用基因枪法将小麦病程相关蛋白基因TαPR-1导入小麦的研究

为验证小麦病程相关蛋白基因TαPR-1的功能，利用gus基因瞬间表达技术对基因枪法转化小麦幼胚的两个重要参数金粉用量和轰击距离进行了优化。研究结果表明,金粉用量为250．0μg．轰击距离9cm的轰击参数最为理想，GUS瞬间表达率和平均蓝点数分别可达89．8％和33．7个。采用此轰击参数．将TαPR-1基因导入扬麦158幼胚．经3～5mg／L Bialaphos筛选获得49株抗性再生植株．经PCR、Southern杂交分析．其中2株为阳性植株．转化率为0．11％。对转基因小麦植株进行苗期离体叶段和田间成株白粉病接种鉴定．初步结果表明，转基因植株对白粉病抗性与对照相比无明显差别。     

以基因枪法将Bt杀虫蛋白基因导入常规玉米自交系的研究

以生产上大面积使用的优良玉米自交系7922为材料,以来源于其幼胚的Ⅱ型胚性愈伤为受体,经预实验选择标准制弹用量一半的金粉,通过基因枪轰击法,将Bt杀虫蛋白基因转入其细胞中,并再生了大量的转基因植株.抗性植株再生频率为78.40%,PCR分子检测证明目的基因已转入玉米中,转化频率为3.09%.优良自交系的转化成功为进一步培育适合我国农业生产的转基因玉米奠定了基础。     

基因枪法将GmDREB基因导入大豆的研究

测定大豆体细胞胚对PPT的基础抗性,用基因枪法将pRdGM-bar质粒转化大豆体细胞胚,得到抗性体细胞胚和抗性植株,经PCR、PCRsouthern检测,证明CmDREB基因转入到大豆中.     

用基因枪法将Bt基因转入大豆的研究

以大豆品种合丰25的体细胞胚为受体,以Bt基因为目的基因,应用基因枪法进行了遗传转化,经体细胞胚萌发、生根及壮苗培养和卡那霉素选择培养,获得了完整的抗性再生苗,经PCR、PCR-Southern和点杂交分析鉴定,初步证明外源基因Bt已整合到大豆的基因组中.     

利用基因枪法将Bt基因导入玉米优良自交系

利用基因枪法将Bt基因导入玉米优良自交系501和C111.轰击后的幼胚转至附加Bialaphos浓度为10 mg/L的选择培养基上进行愈伤组织的诱导,继代筛选3轮,每轮3周.得到的抗性愈伤组织在不含Bialaphos的分化培养基上进行绿苗分化,501获得了20株转化再生植株,C111获得了10株转化再生植株,PCR鉴定结果表明Bt基因已整合到玉米自交系501和C111的基因组中。     

高赖氨酸蛋白基因导入小麦的研究

为了培育高赖氨酸含量的小麦新材料,利用基因枪转化法将辣椒高赖氨酸蛋白Cflr基因导入到小麦品种扬麦16中,轰击了2 500枚小麦幼胚,获得抗除草剂Basta的再生植株176株(遗传转化采用的筛选标记基因为bar基因),经PCR鉴定Cflr基因阳性的转基因植株为23株.T1代幼苗喷洒130 mg·L-1的Basra溶液进行除草剂抗性鉴定,发现T1代幼苗的除草剂抗性出现了分离.PCR-Southern杂交进一步证明外源高赖氨酸蛋白基因Cflr基因已经整合到小麦的基因组中.通过种子赖氨酸含量和总蛋白质含量的测定,发现75.00％的转基因株系的赖氨酸含量高于受体扬麦16,77.78％的转基因株系的蛋白质含量高于受体扬麦16.本试验获得了一批赖氨酸含量提高的小麦转基因株系,这些高赖氨酸含量的转基因株系可进一步用于小麦高赖氨酸分子育种研究.     

利用基因枪法将trxs基因导入大麦的研究

为提高大麦种子中硫氧还蛋白h的活力,用基因枪法将硫氧还蛋白基因家族中与trxh基因高度同源的trxs基因导入4550块大麦幼胚愈伤组织,经过愈伤组织的诱导、筛选(PPT)和分化,得到49株T0代再生植株,并进行繁殖得到T1、T2代植株。采用PCR、嵌套PCR、酶切PCR产物和PCR-southern杂交多种方法对获得的植物材料进行检测。PCR检测显示,T0及其后代T1、T2代植株中都检测出了PCR阳性个体;嵌套PCR和酶切检测验证了T1、T2代植株中PCR产物与转化的目的片断相符。对转基因大麦籽粒进行了初步的生化分析,结果显示转基因大麦籽粒中硫氧还蛋白h的活性是非转基因籽粒的3.3倍;发芽后水溶蛋白和醇溶蛋白中巯基含量的比率都明显上升,其中水溶蛋白质中巯基含量比率是对照的1.5倍,醇溶蛋白质中巯基含量比率是对照的2倍。以上结果说明trxs基因在转基因大麦中能进行遗传并具有生物功能。     

提高小麦基因枪法转化效率的研究

为了提高小麦基因枪转化效率,对基因枪轰击参数的优化、受体材料的种植方式、载体类型的选择和受体基因型的筛选等进行了研究。结果表明,基因枪轰击时,金粉用量为每枪250μg、轰击距离为9cm、轰击压力为1 100psi、轰击次数为1时,小麦转化效率较高;受体材料种植于温室,且具备较高CO2浓度和温度,可以提高小麦转化效率;3种载体类型中,线性表达载体转化效率明显高于环状表达载体和双元表达载体;周麦19、郑麦7698和郑麦0943为再生能力强和转化效果好的受体品种。     

基因枪法获得玉米转基因植株的研究

采用基因枪轰击转化技术将含有抗除草剂chlorsulfuron基因AHAS的PCD220质粒导入玉米愈伤组织,并再生出具有抗该除草剂的转基因植株,同时研究了影响玉米基因枪转化效率的因素。基因枪轰击时,金粉用量、轰击次数及轰击距离对愈伤组织的转化率有较大影响。转化时,以金粉用量100 μg/枪、轰击2次、发射点与靶细胞的距离9 cm最合适。对所获得的转化植株进行PCR分析及Southern杂交鉴定,部分转化植株呈PCR阳性和明显的杂交信号,说明抗除草剂绿黄隆的基因AHAS已整合到玉米基因组当中,将转基因植株进行自交,获得了T₀代的种子。     

利用基因枪法将玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因导入玉米优良自交系

利用基因枪法将玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因导入玉米优良自交系18-599红、18-599白幼胚诱导的愈伤组织,转化的愈伤组织在Bialaphos浓度为8 mg/L、10 mgL、5 mg/L的筛选压下经过三次抗性筛选后,分别再生出可育植株12株和6株.PCR检测结果表明18-599红和18-599白分别有10株和3株为阳性,说明CP基因已导入到玉米自交系中。     

基因枪法介导转人工合成Rs-AFP2基因小麦的获得和检测

萝卜（Raphanus sativus）抗菌肽Rs—AFP2在体外强烈抑制小麦赤霉病菌（Fusarium graminenrum）、黄色镰孢菌（Fusarium culmorum）、烟草赤星病（Alternaria longipes）的菌丝生长。为了研究Rs-AFP2在小麦抗病育种上的应用潜力,人工合成了Rs-AFP2基因。通过基因重组技术（包括限制性内切酶酶切和连接）,将人工合成的R以FP2基因替代单子叶高效组成型表达栽体pAHC25中的GUS基因,构建了R￡AFP2基因的单子叶高效表达栽体pUAFP2。该栽体除携带受Ubiquitin启动子控制的Rs-AFP2基因表达盒外,还具有1个受Ubiqutin启动子控制的Bar基因表达盒,后者可为后续利用除草剂Bialaphos筛选转化再生植株提供抗性;采用基因枪法轰击小麦品种扬麦12、济麦19、晋麦47和豫麦34幼胚共4042个,经过2～3次Bialaphos筛选,最终获得扬麦12再生植株316株;利用高效表达栽体pUAFP2的Bar和Rs-AFP2基因的特异引物对上述成活的转化植株进行PCR检测,获得Bar和Rs-AFP2基因均为阳性的植株58株,转化率为1．43％。     

小麦基因枪法转化体系的初步研究

为了提高基因枪法在小麦转基因中的转化效率，对培养基、筛选剂浓度和轰击距离等因素进行了研究。结果表明，采用MS、2MS和B5三种培养基对东农7742、龙6239、龙辐麦3号、龙辐麦8号、龙辐麦10号、龙麦26的幼胚进行组织培养时，最佳培养基是MS培养基。采用PPT对龙辐麦8号、龙辐麦3号的愈伤组织进行筛选时，龙辐麦8号的适宜筛选浓度为5mg／L，龙辐麦3号为10mg／L；用G418对龙麦26、龙辐麦3号的愈伤组织进行筛选时，适宜的筛选浓度为25mg／L。此外，用东农7742、龙辐麦3号、龙6239和龙辐麦10号的幼胚愈伤组织为靶材料进行基因枪轰击时，轰击距离3、6、12cm与9cm之间分化率的差异均达到极显著水平。其适宜的轰击距离为9cm。     

水稻除草剂敏感基因导入恢复系的研究

以农林８号ｍ为主体亲本与优良恢复系杂交,成功地将除草剂（苯达松）敏感基因转育到恢复系中,携带该基因的恢复系不但对苯达松敏感（抽穗期用１８００￣２７００ｍｌ／ｈｍ＾２苯达松喷施可使整穗或整株死亡）,而且所配组合具有较强的杂种优势。     

蔗糖在小麦基因枪法转化体系中的应用

构建植物表达载体并利用该载体与含有选择压力基因的载体对小麦幼胚愈伤组织进行共转化。比较分析了高渗透压处理阶段使用0.4 mol/L的蔗糖（合12％）代替甘露醇及恢复培养阶段使用过渡浓度的蔗糖（6％,介于高渗透压培养基中蔗糖的浓度12％和分化培养基中蔗糖的浓度3％之间）对分化率和转化效率的影响。结果表明,在采用基因枪轰击法叶小麦幼胚愈伤组织进行转化的体系中,以蔗糖代替甘露醇进行高渗透压处理,进而使用含有较高浓度蔗糖的培养基进行恢复培养的方法简便有效,可以促进分化能力提高,转化效率可达2.1％。     

大豆病程相关蛋白PR-5及其同源蛋白TPLs的生物信息学分析

大豆病程相关蛋白PR-5又称为类甜蛋白TLPs,广泛分布于高等植物体内,各种生物和非生物胁迫诱导(病原微生物、渗透胁迫,机械损伤和植物激素等)均可诱导其表达。本研究以PR-5编码基因Glyma01g42670.1为目的基因,对该基因及其同源蛋白的结构和功能进行了分析;通过生物信息学的方法,共筛选获得42条大豆TLPs蛋白质序列,并用Mega 4.1软件构建其系统进化树;同时对Soy Base中的大豆TLPs相关的表达数据进行分析。结果表明:大豆病程相关蛋白PR-5的编码基因Glyma01g42670.1编码240个氨基酸的多肽链,p I 6.26,是一种酸性蛋白,属于疏水蛋白,该蛋白质具有典型的TLP家族的保守结构域,具有指导PR-5蛋白的跨膜转移(定位)的N端信号肽序列,PR-5蛋白不含有跨膜螺旋结构,主要存在于质外体中,属于分泌蛋白,推测该蛋白具有内切葡聚糖酶的催化活性,进化分析表明:该编码基因与拟南芥的NP_192902.1基因属于直系同源基因,它们是具有相同功能和共同起源的基因,组织表达特异性分析表明该基因主要在根部和花中表达。     

用花粉管通道法将Bt杀虫基因导入玉米自交系的研究

本文利用花粉管通道技术,以生产上优良玉米自交系7922、340、444、4112、吉853、8902、吉835、吉846、Mo17为材料,将Bt杀虫蛋白基因导入这9个玉米自交系中,在D₁代对转基因的800株植株进行PPT(300X)筛选,转基因植株成活率为30%,对其中60株进行PCR分子检测,得到3株抗性转化植株,证明目的基因已转入玉米中,转化率为0.375%。     

基因枪轰击成熟花粉粒转化玉米的研究

研究了利用基因枪轰击花粉粒再授粉的基因转化途径,将豇豆胰蛋白酶抑制剂基因穴CpTI雪成功导入玉米受体中。卡那霉素筛选结果表明,非转化植株经1000mg/kg卡那霉素溶液处理后白化、死亡,余下大量健壮、可育的抗性植株,转化率约1.59%。通过对抗性植株进行PCR和PCR-Southern检测,初步确定CpTI基因已导入玉米基因组。饲虫实验结果表明,转化植株具有较强的抗虫性。     

粘类小麦CMS恢复基因Rfv1快速定向转育体系的研究

为了实现粘类小麦雄性不育恢复基因Rfv1的定向转育,创制优良的粘类非1BL/1RS小麦雄性不育新恢复系,以携有粘类小麦雄性不育恢复基因Rfv1的恢复系亲本5253、5383为供体,以西农Mp1、西农Mp2(化杀杂交小麦新品种西杂1号、西杂5号的父本)为受体,采用定向回交转育方法,结合根尖细胞学镜检、复合引物多重PCR等技术,进行了恢复基因Rfv1的定向转育与检测,育成既携有Rfv1恢复基因,又具有西农Mp1、西农Mp2核基因背景的粘类非1BL/1RS小麦雄性不育新恢复系.本研究表明:(1)根尖体细胞随体鉴定和复合引物PCR分析,不仅能准确地鉴定出1BL/1RS纯合易位系,而且可以鉴定1BL/1RS·1BL/1BS R~(fv1)易位杂合体.其中复合引物PCR更适合于回交后代中大量目标种子的筛选;(2)恢复基因转育后代定株与不育系测交,依据测交恢复度可准确确定恢复基因在回交后代的延续,恢复基因定株定向转育与性状选择结合可大大提高转育后代的实际应用效果;(3)本研究提出的粘类小麦雄性不育恢复基因Rfv1定向转育体系,可有效地实现小麦由化控强优势组合向三系强优势组合的定向转化,即生理型不育途径向遗传型不育途径的定向转化,进而建拓一套杂交小麦强优势组合多途径利用新体系.