗旱性,苗期适合抗旱材料鉴定;通过各生理指标与抗旱级别划分以及相关农艺性状显著性分析,最终确定株系HL16-16-6、HL16-17-1为高抗品系,为抗旱材料鉴定及抗旱品种培育奠定理论基础。     

转紫色酸性磷酸酶基因GmPAP14大豆研究

为获得磷高效利用转基因大豆新材料,构建紫色酸性磷酸酶基因GmPAP14超表达载体pBI121-GmPAP14与pCAMBIA3301-GmPAP14,通过农杆菌介导子叶节转化技术将2个载体分别转入高产优质大豆品种,并分析了GmPAP14在转基因植株内的表达情况。结果显示,利用PCR和DNA测序分析可检测到转化植株中的目的条带,其中,转入p BI121-GmPAP14载体的保豆3号阳性植株有6株;转入pCAMBIA3301-GmPAP14载体的中豆32有9株,冀豆12有11株,农大豆2号20株。进一步将上述T0植株自交,目前已获得T_1转基因后代;经实时定量PCR检测,部分株系的GmPAP14表达量显著高于野生型对照,说明GmPAP14已整合到大豆基因组,并能够在转录水平正常表达。     

转大豆铁结合蛋白基因水稻的初步研究

采用冻融法将含有大豆铁结合基因的质粒pGTV-35S-fer转入农杆菌菌株LBA4404中,以宁夏4个水稻主栽品种为受体材料,通过农杆菌介导法转化水稻愈伤组织,经2轮次除草剂筛选获得了再生植株。经过对转化植株的PCR扩增检测,证明外源大豆铁结合基因已经转入宁夏水稻植株中。大豆铁结合蛋白基因在水稻种子中特异表达,转基因植株种子中的铁含量是未转化植株的1.7~2.2倍。     

野生和地方大豆品种耐旱性初步评价

供试材料为293份大豆材料,52个地方品种,228份野生和半野生资源,13个审定品种作为对照,采用了相对株高法,株高隶属函数法,调查了不同时期的萎蔫系数,利用综合目测法对材料耐旱级别总体排序,筛选出部分耐旱资源。并得出野生大豆材料的平均耐旱性高于地方品种和审定品种,为耐旱育种中亲本的选配提供依据,并拓宽大豆种质资源。     

转CP4-EPSPS基因大豆对大鼠的致突变研究

以SD大鼠为试验动物模型,分别饲喂含转CP4-EPSPS基因大豆和常规大豆饲料,以转基因大豆饲料饲喂大鼠为试验组,常规大豆饲料饲喂大鼠为对照组,择期进行精子畸变试验、显性致死试验和致畸试验。结果表明:试验组和对照组相比精子畸变率无显著差异(P0.05),二者与阳性对照组差异显著(P0.05);显性致死试验中试验组与对照组胚胎死亡率无显著差异(P0.05);致畸试验中2组活胎同性别间的体质量、体长、尾长、前肢长度均无显著差异,经活胎外表检查、骨骼检查、内脏检查无畸形。结果说明,喂食转CP4-EPSPS基因大豆饲料对大鼠精子畸变、胚胎致死、胎仔畸形无不良影响,不存在生殖毒性。     

转Bt基因大豆植株中Bt毒蛋白的表达

采用ELISA定量测定法研究了转Bt基因大豆不同生长时期不同器官中Bt毒蛋白含量的变化,结果表明：转Bt基因大豆不同器官在不同生育期Bt毒蛋白含量表现出较大的差异：大豆顶叶中Bt毒蛋白的表达随着大豆植株的生长不断加强,苗期顶叶中Bt毒蛋白的表达比较旺盛,在分枝期略有下降,且在分枝期保持在一个相对稳定的状态,在开花期时顶叶中的Bt毒蛋白含量又明显增加,直到成熟期;在相同生育期内,转基因大豆营养器官中Bt毒蛋白的含量高于生殖器官.根中的Bt毒蛋白含量最高,茎其次,叶中的Bt毒蛋白含量最低.花和幼荚器官中的Bt毒蛋白含量虽然相对低于其他器官中的Bt毒蛋白含量,但仍处于较高的水平.新生幼荚中的Bt毒蛋白含量在同时期的其它器官中含量最低,但是其Bt毒蛋白的含量在30d后开始迅速增加.     

离子束注入转大豆基因提高小麦蛋白质含量的研究

应用离子束注入技术 ,将豆类基因转入不同小麦种子中 ,M1获得容重 >790 g/L、蛋白质 >17%、湿面筋>37%的变异单株 32 6份 ,其中蛋白质含量 >2 0 %的 4份 ,最高为 2 1.6 % ,湿面筋最高为 5 0 .9% ,吸水率最高为 90 % ;不同受体材料最高单株蛋白质含量分别比对照提高 2 .7～ 4 .96个百分点 ,湿面筋含量提高 12 .84～15 .84个百分点 ;吸水率提高 5 .2 7～ 10 .91个百分点 ;不同受体与供体蛋白质含量对小麦品质均有影响。     

转OsDREB3基因大豆外源基因拷贝数的确定及标准分子的构建

为建立抗逆转OsDREB3基因大豆快速稳定的品系特异性检测方法,本试验通过实时Real-time PCR方法,以大豆凝集素基因(lectin)作为内源参照基因,确定了外源基因OsDREB3在转OsDREB3基因大豆基因组中的拷贝数为单拷贝,为建立快速、有效的品系特异性检测方法奠定基础.同时,在原有构建的含4种转基因大豆品系特异性序列的标准分子载体上又增加了转OsDREB3基因大豆品系特异性序列,新构建了含有5种转基因大豆品系特异性序列的标准分子及大豆内参照基因(lectin),已完全满足对现有国内覆盖面最大的5种转基因大豆同时、快速筛查检测工作的需要.