利用双T-DNA载体系统获得无选择标记转基因菊花的研究

为获得具有无选择标记的转基因菊花,构建了一个双T-DNA超级双元载体pCAMBIA1301-gus,其中一个T-DNA结构域中含有选择标记基因hpt,另一个T-DNA结构域中含有目的基因gus,而且两个T-DNA结构顺序相连,中间没有其他插入序列。利用农杆菌介导转化菊花幼嫩茎尖薄层细胞,共获得506个抗性植株,通过PCR和Southern杂交检测表明共转化率为38.4%,对其中17个同时整合了hpt和gus基因的植株自交获得的T1代株系进行检测,发现约有15.8%的T1代植株中不含选择标记基因hpt,结果表明双T-DNA载体系统能有效地用于培育无选择标记转基因植物。     

无选择标记的植物表达载体的构建

以双元载体pBINPLUS为基础,在T-DNA侧翼区通过两次特异PCR、酶切和连接相结合的方法,构建了一个无标记载体pBINMF (marker-free vector)。通过酶切后测序分析,这个无标记载体在T-DNA左、右边界之间只有一个多克隆位点 (multiple cloned sites, MCS)。为了验证该载体的遗传稳定性,将gus基因克隆到该载体上并通过农杆菌介导的方法转化番茄栽培品种Moneymaker,特异PCR扩增目的基因和GUS组织染色结果表明,gus基因已经整合进入番茄基因组并得以表达。该载体为今后直接获得无标记基因、生物安全的转化体,尤其为象马铃薯、木薯等无性繁殖材料的无标记基因转化提供了可靠、有效的工具。     

农杆菌介导Cry1Ac基因转化菊花

 用农杆菌介导法, 以茎段(节间) 为外植体, 将含有苏云金芽孢杆菌(Bt) 毒蛋白Cry1Ac基因的植物遗传载体导入菊花(切花菊) 品种‘日本黄’中, 得到126株抗性植株, PCR检测及基因组DNA的Southern杂交分析表明Cry1Ac基因已整合到菊花总DNA中, 共获得6株转基因植株。利用棉铃虫做转基因植株的盆栽和叶片平皿试验, 发现其中2株对棉铃虫具有很高抗性, 校正死亡率达90%以上; 1株对棉铃虫具有高抗性, 校正死亡率达80%以上; 3株对棉铃虫抗性较明显, 校正死亡率44.7%～60.9%。     

蓝猪耳启动子捕获系统的建立

为了分离基因启动子,构建了陷阱植物表达载体pHAHCA,用农杆菌介导的无启动子GUS方法转化蓝猪耳,经抗性筛选和PCR检测,获得82株转基因植株,转化率达12.5%.12株GUS染色呈阳性,其中10株GUS在叶脉表达,2株在茎和叶脉表达.对转基因植株进行盐胁迫处理,有1株根部出现GUS染色蓝色斑点.通过TAIL-PCR扩增和测序,获得5个T-DNA侧翼序列.     

紫红线茄转基因体系的优化及基因SmARF8基因RNA干涉表达载体的遗传转化

建立了以紫红线茄下胚轴为外植体的高效转基因体系。利用该方法,以获得茄子SmARF8基因RNA干涉转基因植株为目的,构建了以NPTⅡ基因为筛选标记的融合表达载体pCAMBIAI 35S-2300-SmARF8-INT,并通过农杆菌介导,侵染茄子下胚轴外植体。含有2 mg · L^-1吲哚乙酸,0.5 mg · L^-1玉米素,25 mg · L^-1卡那霉素和500 mg · L^-1头孢氨苄的MS选择培养基可直接诱导外植体产生转基因分化苗,再生率达到80%。转基因苗继续生长并在不含激素的MS培养基上产生健壮根系,最终获得转基因株系。RT-PCR和qRT-PCR分析验证了T₀代转基因株系中内源基因SmARF8被干涉后不表达或表达量降低,Southern blot分析显示选择的T₀代转基因株系中存在1个T-DNA插入拷贝。以上研究结果表明利用建立的转基因体系SmARF8基因在茄子中被成功敲除。     

番茄无选择标记转化体系的研究

以含多毛番茄GGPS 基因的表达载体pBI121-GGPS 和无标记载体pBINMF-GUS 为基础,利用载体pBINMF-GUS 的T-DNA 区无选择标记基因的特点,将目的基因GGPS 连接于pBINMF-GUS 的T-DNA 中,用农杆菌菌株EHA105、C58 介导转化番茄品种中蔬6 号,利用PCR 直接筛选转化体。结果表明：MS+1.0 mg·L^-1 ZT+0.5 mg·L^-1 IAA 为子叶最佳芽诱导培养基,农杆菌菌株EHA105 更利于中蔬6号的转化,获得阳性植株4 株,转化率为3.6%。PCR 及RT-PCR 检测结果表明：目的基因已整合到中蔬6 号基因组中,且在转录水平上得到表达。     

葡萄糖氧化酶( GO ) 基因在番茄中的遗传转化

 将来自黑曲霉的葡萄糖氧化酶( glucose oxidase, GO ) 基因与病原诱导启动子Prp1-1融合,构建了植物表达载体pCPGO, 该载体具有抗除草剂PPT选择标记。经农杆菌介导转入番茄自交系, 获得了阳性转基因植株58株, Southern杂交结果表明, GO基因已整合到番茄基因组中。通过淀粉- KI显色反应和定量检测, 表明GO基因已经表达。转基因植株花器及开花正常, 种子一旦萌发, 其生长、发育各时期均正常。但结实率有所减少, 种子萌发率有所降低。用番茄叶霉病( Fulvia fulva) 病原菌1.2.3.4生理小种侵染T₁ 代转基因植株, 结果显示转基因番茄植株的抗病性有不同程度的提高, 多数发病时间推迟, 病情明显减轻。经测定与抗病性相关的几个指标, 结果转基因番茄叶片中SOD、POD、CAT的活性和蛋白质含量均增高。     

双T-DNA共转化获得转基因番木瓜

番木瓜采后期间的迅速软化现象,导致果实的货架期十分短暂。利用RNAi-β-Gal双T-DNA植物表达载体p2301/TTRG,通过农杆菌介导,探索了液体振荡转化法和浸泡转化法对番木瓜胚性愈伤组织共转化效率的影响。经抗生素敏感性测定,将卡那霉素筛选质量浓度确定为150mg·L-1。在该质量浓度下,2种方法均获得了转基因再生植株,但转化效率仍较低。正交试验结果表明,浸泡转化法中各处理因素的作用大小为:AS质量浓度共培养时间=菌液光密度值=侵染时间,最佳共转化组合为:100μmol·L-1AS+菌液光密度值0.2+侵染20min+共培养3d。经PCR和Southern杂交检测,所获得的5株再生植株中有2株为共转化的结果,诱导了其中1株生根并移栽。为进一步选育无选择标记基因的抗软化转基因番木瓜奠定了基础。     

沙冬青AmCSDP基因特性及转基因烟草的抗寒性分析

冷休克结构域蛋白(CSPs)是含有不同数量冷休克结构域(cold shock domain,CSD)的低温响应蛋白,在低温胁迫中发挥重要作用。以沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)为材料,克隆得到了冷休克结构域蛋白基因AmCSDP。生物信息学分析显示AmCSDP(Gen Bank登录号:KX756575)全长540bp,编码180个氨基酸,二级结构由8.9%的α–螺旋、47.8%的β–折叠和43.3%的无规则卷曲组成,其N端含有冷休克结构域。进化分析表明沙冬青与花生同源性最高。构建了AmCSDP真核表达载体Pcambia2300-35S-AmCSDP-OCS,经农杆菌介导转入本氏烟中。对转基因T1代和野生型烟草进行4℃低温胁迫处理,结果证实转基因本氏烟比野生型的耐冷能力强。     

农杆菌介导PSAG12-IPT基因转化辣椒的研究

异戊烯基转移酶(Isopentenyl-Transferasas,IPT),也称作细胞分裂素合成酶,是植物中细胞分裂素合成的限速酶。IPT在转基因植株中超表达后,会使叶片中的细胞分裂素含量增加,从而延缓叶片衰老。但过高对植物的生长和育性都是有害的。如果将衰老特异性启动子(PSAG)与IPT基因融合,在它的驱动下表达,只有在叶片衰老时才表达合成分裂素,既能延缓衰老又不影响植物的生长发育。以p CAMBIA1301-PMI表达载体为基础载体,用衰老特异性启动子驱动目的基因IPT,用辣椒Flamingobill外植体作受体,采用农杆菌介导的方法转化辣椒,并利用甘露糖筛选体系对辣椒转化体进行筛选,对转基因植株进行分子生物学检测和抗衰老检测。结果表明,共获得82株抗性植株,PCR检测的阳性率约为50%。而在对T1代的PCR检测表明该基因能稳定遗传给下一代。这些经转化的植株具有叶片衰老延缓及植株生命周期延长等现象,花的衰老也有所延缓。T1的株高和侧芽萌发与对照相比无明显差异。