基因枪介导转化水稻花粉获得转基因植株

植物花粉是一种理想的植物遗传转化材料,利用转化后的花粉授粉,借助于植物胚胎的自然发育获得转基因种子,从而简化转化过程.大量研究表明基因枪是花粉转化的较理想工具,目前基因枪介导的花粉转化只在烟草、油菜等少数作物中获得成功.水稻是世界主要粮食作物,建立一个高效的水稻遗传转化体系对于水稻的遗传改良具有十分重要的意义.     

根癌农杆菌介导的抗除草剂转基因甘薯植株的获得

以甘薯品种栗子香的胚性悬浮细胞为受体材料, 用根癌农杆菌介导法,获得了表达bar基因的抗除草剂转基因甘薯植株。农杆菌菌株LBA4404携带含有bar基因的双元载体pCAMBIA3300。共计450个胚性细胞团用于遗传转化。在添加2 mg/L 2,4－D、100 mg/L Carb和0.5 mg/L PPT 的固体MS培养基上选择培养8周后,得到了19个PPT抗性愈伤组织。将这19个抗性愈伤组织转移到添加1 mg/L ABA、100 mg/L Carb和0.5 mg/L PPT 的固体MS 培养基上,其中的10个抗性愈伤组织共再生出103株拟转基因植株。PCR分析表明,其中的69株为转基因植株。Southern blot分析表明,bar基因稳定整合到转基因植株的基因组中。除草剂喷洒试验结果表明,转基因植株具有高度除草剂抗性。     

农杆菌介导法获得大量转双价抗虫基因水稻植株

构建含Bt杀虫基因cryIA(c)和豇豆胰蛋白酶抑制剂基因CpTI的双价抗虫转基因载体PCAM-Bt-CpTI，并用于农杆菌（Agrobacterium tumefaciens)介导法对粳稻品系“浙大19”遗传转化，约2000块盾片愈伤组织与农杆菌共培养后，得到了约1300块潮霉素抗性愈伤，从中分化抗性再生苗约1500株，对不同抗性愈伤来源的70个T0代再生株进行PCR及PCR-Southern检测，62株为转cryLA(c)和CpTI双价抗虫基因植株，阳性植株比例为88.6%，抗虫鉴定表明，3个转基因T1代株系对二化螟有很高的毒性。     

抗真菌γ -硫堇蛋白Rs-afp1基因导入丰产梨获得转基因植株

梨童期长，自交不亲和，杂合程度高，进行常规杂交育种改良相当困难。而采用遗传转化手段，将期望性状引入现有品种，不会出现基因的大量重组，也避开了童期的干扰。该技术已使许多作物获得了抗病的基因工程植株。本实验通过采用光诱导绿色组织特异表达的启动子Rubisco-acfivase(RCAP)驱动，将对真菌具有广普抗性的Rs-afp1，基因导人，建立了梨农杆菌转化体系，为进一步选育抗病品种奠定基础。     

棉花农杆菌基因转化体系的优化和抗黄萎病转基因植株的获得

为了优化根癌农杆菌介导的棉花下胚轴切段的基因转化体系,以苜蓿抗菌肽基因（alflafa antifungul peptide gene, alfAFP）为目标,利用GUS报告基因和潮霉素抗性基因的检测方法,分析和探讨了根癌农杆菌菌种、菌液浓度、浸染下胚轴的时间、共培养中乙酰丁香酮（AS）的浓度、共培养温度和时间等因子对基因转化的影响。优化分析表明,用农杆菌菌株LBA4404当OD600值为0.5-0.7的菌液浸染5-7日龄的棉花无菌苗下胚轴切段10-15分钟,在含200µmol/L AS的共培养基中21℃暗培养60h可更有效地提高转化率。经上述条件处理的下胚轴在含50mg/L潮霉素的愈伤诱导培养基上培养3周可产生转化率最高的愈伤。愈伤组织经分化培养获得15株再生棉花,经过PCR和southern-PCR分析,发现其中12株含有外源抗病基因alfAFP,可作为棉花抗病育种的种质。     

芥菜植株原位真空渗入遗传转化技术

Bechtold等建立了植株原位真空渗入遗传转化方法。此后，许多学者在拟南芥和芸薹属一些作物上进行了尝试，但尚未对芥菜植株原位真空渗入遗传转化效果的因素进行研究。本实验以芥菜为试材，旨在建立和优化芥菜植株原位真空渗入高效遗传转化技术，为芥菜乃至芸薹属作物遗传转化提供方法与技术。     

拟南芥低温诱导cor15a基因的启动子克隆及在转基因马铃薯中的表达

利用PCR方法从拟南芥(Arabidopsis thaliana)品种Columbia的基因组中扩增出低温诱导基因cor15a的启动子片段并插入克隆载体。序列分析表明，克隆的启动子长900bp，与目前已经发表的启动子序列完全一致。将此启动子插入pBI121的gus基因及NOS终止子上游构成表达载体pLB，通过直接法导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404，并转化马铃薯(Solarium tuberosum)获得转化再生植株。再生植株PCR检测和PCR-Southern鉴定结果证明，cor15a基因启动子已经成功地转入到马铃薯植株基因组中。GUS组织染色证明拟南芥cor15a启动子在马铃薯中也同样具有低温诱导表达的能力。     

棉花农杆菌基因转化体系的优化和转苜蓿抗菌肽基因(alfAFP)植株的获得

为了优化根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的棉花(Gossypium hirsutumL.)下胚轴切段的基因转化体系,以苜蓿(Medicago sativa L.)抗菌肽基因(alflafa antifungul peptide,alfAFP)为目标,利用γ-葡萄糖甘酸酶基因(gus)和潮霉素抗性基因(Hpt)的检测方法,分析了根癌农杆菌菌种、菌液浓度、浸染下胚轴的时间、共培养中乙酰丁香酮(AS)的浓度、共培养温度和时间等因子对基因转化的影响.优化分析表明,用农杆菌菌株LBA4404,当OD_(600)值为0.5～0.7的菌液浸染5～7日龄的棉花无菌苗下胚轴切段10～15 min.在含200 μmol/L AS的共培养基中21℃暗培养60h,可更有效地提高转化率.经上述条件处理的下胚轴在含50 mg/L潮霉素的愈伤诱导培养基上培养3周可产生转化率最高的愈伤组织.愈伤组织经分化培养获得15株再生棉花,经过PCR和PCR-Southern分析.发现其中12株含有外源基因alfAFP.     

大豆球蛋白基因转化桑树获得转基因植株

利用农杆菌介导法将大豆球蛋白A1aB1b亚基基因导入桑树组织，经抗性筛选和组织培养获得再生植株。通过对转基因植株的PCR－Southern杂交及RNA点杂交等鉴定，证实大豆球蛋白基因转化桑树成功。     

芪合酶基因转化小白菜

利用质粒pBin438构建了含有NPTⅡ基因和葡萄芪合酶(RS)基因的芪合酶组成型植物表达载体EHA105/pBinRS。用根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)介导法将RS基因导入纯合系小白菜(Brassicacampestrisssp.chinensis)品种中,经Kan抗性筛选、PCR及RT-PCR检测,RS基因已整合到小白菜基因组中并得到了表达,共获得了7株转基因植株。     

日本晴组培培养基的筛选及转稻瘟菌蛋白激发子基因植株的获得

采用B6、MS和NB三种培养基，以粳稻品种日本晴的成熟胚为受体材料进行组织培养，比较了三种培养基的效果。结果表明，在三种培养基中，NB培养基对愈伤组织的诱导效果最好，转化效率最高，最适合于日本晴成熟胚的组织培养。在此基础上，通过根癌农杆菌介导转化法将稻瘟菌蛋白激发子基因pemG1导入日本晴基因组，获得了转基因水稻植株。PCR、Northern blot和Western blot分别证实了pemG1基因的整合、转录和表达。遗传分析表明，外源基因在转基因日本晴后代中的分离符合3：1的理论比例。     

转Barnase基因无籽植物的研究

种子败育的无籽瓜果具有较强的市场竞争力和可观的经济价值.来源于解淀粉芽胞杆菌(Bacillus A myloliquefaciens)的Barnase基因编码12kD的胞外小分子核糖核酸酶(RNAase).在缺乏其天然抑制物Barstar的情况下,单独表达Barnase通常会造成宿主细胞的死亡.本研究用油菜(Brassica napus)种子特异启动子Napin调控Barnase基因,构建T-DNA表达载体,并用叶盘转化法转化烟草(Nicotiana benthamiana),获得55株转基因植株.随机抽取10株对其花器官进行形态学分析,并比较转基因植株和非转基因植株在不同发育时期花器官的形态学变化,发现转基因植株和非转基因植株在授粉前的花器官形态没有明显差异,但是受精以后转基因植株花瓣逐渐枯萎,不能正常发育形成种子,而非转基因植株能够正常形成种子.为了进一步了解转基因烟草种子败育的原因,将转基因植株和非转基因植株正反杂交,均不能正常结籽,表明转基因烟草的种子败育不是由自交不亲和性引起的.将转基因植株和非转基因植株花粉分别使用亚历山大染液染色,显微观察花粉的大小、形状和色泽,发现转基因花粉和非转基因花粉无明显差别,转基因植株和非转基因植株均能产生具有正常授粉活性的花粉.以上研究表明,使用种子特异性启动子驱动Barnase基因表达,外源基因不会通过花粉渗漏表达.本研究成功获得了Barnase基因在种子中特异表达的无籽转基因烟草,该研究为无籽植物的研制提供了一种全新的模式和思路.     

转兔防御素基因（NP-1）玉米植株的获得及其抗病性分析*

首次报道了采用基因枪法将兔防御素基因(NP-1)导入玉米(Zea mays L．)不同杂交组合胚性愈伤组织中获得了T0再生植株。分别通过PCR和DNA点杂交证实．NP-1基因已经整合到部分T0代玉米基因组中。PCR和Southern杂交证实NP-1基因已经稳定遗传至部分T1代玉米植株中。RNA点杂交结果表明部分T1代转基因玉米中NP-1基因能够进行正常转录。在Tl代玉米5～7叶期接种玉米大斑病菌(Helminthosporium turcicum Pass)0号生理小种，发现转兔防御素基因玉米能有效抵抗玉米大斑病的侵袭。     

提高外源基因在转基因植物中表达效率的途径

利用转基因技术获得具有目的性状的转基因植株,是进行作物品种改良的有效方式.但基因沉默等现象降低了外源基因在转基因植物中的表达效率.从外源基因的DNA修饰水平、翻译后蛋白的定位、以及转基因方式等方面综述了国内外植物基因工程中的相关研究;分析了外源基因表达效率低的原因;提出了克服基因沉默并实现外源基因高效表达的途径.     

抗真菌γ—硫堇蛋白Rs—afp1基因导入苹果获得转基因植株

以“皇家嘎啦”（Royal Gala)苹果（Malus domestica Borkh）为试材，在绿色组织特异表达的菠菜核酮糖二磷酸羧化酶／加氧酶的激活酶（Rubisco-activase)启动子（RCAP）驱动下，将抗真菌γ-硫堇蛋白（γ-thionin)Rs-afp1基因和uidA(gus)基因导入白化茎段外植体，获得了nptⅡ抗性植株。转化体经PCR和Southern blotting杂交检测，证实了γ-硫堇蛋白Rs-afp1基因和gus基因已经整合到苹果的染色体组上。gus染色证实了RCAD启动子在苹果组织中的特异性表达。转基因植株已移栽于大田，进行农业性状鉴定。