分式析因设计法对低能离子束介导参数的初步研究(英文)

[目的]利用分式析因法探索低能离子束介导各参数的生物学效应。[方法]以同源四倍体双胚苗水稻DER10-04-01为受体材料,以披碱草为DNA供体材料完成离子束介导试验,利用分式析因设计法对低能N+离子束介导外源基因转化水稻的参数进行初步研究。[结果]低能N+离子注入时所采用的能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时间等4个因素对DER10-04-01的正常生长发育产生明显的生物学效应,其中注入剂量与DNA浓度对其产生的生物学效应更明显。[结论]能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时间是离子束介导转化外源遗传物质中对试验效果具有重要影响的主要因素。     

分式析因设计法对低能离子束介导参数的初步研究

[目的]利用分式析因法探索低能离子束介导各参数的生物学效应。[方法]以同源四倍体双胚苗水稻DERl0-04-01为受体材料,以披碱草为DNA供体材料完成离子束介导试验,利用分式析因设计法对低能N^＋离子柬介导外源基因转化水稻的参数进行初步研究。[结果]低能N^＋离子注入时所采用的能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时同等4个因素对DERl0-04-01的正常生长发育产生明显的生物学效应,其中注入剂量与DNA浓度对其产生的生物学效应更明显。[结论]能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时间是离子柬介导转化外源遗传物质中对试验效果具有重要影响的主要因素。     

离子束介导玉米DNA后受体小麦当代群体的生物学效应

以6份玉米品种的全基因组DNA为供体,以4份普通小麦品种为受体,借助于低能离子束介导技术完成异源遗传物质的转移,对其介导试验的当代群体的特异性进行了观察鉴定。结果表明,经过离子束注入处理后试验材料的成苗率明显地降低,这是低能离子所导致的生物学效应之一。在所有的试验材料的生育前期和中期,在每一个处理的群体内主要农艺性状上没有表现出明显的差异,而在生育后期,被处理材料的大部分农艺性状与对照没有显著差异,仅仅在4个性状,即植株的生长势、穗型、主茎分蘖状态和单穗变异上,被处理材料表现出一定的变异特征。尽管离子束注入处理和直接浸泡外源DNA的处理也会导致其当代群体内出现突变株,但其群体内的突变株数量比较少,突变率比较低。经过离子束介导处理所导致的生物学效应最明显,其群体内的突变株数量比较多,突变率比较高。     

离子束介导遗传转化小麦突变体的遗传分析

以离子束介导后代的9个小麦突变体和4个受体作供试材料,对其进行了RAPD和SSR分子标记,在此基础上获得了矮秆突变株系1042的2个特异片断,并进行了测序和同源序列分析。13个材料间分子标记遗传差异比较结果表明,离子束介导遗传转化后的突变明显小于小麦品种间的遗传差异。矮秆突变株系1042的SSR标记特异片断序列BLAST分析结果表明,从1042中扩增到的特异片断与小麦高秆基因Rht-D1 a中的部分序列高度一致,1042的株高明显降低可能是由于该株系遗传突变,产生了2个矮秆基因所致;该特异片断与小麦BAC克隆中LTR-retrotransposon Angela-3s转座子的部分片断同源性最高,说明离子束介导遗传转化诱发变异可能与小麦基因组中反转录转座子的激活有关。     

离子注入法转大豆DNA小麦成熟期CAT分析

经离子注入将大豆DNA导入小麦品种豫麦 69号 ,并测定了其成熟期CAT的变化。结果表明 :在成熟期 ,CAT活性变化较小。在带型变化上 ,离子束介导转大豆全长DNA的处理未出现带型变化 ,离子束介导转大豆DNA片段的处理带型上变化较大。说明离子束介导转大豆DNA片段对CAT的影响大于离子束介导转大豆全长DNA的处理。     

小麦N离子束注入诱变育种的应用研究

为了探寻新的育种手段,解决目前小麦常规育种中普遍存在的种质资源匮乏问题以提升育种效率,开展了小麦N离子束注入诱变育种与常规育种相结合的应用研究。以N离子不同剂量注入小麦品种连麦6号籽粒进行诱变处理,经过M_1代损伤效应分析,M_2代突变体的分类统计和筛选,M_3代常规系谱法稳定性鉴定,考察了N离子注入对连麦6号农艺性状的诱变效应。结果表明:N离子注入对连麦6号的诱变效应在M_1代显著地表现在株高、结实率、抽穗期和成株率上,M_2代的突变率随N离子注入剂量的增加而提高,由低到高3种剂量处理的突变率分别为5.38%、8.98%和11.02%,筛选出的3个超亲变异性状(矮秆多蘖、早熟性、大穗)在M_3代因不同的剂量处理其重复稳定性存在明显差异;试验明确了不同剂量的离子注入处理对小麦生理性状影响的变异效应不同。     

离子束介导的小麦变异材料农艺性状及生理生化指标分析

[目的]探讨离子束诱变和转基因技术在农作物诱变育种中的应用效果。[方法]利用离子束介导外源基因组DNA转化选育出一些特殊的小麦变异材料,研究在常温水培、4℃冷胁迫、聚乙二醇(PEG)逆境条件下变异材料2叶期过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)含量,以及成熟期株高、千粒重、叶绿素含量、蛋白质含量等指标的变化情况。[结果]经过离子束介导转化处理后的小麦变异系材料在各种逆境条件下生理生化指标都有变化,并且一些材料相比对照表现出良好的优越性;小麦变异系材料各农艺性状相比对照均有明显差异。[结论]离子束介导转基因技术能创造丰富的小麦变异类型。     

低能离子束介导获得小麦远缘杂种后代的研究

用低能离子束介导,将大豆全DNA分别导入中育5号、淮阴9628、温优1号、济麦1号4个小麦品种,获得高蛋白(>18.5%)单株5个,最高株蛋白质含量为21.44%;低蛋白(<11.5%)单株3个,最低株蛋白质含量为10.96%。研究结果还表明,不同小麦受体基因型的转化效率明显不同,介导时间对转化效率也有一定影响。     

氮离子注入小扁豆的诱变效应

分析不同剂量氮离子注入(N+)对小扁豆出苗率及后代遗传变异的影响,初步探索氮离子注入小扁豆的诱变效应,以期获得小扁豆优良变异株。结果表明,2.0×1016,4.0×1016N+/cm2这2个剂量对小扁豆的出苗率有一定的提升作用,但与对照相比差异不显著,且这2个剂量间差异不显著;6.0×1016,8.0×1016,1.0×1017N+/cm2这3个氮离子注入剂量与小扁豆出苗率呈显著负相关,且3个剂量处理之间及其与对照之间差异显著;N+注入可诱发小扁豆生育期、株高、粒形、粒色等农艺性状发生突变,并且随着N+剂量的加大,变异株率呈现上升的趋势;诱变当代(M1)产生的表型变异在后代是部分遗传的。     

γ线照射和离子束注入小麦生物学效应的研究

对＾６０Ｃｏ－γ射线和离子束注入小麦的生物学效应进行了观察。结果表明,在离子束注入的Ｍ１代,穗部性状未发生明显变异,但株高,成株率随着离子注入剂量的增大而降低,高剂量的抑制作用非常明显,但低剂量对小麦生长有一定的促进作用。２５０ＧＹ的＾６０Ｃｏ－γ射线处理效果与中等剂量的离子束注入效果相似。     

N+离子注入对不同小麦品种同工酶的影响

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,研究了培养4 d的小麦种子(周16、豫麦49号)离子注入前后,根和幼叶中POD同工酶的变化。结果表明:离子注入可引起不同的小麦品种、同一品种的不同器官POD同工酶的酶带与酶活性的不同变化。对周16来讲,离子注入对根的影响比较显著;对于豫麦49号而言,离子注入对根和幼叶都有影响,但对幼叶的影响稍大一些。     

农杆菌介导小麦遗传转化的影响因素

[目的]对农杆菌菌株、小麦品种、培养基状态及报告基因选择等进行优化筛选,为进一步完善农杆菌介导小麦遗传转化方法提供参考。[方法]用携带质粒pCAMBIA1304的农杆菌菌株LBA4404、EHA105,对温麦19、郑离03和郑离06小麦的幼胚愈伤组织进行遗传转化,从农杆菌菌株、小麦品种、共培养基状态及报告基因选择等方面进行探讨。[结果]农杆菌菌株EHA105转化效率较高,最高达到22.58%;姊妹系郑离03与郑离06的转化率差别极大,郑离06转化率最高而郑离03最低;农杆菌与愈伤组织共培养时,使用MS半固体培养基的转化率高于MS固体培养基;GFP和GUS都可以用作判断转化率的报告基因,GFP优势更明显。[结论]高毒性农杆菌菌株EHA105转化效率明显高于菌株LBA4404;小麦基因型是影响转化效率的重要因素之一;农杆菌与愈伤组织共培养时使用半固体培养基可提高转化率;通过GFP瞬时表达,可有效进行小麦转化效率的研究。     

离子束生物技术在小麦育种上的应用

阐述了离子束生物技术在小麦育种领域应用情况 ,概括介绍了离子束诱变育种和离子束介导转基因技术的原理及方法 ,对离子束小麦育种过程中涉及的主要技术参数作了详细描述。还介绍了最近发现的离子束诱变小麦遗传新规律和离子束辅助外源裸露大分子DNA转移在小麦育种中的新进展 ,提出了离子束生物技术在育种领域急待解决的问题和应用前景     

重离子辐照对小麦籽粒蛋白及加工品质的影响

【目的】探明重离子辐照对小麦籽粒蛋白及加工品质的影响,为小麦优质育种提供新思路和理论依据。【方法】以适宜江苏淮北地区种植的中强筋小麦品种连麦12和中筋小麦品种淮麦20为供试材料,设0(CK)、30、60和90 Gy 4个不同辐照剂量水平,分析不同处理下小麦籽粒蛋白质含量、磨粉品质、面团粉质特性和拉伸特性的变化规律。【结果】重离子辐照对小麦籽粒加工品质产生一定的负效应,随着辐照剂量的增加,连麦12和淮麦20籽粒总蛋白及各蛋白组分含量均明显降低,以总蛋白和谷蛋白含量下降较明显,同时湿面筋含量、容重、沉降值、硬度、粉质参数和拉伸参数也不断降低,在90 Gy辐照剂量下,小麦加工品质指标均降至最低值,连麦12和淮麦20籽粒总蛋白含量、湿面筋含量、稳定时间和拉伸面积分别为13.49%、31.1%、6.8 min、61 cm²和13.19%、28.1%、3.9 min、25 cm²。重离子辐照对小麦品质的影响在2个品种间存在一定差异,30 Gy辐照剂量下,连麦12籽粒总蛋白含量降幅为2.14%,高于淮麦20(1.43%),而磨粉品质降幅小于淮麦20;当辐照...     

小麦规模化转基因技术体系构建及其应用

在主要农作物中,小麦属于遗传转化比较困难的作物,转化效率较低,重复性较差,转化规模较小,优良转基因材料较少,基因工程育种进程明显落后于大豆、玉米、棉花、水稻等作物。目前,应用于小麦中的转基因技术主要包括基因枪介导法和农杆菌介导法,有些实验室也采用花粉管通道、离子束注入、激光微束穿刺、PEG、花粉介导和农杆菌浸花等方法。在外植体利用方面,多数研究主要利用小麦幼胚及其愈伤组织作为起始转化材料,以成熟胚、幼穗、花药愈伤组织为材料转化成功的报道还比较少,需要进一步探索。在转化效率方面,基因枪报道为0.1%-16.7%,农杆菌报道为0.7%-44.8%,变化幅度较大。在目标基因转化方面,除了nptⅡ、bar、hpt、GUS、GOX、pmi、ALS等筛选基因和报告基因外,转化的功能基因主要涉及小麦品质、抗病性、耐旱性、抗蚜虫和抗除草剂等性状改良。农杆菌介导和基因枪介导转化小麦幼胚的转化效率除与受体基因型有关外,还与受体材料的生理状态有关,供体植株生长期间的温度条件、光照条件、营养条件和水分条件对转化效率有至关重要的影响,开花到幼胚取样期间适宜的昼夜温度有利于转化后胚性愈伤组织诱导和候选转基因植株的获得。从整体水平看,中国小麦转基因技术研究虽然取得了较大进展,如建立了小麦成熟胚高频率再生体系并应用于小麦转化,改进了小麦幼胚再生体系和转化体系,将一批抗病、耐旱和品质改良相关基因转入小麦,初步建立了小麦规模化转基因技术体系,但与国际先进水平相比,尤其与一些跨国生物技术公司相比,在转化规模和转化效率方面仍然存在较大差距。认为转化效率较低、基因型依赖性强、人工气候条件不够先进、转化队伍不稳定是限制中国小麦规模化转基因技术发展的瓶颈;建立主栽品种转化体系、提高转化效率、开展多基因转化、开发安全型转化技术、避免载体骨架序列插入、减少基因沉默、实现定点整合等是小麦转基因技术研究的发展趋势;通过对组织培养技术、植株再生和转化相关基因的研究,以及优良受体基因型筛选、培养基改良和各个转化影响因素的优化、集成等,克服农杆菌转化小麦的瓶颈,提高小麦转化效率,扩大转化规模。文章重点综述了基因枪和农杆菌转化技术在小麦中的应用和发展,回顾了近5年中国小麦规模化转基因技术研究进展,对于促进转基因小麦新品种培育和小麦功能基因组学研究具有一定参考价值。     

2003年安徽省小麦赤霉病的发生特点·防治对策与建议

20 0 3年安徽省小麦扬花灌浆期间频频降雨 ,4月份降水量淮北中北部地区偏多 8成～ 1.5倍 ,其他地区偏多 1～ 6成 ;月雨日沿淮淮北地区 10～ 16d ,淮河以南地区 17～ 2 1d ,显著偏多 ;全省大部分地区土壤墒情处于过湿状态 ,渍涝面积大。而赤霉病子囊孢子成熟度和释放高峰期又与小麦扬花期正好吻合 ,加上冬春季的低温冻害又降低了一些品种的抵抗力 ,导致小麦赤霉病发病时间早 ,持续时间长 ,发病范围广 ,危害程度大 ,造成损失重。小麦赤霉病打破了南北界限 ,沿江、江淮地区病情严重 ,淮北部分地区病穗率高达 5 0 %以上 ,严重度大多达到 3～ 4级 ,为历史所罕见 ,一般减产 3 0 %以上 ,严重的超过 5 0 % ,沿淮、淮南麦区部分田块损失更大。小麦赤霉病对人、畜健康和生命安全危害大 ,应引起高度重视。在防治对策上积极采取以农业防治为基础 ,结合选用抗病品种 ,关键时期进行药剂保护的综合防治策略 ;培育与利用抗病品种是控制小麦赤霉病 ,保证小麦高产、稳产、优质经济有效和安全的根本办法。建议 :尽快建立和完善专用小麦等农产品品质及安全检测体系 ,同国际接轨 ,制定赤霉病DON毒素的检测标准 ;进一步加强小麦赤霉病等病虫害的流行预测预报和防治工作 ,在品种布局上考虑高产优质的同时 ,一定要增强品种的抗性     

小麦幼胚愈伤组织的遗传转化

将从水稻中提取的抗性调节转录因子OsDREB2.2基因,通过农杆菌介导进入小麦组织细胞内的方法,培育筛选稳定遗传的植株,使小麦中的一系列抗性基因得以表达,从而培育出抗逆性强的小麦新品种。采用河北农业大学自主培育的小麦新品种河农825、河农827、河农831等为试验材料,以各自幼胚为外植体,诱导的愈伤侵染农杆菌后,获得的抗性愈伤组织数平均为170.44、分化愈伤数平均为24.56、抗性芽与转化幼胚总数的比例平均为0.96%。表明本研究中采用的愈伤组织诱导、农杆菌侵染和植株再生条件是适宜的。     

不同培养基及激素配比对小麦成熟胚离体培养的影响

[目的]建立适于优良小麦品种遗传转化的高效组织培养再生体系。[方法]以小麦品种豫麦18和豫麦70成熟胚为外植体,探讨了2种培养基和4种激素配比对小麦成熟胚离体培养的影响。[结果]L3培养基的平均愈伤组织诱导率和分化率都明显高于MS培养基,供试2个品种平均出愈率达91.0%以上,平均分化率达46.4%。不同激素及其配比均可诱导小麦成熟胚愈伤组织分化,但不同处理分化率差别很大(10.5%~50.0%);以L3为分化培养基,同时添加2,4-D 0.1mg/L,6-BA 1.5 mg/L的激素配比更有利于愈伤组织的分化,平均分化率达到50.0%。[结论]MS、L3两种基本培养基对小麦成熟胚愈伤组织诱导率均比较高,且差别不大。不同激素配比对小麦成熟胚愈伤组织分化率影响很大。