不同表达载体对玉米抗蚜虫基因转化效率的影响

以玉米自交系87-1和郑22,杂交种87-1×郑22、郑22×87-1、郑58×HiⅡA和昌7-2×HiⅡA的幼胚为外植体,对幼胚的出愈率、愈伤组织的形态差异以及愈伤组织的繁殖继代能力3个方面进行了比较分析.结果表明,昌7-2×HiⅡA产生的愈伤组织是较好的转化受体材料.以农杆菌LBA4404为媒介,将携带有抗蚜虫基因EβF的表达载体pNCX和pBJ40分别转入受体愈伤组织,根据筛选过程中愈伤组织的状态、筛选后所得抗性愈伤组织的块数和最终的抗性苗数,认为以pNCX为载体的基因转化效果明显好于pBJ40载体.     

玉米幼胚胚性愈伤组织诱导和继代研究

以玉米自交系87-1、郑22、齐319、昌7-2和杂交种齐319×HiⅡA、齐319×87-1、郑22×87-1、昌7-2×HiⅡA等的幼胚为外植体诱导愈伤组织,研究了玉米不同基因型对愈伤组织诱导和继代的影响。结果表明,不同基因型的胚性愈伤诱导率、继代能力有着显著差异。郑22×87-1胚性愈伤诱导率为83.86%,而昌7-2×HiⅡA胚性愈伤诱导率为41.15%,相差很多。但在继代能力上由于昌7-2×HiⅡA高度松散,具有明显的颗粒状,其继代扩繁能力明显高于郑22×87-1,这说明胚性愈伤诱导率和继代繁殖能力之间没有必然的联系,昌7-2×HiⅡA繁殖能力强,是最好的组培材料。自交系中只有87-1诱导出较好的Ⅱ型愈伤组织,但诱导率比较低。刚诱导出的愈伤组织比较坚硬,经过3～4次继代后,愈伤组织生长旺盛,色泽鲜亮,增殖快,是进行基因转化的最好时期。     

农杆菌介导法将Bt杀虫蛋白基因导入玉米自交系的研究

利用β-葡萄糖苷酸酶(gus)基因的瞬时表达和稳定表达对农杆菌转化玉米愈伤组织的条件进行优化,通过用带有Bt抗虫基因和bar抗除草剂基因的根癌农杆菌LBA4404(ACT)转化玉米自交系7922、H99和P2的胚性愈伤组织,获得了抗性愈伤组织,并分化出植株,PCR检测初步证明Bt杀虫蛋白基因已整合到玉米再生植株中。     

玉米转基因受体材料的筛选研究

玉米胚性愈伤组织的诱导率直接影响玉米遗传转化效率。本研究利用N6培养基诱导玉米幼胚产生胚性愈伤组织,以筛选玉米转基因受体材料。从215个玉米基因型中筛选出28个胚性愈伤组织诱导率较高的材料,其中,6个基因型的诱导率高于对照A188和Hi-II。基因型"吉V130"胚性愈伤组织诱导率最高,作为受体材料进行转基因研究中,获得了较高的转化效率。该基因型在今后玉米基因功能研究和基因工程育种中可作为重要的受体材料。     

农杆菌介导玉米遗传转化影响因子的研究

利用农杆菌介导玉米愈伤组织遗传转化,研究了不同影响因子对玉米遗传转化效率的影响。结果表明,相比自交系H99,玉米杂交组合H99×A188更适宜作为玉米遗传转化的受体材料;继代6d后的胚性愈伤组织最适宜农杆菌转化;农杆菌菌株EHA105的侵染效果好于EHA101;抗性愈伤组织筛选培养基中除草剂筛选的临界质量浓度为4.0mg/L;头孢霉素质量浓度在500mg/L时适合进行除菌处理,且对植株再生影响较小。     

玉米幼胚再生体系主要影响因素的优化

以玉米幼胚为受体材料,研究了基因型、2,4-D质量浓度以及蔗糖质量浓度对胚性愈伤组织诱导率的影响,以及幼胚大小对愈伤组织诱导率的影响。结果表明,基因型是影响胚性愈伤组织诱导率的一个最重要因素,H99×A188的诱导率最高,达到45.28%;幼胚长度1.5~2.0 mm的愈伤组织诱导率最高,达到98%;N6诱导培养基中添加2,4-D的质量浓度为2.0 mg/L时胚性愈伤组织的色泽鲜艳,呈鲜黄色,且呈颗粒状,具有良好的胚性。蔗糖的最佳质量浓度为30 g/L。     

4种玉米自交系幼胚遗传再生体系的建立

选取4种玉米自交系H99、A188、7922和1322的幼胚作为外植体,接种于10种不同诱导培养基上,诱导愈伤组织并建立遗传再生体系,同时探讨了不同基因型、培养基种类、幼胚大小、蔗糖浓度、激素浓度和配比对愈伤组织诱导率的影响。结果表明:基因型对愈伤组织诱导率高低影响显著,4种基因型玉米幼胚在诱导培养基中均产生了愈伤组织,但继代培养后只有H99能诱导出胚性愈伤组织,诱导率为46.2%;对于不同基因型培养基诱导效果依次为N6MBMS;选择幼胚长度为1.5~2.0 mm、添加蔗糖浓度为30 g/L、2,4-D浓度为2.0 mg/L及Ag NO3浓度为10 mg/L时玉米愈伤组织诱导率最高且质量较好。     

超甜玉米胚性愈伤组织诱导体系的建立

以超甜玉米自交系S1和品种粤甜3号为材料研究了影响愈伤组织诱导和胚性形成的几个关键因素。结果表明,2种基因型都是高诱导力的材料,自交系S1能够诱导出高质量的Ⅱ型胚性愈伤,是理想的基因转化材料。2,4-D浓度为2 m g/L时,2种基因型出愈率和胚性愈伤率达到最高,胚性愈伤率分别达到45.88%和35.00%;在培养基中添加9 m g/L的A gNO3极显著地提高了胚性愈伤率,比对照提高了31.25%;添加700 m g/L的脯氨酸,胚性愈伤率显著地提高了12.41%。据此建立了高效稳定的超甜玉米转基因胚性愈伤组织诱导体系。     

陆地棉微管蛋白基因Ghtub12转棉花研究

棉花(Gossypium spp.)是重要的纤维作物,棉花微管蛋白基因在棉纤维发育过程中特异优势表达,影响棉纤维品质。微管蛋白基因Ghtub12为Tubulin基因家族中的一员,在棉纤维发育中机理尚不明确。以陆地棉(Gossypium hirsutum Linn.)R15下胚轴为受体,以0.5 mg/L Basta为筛选标记,用农杆菌介导法将Ghtub12遗传转化棉花。100个胚轴段经过抗性愈伤组织诱导,得到143块愈伤组织,出愈率为71.50%;再经过3次抗性筛选获得126块愈伤组织,对愈伤组织进行PCR检测,102块检测出bar基因,即抗性愈伤组织转化率为81.00%;其中有45块愈伤组织诱导产生胚性愈伤组织,分化率为44.12%。胚性愈伤组织进行成苗培养得60株苗,对其进行PCR检测,56株扩增出条带,阳性率为93.3%。获得了转微管蛋白基因Ghtub12棉花,为进一步研究Ghtub12基因在棉花中的可能机理和作用提供了试验材料。     

转双价抗虫基因Bt-pta玉米植株的获得

以7922、8902、4112、340和853为受体材料,研究不同基因型的愈伤组织诱导与再生芽苗的关系,其中7922芽苗率为76.4%;8902、4112、340芽苗率分别为8.2%、12.7%和0%和11.8%,结果显示7922主要以体胚发生为主,芽苗率高,是遗传转化的良好受体材料。且胚性愈伤组织随着继代次数的增加变异率随之增加,应尽量减少继代次数以提高转化率。研究进一步利用PDS-100型基因枪将包含抗除草剂基因(bar)、苏云金杆菌毒蛋白基因(cryIA(a))和半夏凝集素基因(Pinelliaternataagglu-tinin,PTA)的聚合载体p3300-bt-pta导入7922的胚性愈伤组织,经PPT(3mg/L)筛选,获得抗性愈伤组织和再生植株。从获得的28株再生植株中筛选获得22株具有除草剂抗性的植株,PCR分析表明有7株同时含有Bt、PTA、Bar三个基因,共整合的频率为31.8%,结果表明将多价抗性基因同时导入玉米获得多抗的转基因玉米材料是可行的,这为通过转基因聚合育种培育创造同时抗鳞翅目害虫和同翅目害虫的玉米品种奠定了基础。     

农杆菌介导的 BADH—CMO 基因转化玉米愈伤组织的初步研究

植物的耐盐性是一个多基因控制的复杂性状,将多个耐盐相关基因导入同一植物更有助于提高植物的耐盐能力.以玉米自交系H99、丹988的胚性愈伤组织为受体材料,通过愈伤组织对NaCl的敏感性试验,确定转化愈伤组织的适宜选择压,适宜愈伤组织转化的盐浓度为225 mmol/L.并对农杆菌遗传转化系统的条件进行了初步研究,用带有pCAMBIA-1301-CMO-BADH质粒的根癌农杆菌转化玉米愈伤组织,结果表明:采用EHA105的菌株振荡20h后,菌液OD值为0.5～0.6时侵染25 min为农杆菌转化的适宜条件.对移栽成活的36棵抗盐植株经PCR检测有2株呈阳性,阳性株率最高达到5.6％,初步证明目的基因已整合到玉米基因组中.     

农杆菌介导抗草甘膦基因(EPSPS)的玉米转化及相关因子的影响研究

对影响农杆菌转化效率的一些因素进行了研究优化,结果表明,诱导培养基中添加200 mg/L的头孢霉素既能抑制农杆菌的生长又不影响幼胚的愈伤诱导;诱导和筛选培养基中添加5 mg/L硝酸银能有效抑制玉米愈伤组织褐变,显著改善愈伤组织及胚性愈伤组织的诱导率;分化培养基中添加2μmol/L的嘧啶醇能延缓试管苗的生长速度,使苗更健壮。利用优化的根癌农杆菌介导转化体系将抗草甘膦基因(EPSPS)转入玉米杂交材料HiⅡ中,获得了PCR阳性植株。     

玉米愈伤组织的耐盐性筛选

以玉米(Zea mays L.)自交系H99、丹988、丹598的胚性愈伤组织为材料,利用农杆菌介导的方法将带有p CAMBIA1301-BADH抗盐碱基因转入供试品种的胚性愈伤中,通过愈伤组织对盐(NaCl)的敏感性试验,确定愈伤组织适宜选择压,同时研究了2,4-D浓度对筛选结果的影响。结果表明,玉米自交系H99在盐筛培养基中NaCl浓度为200 mmol/L,2,4-D浓度为1.0 mg/L时筛选结果最佳。对移栽成活的48棵抗盐转p CAMBIA1301-BADH基因植株,经PCR检测有3株呈阳性,阳性株率达到6.3%,初步证明目的基因已整合到玉米基因组中。     

影响玉米幼胚愈伤组织诱导及植株再生因素的研究

玉米是世界第三大粮食作物和重要的饲料作物,也是现代食品、化学工业的重要原料。玉米的胚性愈伤组织普遍作为转基因过程中外源基因的直接受体,利用玉米幼胚进行组织培养是高效获得胚性愈伤组织的主要途径。选用抗性好、适宜本地种植的玉米自交系幼胚进行了外植体的愈伤组织诱导研究,建立了具有胚性的愈伤组织培养体系,为玉米遗传转化提供了受体材料。     

农杆菌介导玉米幼胚愈伤组织遗传转化体系的优化

以玉米骨干自交系‘郑58’的幼胚为材料,用农杆菌介导法对诱导培养出的胚性愈伤组织进行三价植物表达载体的遗传转化,同时对影响转化效率的主要因素进行研究.结果表明,当浸染液和共培养培养基中乙酰丁香酮(AS)的浓度为150mg·L-1时,抗性愈伤组织获得率显著提高17.39%;在菌液浓度D600为0.3、浸染时间为20min、共培养时间为60h、共培养温度为22℃、共培养培养基pH为5.4以及头孢霉素浓度为400mg·L-1的试验体系下,有利于提高玉米抗性愈伤组织的获得率,其获得率最高可达17.26%.     

农杆菌介导phyA基因转化玉米愈伤组织培养体系的优化

以根癌农杆菌(Agrobacterium)EHA105介导外源基因phy A转入玉米(Zea mays L.)自交系GS01的胚性愈伤组织,并利用除草剂(草胺磷)筛选出抗性愈伤组织,培养并获得再生植株。结果表明,菌液浓度及侵染时间显著影响愈伤组织的转化率;不同激素种类及配比对抗性愈伤组织再生植株的影响明显。当菌液浓度OD600 nm为0.6,侵染时间为20 min时,抗性愈伤组织的转化率最高,达到了68.7%,为玉米农杆菌转化并获得再生植株奠定了基础。     

提高粳稻成熟胚抗性愈伤再生频率的研究

为提高粳稻抗性愈伤分化率和遗传转化率,以农杆菌介导遗传转化得到的水稻成熟胚抗性愈伤(Hyg)为材料,研究了影响粳稻成熟胚抗性愈伤组织再生频率的因素。结果表明分化培养基添加0.5～25 mg.L-1的CuSO4.5H2O,增加分化培养基中的琼脂浓度,分化前对抗性愈伤进行高渗处理,采用6-BA和KT两步分化法和干燥除菌法均能提高抗性愈伤组织的分化率。     

根癌农杆菌介导的小麦成熟胚遗传转化研究

以小麦栽培品种郑麦9023成熟胚半胚愈伤组织作为受体材料,通过农杆菌菌株GV3101将目的基因导入受体材料并对转化过程进行了优化。考查了MS培养基中NH4NO3浓度对组织培养的影响,以及高渗处理对转化过程的作用。结果显示,2.5倍的NH4NO3浓度可明显提高愈伤组织再生率,高渗处理对愈伤组织再生率的提高也有帮助。经抗性筛选和PCR鉴定,共得到了4株转基因小麦植株,平均转化效率为0.18%。     

农杆菌介导遗传转化获得转CP4基因籼稻的研究

  目的  建立籼稻‘中恢161’Oryza sativa subsp. indica ‘Zhonghui 161’农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的转化体系。  方法  以籼稻‘中恢161’的成熟胚为材料,设置了5个草甘膦质量浓度(100、200、300、400和500 mg·L?1)进行胚性愈伤组织的草甘膦敏感性试验。利用农杆菌介导法,将草甘膦抗性基因CP4-EPSPS导入‘中恢161’的胚性愈伤组织中,转化后的胚性愈伤组织分别在含有300、350和400 mg·L?1草甘膦的选择培养基上进行抗性筛选。抗性愈伤组织进一步分化、成苗。  结果  草甘膦质量浓度为300~400 mg·L?1时,愈伤组织褐化率约50%,具有很好的选择效果。经统计,300、350和400 mg·L?1草甘膦抗性筛选后,愈伤组织阳性率分别为40.16%、61.72%和84.04%,抗性愈伤组织的分化率为46.43%,成苗率为32.84%。共获得67株再生小苗,经PCR检测,43株成功转入CP4基因,再生植株阳性率为64.18%。  结论  建立了‘中恢161’农杆菌介导的转化体系。图5参20     

农杆菌介导法获得优良玉米自交系转Bt基因植株

用根癌农杆菌介导法将携带有苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因(Bt)和PPT乙酰转移酶基因(bar)的质粒pGBIL04导入优良玉米自交系340和4112经预培养的幼胚初始愈伤组织，抗性植株平均发生频率为11．21％，经PCR、PCR-Southern和Southern blotting检测证明外源基因Bt已稳定整合到13株玉米基因组中，平均转化率为2．35％。降低共培养温度到22℃的转化率最高达4.44％，Basta抗性检测bar基因也同时转移进再生植株中，部分转化植株已经结实。