基于抗草甘膦基因的棉花茎尖农杆菌介导转化方法的研究

以中棉所49、珂字棉201和YZ-1为受体材料,通过对培养基草甘膦浓度、农杆菌侵染时间和浓度、共培养时间以及恢复培养条件等因素的优化,建立了基于抗草甘膦基因的棉花茎尖农杆菌转化技术体系,并将抗草甘膦基因(EPSPS-G6)导入3个受体材料,获得转基因抗草甘膦棉花植株.研究结果表明,适合于棉花茎尖农杆菌介导的草甘膦筛选浓度为10 mg·L-1;茎尖转化体系为农杆菌菌液OD600为0.9～1.0,侵染时间为20min,共培养时间为48 h,选用SH培养基并加入适量活性炭(0.5 g·L-1)作为恢复培养基.用本研究创制的转化技术体系,转化处理3个陆地棉受体360个茎尖,共获得60株抗性再生植株,经PCR检测,获得阳性抗性植株26株,移栽成活23株.以茎尖外植体数计算,本体系的转化成功率6.4％.该转化体系适合于转化抗草甘膦基因或以抗草甘膦基因为筛选基因的外源基因,具有转化频率高、嵌合体少、转化周期短等优点.     

市售草甘膦除草剂对转基因抗草甘膦棉花幼苗生长的影响

 以转基因抗草甘膦棉花种质系G6-7和G6-8及其非转基因遗传背景亲本对照中棉所49为材料,研究了市售10%草甘膦水剂和95%的草甘膦粉剂对抗草甘膦棉花种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,中棉所49对于两种类型的草甘膦均很敏感,幼苗喷施0.2 mmol·L^-1 的10%草甘膦水剂和95%草甘膦粉剂均全部死亡。转EPSPS-G6基因抗草甘膦棉对95%草甘膦粉剂的抗性较好,但对10%草甘膦水剂的抗性较弱。就转基因棉花对两种剂型草甘膦的反应看,喷施2.4 mmol·L^-1的10%草甘膦水剂和95%草甘膦粉剂后,棉花幼苗全株鲜重、叶重、根重、下胚轴长、可溶性蛋白质增量和POD活性等各项指标在两种草甘膦制剂间的差异均达到显著水平。喷施12.0 mmol·L^-1 的10%草甘膦水剂,转基因抗草甘膦棉花的种子发芽率显著低于相同浓度的粉剂,两者之间的发芽率相差25%~75%。研究结果表明,10%的草甘膦水剂中可能含有对棉花幼苗生长发育有害的物质,影响抗草甘膦棉幼苗的生长,在转基因抗草甘膦棉花品种商业化应用时应谨慎使用。     

转G10eve基因棉花的获得及草甘膦抗性初探

【目的】为培育高抗草甘膦棉花新品种提供种质材料。【方法】对草甘膦抗性基因G10eve进行生物信息学分析,利用农杆菌介导的方式将G10eve导入到珂字棉312中。利用PCR(Polymerase chain reaction)、qRT-PCR(Quantitative real-time PCR)方法分析G10eve的表达情况。对受体及转基因植株进行草甘膦喷施实验,测定其莽草酸含量,分析其抗性水平。【结果】最终获得28个独立的转基因阳性系,转化率及幼苗分化率分别高达49.3%、40.6%。PCR及qRT-PCR检测证明外源G10eve基因已经整合到棉花基因组中,且在不同转基因株系间表达量差异显著。在子叶期,转基因植株可耐受8 mL·L~(-1)浓度的草甘膦,而非转基因对照在2 mL·L~(-1)浓度草甘膦处理下已出现药害。草甘膦处理前后,转基因植株叶片莽草酸含量未出现明显积累,进一步说明其具有草甘膦抗性。【结论】过量表达G10eve基因能够提高受体材料对草甘膦的抗性,获得了高抗草甘膦的棉花株系。     

抗草甘膦基因aroA转化陆地棉胚性愈伤组织的研究

为了建立以草甘膦为选择标记的农杆菌介导的棉花胚性愈伤组织转化体系,本研究将草甘膦抗性基因(aroA)转化陆地棉WC和YZ-1的胚性愈伤组织,分别以5 mg·L-1和10 mg·L-1的草甘膦浓度作为选择压,经过2~3轮筛选,获得了抗性胚性愈伤组织,诱导出胚状体并发育成苗。对T0再生植株进行PCR及草甘膦抗性检测,以WC和YZ-1为受体的转抗草甘膦基因(aroA)分别获得了33株和10株阳性植株,转化效率分别为82.5%和62.5%。该体系为棉花遗传转化提供了实验方法,获得的抗草甘膦棉花为棉花育种提供种质资源;同时抗除草剂基因还可以作为筛选标记与其它基因串联在一起转化棉花,进行基因功能验证。     

利用子房滴注法获得转高亲和性钾离子转运蛋白基因(AlHAK1)棉花植株

棉花植株再生困难、基因型依赖性强和转化周期长等因素一直制约着棉花遗传转化的发展。本研究利用1种不依赖组织培养的转化方法 ,即子房滴注转化方法将獐茅高亲和性钾离子转运蛋白基因(Al HAK1)导入棉花基因组中。结果表明在1006株转化幼苗中有44株为卡那抗性植株,其中35株经PCR检测为阳性(T0代),转化率为3.5%。Southern与Northern杂交结果进一步表明外源基因已整合至棉花基因组中并在转录水平上表达。在提供外源0.05 mmol·L-1 K+水平下,T1转基因棉花叶片中K+含量约为对照植株的2倍,在根中约为野生型植株的1.5倍;而在2.5 mmol·L-1 K+的正常水平下,转基因棉花与野生型植株K+含量差异不明显。在50~200 mmol·L-1 Na Cl胁迫条件下,转基因棉花的种子发芽率明显高于野生型植株,尤其是在150mmol·L-1Na Cl胁迫条件下,转基因植株种子的发芽率是野生型的2.8倍左右。本研究为子房滴注转化体系在生产实践中的广泛应用提供了理论依据,并为培育适应土壤钾素匮乏及盐渍化环境下生长的棉花新品种提供了新的种质资源。     

浙江大学抗草甘膦三系杂交棉新组合选育成功

<正>由浙江大学承担的省重大科技专项"抗草甘膦三系杂交棉新组合选育与高效制种技术研究"近日通过验收。项目通过体细胞抗草甘膦除草剂定向筛选技术,以非转基因高抗草甘膦棉花种质系-R1098为材料,将其转育到三     

通过草甘膦浸种鉴定抗草甘膦棉花

以转基因抗草甘膦棉花种质"G6-1"及其非转基因遗传背景亲本对照"中棉所49"为材料,研究了草甘膦浸种对棉花幼苗生长发育的影响。结果表明,抗草甘膦棉花种质"G6-1"和对照"中棉所49"在种子出苗率、棉花幼苗全株鲜重和可溶性蛋白增量等各项指标间差异均达到显著水平;当用大于0.5%浓度的草甘膦浸种时,"中棉所49"幼苗不能出土、鲜重已降到最低并枯萎死亡,而抗草甘膦棉花种质"G6-1"幼苗生长发育正常,这进一步证实了通过草甘膦浸种法鉴定抗草甘膦棉花是可行的;当浸种用草甘膦浓度达到3.0%,即使抗草甘膦棉花幼苗鲜重也出现显著的降低,所以推荐使用0.5%~1.0%浓度的草甘膦进行浸种鉴定。     

抗草甘膦棉花突变体R1098对草甘膦抗性研究

为研究抗草甘膦棉花突变体对草甘膦除草剂抗性,以抗草甘膦棉花突变体R1098为材料,以其遗传背景亲本柯字棉312为对照,在无菌培养过程中分别加入不同浓度的10%草甘膦水剂和95%的草甘膦粉剂,考察幼苗的生长发育和POD活性变化,研究结果表明柯字棉312对两种草甘膦除草剂均较为敏感,低浓度草甘膦处理情况下即枯萎死亡;抗草甘膦棉花突变体R1098对95%草甘膦粉剂抗性较强,随着草甘膦粉剂处理浓度的增加,各项指标未见显著差异,而对10%草甘膦水剂抗性较差,随着草甘膦水剂处理浓度的增加,各项生长发育指标显著的降低,POD活性显著的增加;当草甘膦处理浓度大于0.6 mmol/L时,在两种草甘膦除草剂之间抗草甘膦棉花突变体R1098幼苗全株鲜重、叶重、根重、下胚轴长度和POD活性等各项指标差异均达到显著水平;R1098对10%草甘膦水剂抗性较差,极有可能是因为10%草甘膦水剂本身含有严重阻碍R1098幼苗生长发育的其他有害物质。综上所述,抗草甘膦棉花突变体R1098对草甘膦粉剂具有良好的抗性,该非转基因种质在棉花育种和生产上均具有重要意义。     

玉米细胞质雄性不育系胞质类型鉴定及花粉败育研究

为分析化学诱变产生的玉米细胞质雄性不育材料的不育类型,采用田间育性调查、花粉粒活力检测、结果表明,不育系85218A田间败育彻底,I₂-KI染色后花粉粒呈淡黄色,属于典型的圆败,PCR扩增为C型不育系,对C型小斑病菌表现中抗,花粉粒败育关键时期为单核后期。该研究拓宽了我国玉米雄性不育种质资源。     

棉花抗草甘膦突变体筛选及其在杂种优势利用中的应用

采用体细胞连续定向筛选技术,结合体细胞诱变技术,获得非转基因抗草甘膦的棉花突变体—R1098。R1098植株抗除草剂性状稳定;霜前皮棉产量与苏棉12号相当,纤维品质优良,抗枯萎病、耐黄萎病,是一优异的棉花种质资源。遗传试验结果表明,R1098的抗草甘膦性由一对显性基因控制,无细胞质效应。用R1098作父本与一般陆地棉杂交,其F_1仍具有抗草甘膦特性,可以用于棉花杂交种的纯度鉴定和假杂种自动清除,有利于棉花杂种优势利用的进一步推广。     

棉花苗期耐低钾能力筛选指标研究及其与产量、品质的关系

以长江流域下游棉区的12个棉花主栽品种为研究材料,在人工气候室水培和田间种植条件下进行棉花苗期耐低钾能力筛选指标研究。结果表明,低钾会放大棉花苗期关于钾素吸收利用和光合碳同化等生理特性上的品种间差异幅度。土壤严重缺钾时会显著降低棉花铃数、铃重及衣分,其中铃数响应土壤缺钾最为敏感,而在铃重组成中纤维质量对土壤缺钾的响应幅度大于棉子质量。通过对比基于棉花苗期不同生理指标和最终产量与品质指标的筛选结果,发现综合考虑棉花苗期叶片SuSy活性、SPAD值和单株叶片生物量3项指标的低钾胁迫系数对棉花最终产量与品质的耐低钾能力具有较好的预测效果。通过试验筛选出低钾敏感型棉花品种泗杂3号和耐低钾型棉花品种泗棉3号,二者可作为进一步研究低钾环境下棉花产量、品质形成机理的理想试验材料。     

减少化肥配施有机肥对滴灌棉花N、P吸收和产量的影响

施用有机肥是作物增产和提升地力的有效途径。本试验在连续定位施肥的第3年,研究了常规单施化肥(CF)和化肥减量20%~40%、配施3000~6000 kg·hm-2不同种类的有机类肥料对棉株干物质质量,产量,氮、磷吸收量,土壤保水性以及养分利用率的影响。结果表明,与单施化肥相比,减化肥配施有机肥各处理的生物量在蕾期、铃期和吐絮期分别增加4.3%~30.0%、16.8%~35.1%和18.5%~38.8%;棉花产量在第3年提高了6.9%~18.5%,其中施用6000 kg·hm-2生物有机肥获得最高产,子棉产量为7578 kg·hm-2。施用有机肥能增加棉株对氮、磷养分的吸收,且显著提高了氮肥利用率(P0.05)以及田间持水量,生物有机肥对磷肥利用率的提高优于普通有机肥。     

外源激素对棉花前期生长发育的影响

 以鲁棉28为材料,在大田条件下设置吲哚乙酸（IAA）5 mg·L^-1、10 mg·L^-1,6-苄基腺嘌呤（6-BA）50 mg·L^-1、100 mg·L^-1,赤霉素（GA）20 mg·L^-1、50 mg·L^-1 6个不同浓度水溶液处理,以清水为对照,在苗期至蕾期叶面喷施3次,研究外源激素对棉花前期生长与发育的影响。结果表明,外源激素处理后,棉花主茎纵向生长速度缓于对照,茎粗大于对照。50 mg·L^-1 GA处理的棉株出叶速度、单株叶面积高于对照。6个处理的棉株主茎功能叶叶绿素SPAD值均高于对照。不同浓度IAA、GA处理均促进棉花现蕾,其中20 mg·L^-1 GA处理棉花单株现蕾数多于对照。本试验条件下,苗期叶面喷施IAA 和GA能协调棉花营养与生殖生长,促进蕾的发育,GA处理效果优于IAA处理,其中20 mg·L^-1GA效果最佳,6-BA处理未能促进棉花现蕾。     

NaCl 胁迫对棉花叶片衰老特征的影响及其生理学机 制简

 以叶片衰老快慢不同的两个棉花品系L21和L22为材料,研究了NaCl胁迫对棉花叶片衰老的影响及其相应的生理学机制。温室内水培棉苗,待第5片真叶展开20 d后用含125 mmol·L^-1 NaCl的营养液处理棉苗,以不含NaCl的营养液处理为对照。结果显示,NaCl胁迫下L21和L22叶片中叶绿素含量和光合作用速率下降,叶片和根中的Na⁺含量上升、K⁺含量降低;NaCl胁迫还增加了棉株体内脱落酸（ABA）含量、降低了玉米素核苷（ZR）含量。表明K+含量降低以及ABA含量升高、ZR含量下降是NaCl胁迫促进棉花叶片衰老的重要原因。     

绿色棉胚珠离体培养体系优化及光照对纤维生长发育的影响

在优化绿色棉离体培养体系的基础上,以绿色棉品种绿絮棉1号、白色棉品种泗棉三号(对照)为材料,比较了光培养和暗培养对鲜胚珠质量、纤维长度、纤维素含量等生理生化指标影响,来探讨光照对绿色棉纤维生长发育的影响。结果表明:花后2 d的绿色棉胚珠较适宜离体培养,其适宜的消毒方式为75%的乙醇10min+0.1%升汞10min;离体培养的适宜激素及其浓度为GA31.0μmol·L-1+IAA 5.0μmol·L-1+ZR 2.5μmol·L-1,3种激素对胚珠鲜质量和纤维伸长影响大小的顺序为ZRIAAGA3。光培养能够抑制纤维的伸长、β-1,3-葡聚糖酶活性和培养前期的纤维蔗糖合成酶活性;但能够促进胚珠的生长、纤维素的合成、纤维PAL活性和培养后期的纤维蔗糖合成酶活性,提高黄酮含量。可见,光照能够对绿色棉纤维生长发育产生一定的影响。     

转基因(Bn-csRRM2)高产棉花对土壤速效养分和酶活性的影响

在田间试验条件下,以转基因(Bn-cs RRM2)高产棉及其亲本常规棉中棉所12为研究对象,比较分析2种棉花在不同生育期(苗期、蕾期、花铃期和吐絮期)对土壤速效养分和酶活性的影响。结果表明,随生育期推进,转基因高产棉土壤铵态氮和硝态氮含量变化趋势与常规棉一致,土壤速效磷含量变化趋势与常规棉不同。转基因高产棉土壤速效磷含量在蕾期、花铃期和吐絮期与常规棉无显著差异;铵态氮含量在苗期、蕾期和花铃期与常规棉无显著差异;硝态氮含量在吐絮期显著高于常规棉,其余3个时期显著低于常规棉。随生育期推进,转基因高产棉土壤脲酶和过氧化氢酶活性变化趋势与常规棉一致,碱性磷酸酶活性变化趋势与常规棉略有不同。转基因高产棉土壤脲酶活性在苗期、蕾期和吐絮期显著高于常规棉,在花铃期无显著差异;过氧化氢酶活性在苗期和吐絮期与常规棉无显著差异;碱性磷酸酶活性只在吐絮期与常规棉无显著差异。表明,土壤养分和酶活性受转基因高产棉的影响较小,其变化主要受到生育期的影响。