CspB基因植物表达载体的构建及转化玉米自交系的研究

利用来自Bacillus subtilis细菌的CspB基因(Gene ID:936224)构建了Ubiquitin启动子驱动的CspB基因植物表达载体PBPC-CspB-bar,以bar基因为抗性筛选标记,通过花粉管通道法将构建的表达载体转化到玉米自交系京501、京517和吉444,通过喷洒除草剂筛选得到60株草丁膦抗性植株,用PCR检测得到48株bar基因阳性植株,将获得的转基因植株进行CspB基因PCR鉴定,获得13株同时整合CspB和bar的转基因株系。     

35S启动子甲基化引起棉花转基因沉默

 用带PBI121质粒的农杆菌LBA4404菌株转化泗棉3号胚性愈伤组织,获得的再生植株进一步对gus和nptⅡ基因进行PCR跟踪检测,共得到97株阳性转基因植株。GUS组织化学检测发现,97株转基因幼苗中有10株GUS检测阴性,嫁接后,只成活一株。利用来源于同一愈伤系的GUS检测阳性植株作为对照,对这一GUS检测阴性的植株进行gus基因沉默机理研究。Southern分析表明,该GUS检测阴性植株与GUS检测阳性植株有相同拷贝数。GUS组织化学检测和RT-PCR分析显示,gus基因在GUS检测阴性植株中没有表达,而nptⅡ基因在这两株转基因棉花中都表达。用限制性内切酶-PCR法分析35S启动子区甲基化发现：GUS检测阴性植株35S启动子区TATA box的HapII/MspI酶切位点发生甲基化,而GUS检测阳性植株该位点没有甲基化。以上研究表明,这株gus沉默的转基因棉花可能是由于其35S启动子区甲基化引起的。     

基于花粉介导法转化的玉米自交系抗病植株的获得

【研究目的】将几丁质酶基因导入玉米自交系,获得抗玉米丝黑穗病的转基因植株。【方法】采用花粉介导法进行转化,获得的种子及后代植株检测方法包括：潮霉素抗性筛选、PCR扩增、Southern blot杂交分析以及田间抗病鉴定。【结果】通过转化获得种子43粒,对种子进行潮霉素抗性筛选得到9株抗潮霉素植株;经PCR检测,Southern blot杂交分析得到5株转基因植株。田间抗病鉴定结果显示,转基因植株或株系的丝黑穗病抗性提高1～2级。【结论】花粉介导法转化玉米自交系是获得抗病育种材料的一条快捷、有效的途径。     

转兔角蛋白基因改良棉纤维品质研究

通过花粉管通道转基因技术,将E6启动子驱动的兔角蛋白基因导入高产棉花品种苏棉16号。所用转基因表达载体还含有选择标记基因NPTⅡ(卡那霉素抗性基因)及Gus报告基因。对转化体后代的检测结果表明,T1代有2.1%呈现Gus阳性,在Gus阳性株中84.6%具有卡那霉素抗性。用依据E6启动子序列和兔角蛋白基因序列设计的两对引物,对经过上述筛选的植株进行PCR检测,多次重复,最终确定3株结果稳定的转兔角蛋白基因棉株。从品质分析结果看,这3个株系成熟棉纤维的品质部分得到改良,尤其比强度有较大幅度提高,与转基因受体相比平均提高6.3cN·tex 1。     

花粉管通道法转化蓖麻的研究

为验证花粉管通道法进行蓖麻转基因研究的可行性，优化花粉管通道法导入方式及导入时间，为花粉管通道法转基因技术在蓖麻分子育种的应用提供参考依据。采用荧光显微观察对蓖麻品种通蓖5号人工授粉后花粉萌发及花粉管生长情况进行了研究，结果表明，花粉管通道法转化蓖麻的最佳时间为授粉后6～24 h。利用花粉管通道技术，将含有GUS基因的植物双元表达载体pPZP221 SGN导入蓖麻品种通蓖5号。对85株T0植株进行PCR检测，得到10株阳性转化植株，阳性率约为11．8％。     

抗玉米丝黑穗病转基因株系的分子检测及抗病株系选育

采用花粉介导方法将质粒pGL II_RC_1导入玉米自交系海92_1中,获得了T0种子128粒,种子经潮霉素抗性筛选得到抗潮霉素植株16株。对抗性植株分离的统计分析表明,多数情况下几丁质酶基因以单拷贝形式导入转基因植株,后代分离比约为3∶1。抗性苗移栽到大田后,5~6叶期取样进行PCR扩增、PCR Southern blot杂交分析,对T1的分析结果表明,几丁质酶基因已导入转基因植物细胞中。对T2,T3植株的检测结果显示,目的基因已整合到转化植株基因组中并可随植株世代稳定遗传。田间抗病鉴定结果表明,转基因植株及后代的玉米丝黑穗病发病率明显比对照降低。根据分子检测及田间抗病鉴定结果,得到GH05024,GH05028 2个抗丝黑穗病的纯合转基因株系。     

转il-4基因番茄的分子检测及田间分析

通过花粉管通道介导il-4基因转化番茄L402、中疏4号、强力米寿和大黄4个品种.利用PPT抗性筛选、PCR扩增、PCR-Southern杂交和Western技术,对il-4基因转化番茄的后代进行检测,并对il-4基因在T3代番茄中的传递规律、T3代植株的田间表现进行调查.研究结果表明,T3代植株中il-4基因的分离情况不符合阳性植株数:阴性植株数=3:1的孟德尔分离规律,转il-4基因阳性植株数偏低.与非转基因植株(对照)相比,转il-4基因阳性植株的开花期延迟、田间抗病性下降、植株高度变矮、结实数/株减少、单株结果数减少,生长势和结实能力等综合农艺性状明显降低.而转基因阴性植株的综合农艺性状与非转基因植株(对照)相比,则差异不显著.花粉管通道法可以介导il-4基因转化番茄,il-4基因可以在转化后代中遗传.     

黄瓜花粉管通道法抗虫基因导入及卡那霉素抗性筛选

研究了不同浓度卡那霉素（Km）对未转化黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响,建立了转基因黄瓜卡那霉素抗性筛选体系。种子首先播在含Km200mg／L的1／2MS培养基中,能有效地抑制黄瓜幼苗生长,10d后剪掉根系扦插移栽于蛭石中,能促使非转基因植株衰弱或死亡,有效地加速筛选。应用该筛选体系对花粉管通道法获得的抗虫转基因黄瓜T0种子进行初步筛选,获得Km抗性植株,抗性植株筛选率为1．6％,其中8．9％经PCR分子检测为阳性植株,初步证实EQKAM抗虫基因已整合到黄瓜基因组中.     

转大豆Na~+/H~+逆向转运蛋白GmNHX1基因植株的获得

制约大豆生产的因素很多,土壤盐渍化就是其中之一。大量研究证明过表达NHX逆向转运蛋白可以提高植物的耐盐性。为获得耐盐性良好的转基因大豆材料,我们将大豆Na~+/H~+逆向转运蛋白(GmNHX1)基因构建到植物表达载体pCAMBIA3300上,应用农杆菌介导法将GmNHX1导入大豆品种黑农56和黑农59中,共获得18个转基因株系,并对T_1代转基因株系进行了PCR和实时荧光定量PCR检测。PCR结果表明转基因后代株系呈阳性的植株有4株;经Real-time PCR检测该4个PCR阳性转基因株系的G NHX1基因表达水平均高于对照株系;200 mmol/L NaCl溶液的盐试结果表明;对照植株的生长速度滞缓于4个转基因株系的生长速度。     

小麦花粉管途径转化及高效筛选体系的建立

本文报道了一种从大量花粉管途径转化处理后代中快速有效地筛选到转基因植株的方法。转化质粒为含bar筛选标记基因的天麻抗真菌蛋白(GAFP)与兔防御素(NP-1)双价抗病基因植物表达载体(pBI35S-gafp-NP1-bar),受体小麦品种为扬麦158和Alondra。对花粉管途径转化处理获得的种子分3步进行筛选鉴定：首先,转化处理种子密播于塑料盘中,待小苗长到3叶期时,用浓度为120mg／L的Basta除草剂弥雾喷施筛选,约10d后绝大部分小苗变黄枯死,只有约1％的高抗Basta除草剂的T0小苗存活;然后对其Basta抗性植株用gafp基因引物进行PCR检测,其中62．5％的Basta抗性植株为PCR阳性;最后将T0代PCR阳性植株后代种子(T1)分别发芽并按株系混合取样提取DNA,分别用gafp和bar基因引物进行PCR检测验证,结果均为阳性。表明外源基因已整合入小麦基因组并由T0代植株稳定遗传到T1代,同时证明该筛选方法是可靠有效的。     

大豆DNA导入引起大麦籽粒蛋白含量及氨基酸含量变异的遗传稳定性分析

采用花粉管通道法和两种不同压力基因枪法将大豆总DNA导入大麦，提高了大麦后代籽粒的蛋白质含量和必需氨基酸含量。四代大麦籽粒蛋白质含量追踪分析及第四代籽粒氨基酸含量分析结果表明，部分大麦籽粒的高蛋白含量及质量变异性状能够稳定遗传。本试验还分析比较了两种DNA导入法，采用基因枪法比花粉管通道法在保持后代高蛋白遗传稳定性方面效果更好。在两种不同压力基因枪处理中，1300psi压力处理比1500psi压力处理更适合大豆总DNA的导入。在本试验中我们还获得了两个高蛋白性状较稳定的穗行，它们的蛋白质平均含量分别比对照提高20．67％和17．99％。     

利用花粉管通道法将查尔酮合酶基因导入仙客来

查尔酮合酶(chalcone synthase—A,CHSA)是花色素合成途径中的一个关键酶,它在植物中表达的量可能影响花的颜色。本项目从矮牵牛(Petunia hybrida)特定发育阶段的花瓣的cDNA中,克隆到查尔酮合酶基因CHSA,插入到含有花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子的植物中间表达载体pBI12l和pWM101中,首次通过原位生殖系统导入法(具体采用花粉管通道法)转化仙客来,成功地得到4400余粒仙客来转化种子,8株白花植株的个别花瓣出现了黄斑或略显黄色,甚至个别花瓣变成了黄色花瓣：3株白花植株的个别花瓣一半变成了桃红色(二乔),甚至整个花朵完全变成了桃红色。转基因仙客来经PCR检测呈阳性。     

植酸酶phyA基因的密码子优化及其在大豆中的表达

植酸是植物源食品中的主要抗营养成分, 降低植酸含量可有效提高大豆的营养利用率。本文根据大豆密码子使用偏好性, 对无花果曲霉植酸酶phyA基因进行密码子优化, 人工合成了适合在大豆中表达的phyA(b)基因。以pCAMBIA3301为骨架, 构建由大豆凝集素基因启动子和信号肽序列调控的植物表达载体pCBPS-phyA(b)。用农杆菌介导法遗传转化吉林35大豆子叶节。PCR检测表明目的基因已初步整合至大豆基因组中; bar试纸条表明所有阳性植株中均能检测到bar基因的蛋白产物; 除草剂叶片涂抹显示野生型的叶片出现黄化或枯萎现象, 而转基因植株叶片表现正常, 具除草剂抗性; 以半定量RT-PCR共筛选到13株转phyA和19株转phyA(b)阳性转基因大豆植株。通过对转基因大豆T3种子中植酸酶活性、无机磷和植酸磷含量等检测, 证明人工基因phyA(b)比phyA在大豆种子中所表达的植酸酶具有更高的活性, 说明密码子优化有利于提高外源基因的表达。     

利用花粉管通道法将外源DNA导入水稻之研究进展

外源DNA直接导入技术以DNA片断杂交假说为理论基础，直接将目的基因或带有目的性状供体遗传物质（总DNA）通过花粉管通道法导入水稻植株，创造大量的变异材料，通过筛选获得目的性状的后代和新品种。由于简单、易行、不受受体植物种类的限制，已被越多的育种者所接受，在水稻的抗病、米质、丰产性上等各方面广为应用。介绍了外源DNA导入方法、外源基因导入类型、后代遗传变异特点及影响花粉管通道法导入的因素，优点、局限性进行了分析，同时提出了问题和展望。     

AtNHX1基因转化番茄及其耐盐碱性分析

高盐是限制作物生长发育和产量最严重的非生物胁迫之一,提高作物的耐盐性已成为一个日益紧迫的研究课题。将含有AtNHX1基因的表达载体pFYC-AtNHX1和含有bar基因的质粒pCAMBIA3300等量混合,采用花粉管通道法共转化番茄。经PPT抗性筛选后,PCR扩增获得12株导入了AtNHX1基因的番茄植株,Southern杂交分析表明该基因已经整合到番茄基因组中,通过RT-PCR检测到了AtNHX1基因的表达。在150 mmol/L NaCl处理下,转基因植株T1代对NaCl耐性显著增强。对转AtNHX1基因番茄T2代进行80 mmol/L碱性盐NaHCO（3pH 8.25）胁迫,以此评价转AtNHX1基因番茄对碳酸盐的耐受性。叶片相对电导率检测结果表明,AtNHX1基因的导入确实提高了番茄对碱性盐NaHCO3的耐受性。培育并栽种转AtNHX1基因的耐盐碱番茄将会降低盐渍化环境对番茄生长发育的影响。     

利用花粉管通道法将兔防御素NP-1基因导入小麦的研究

兔防御素NP-1是抗性谱最广的防御素之一。为提高小麦的抗病虫能力,培育优质高抗的小麦品种,采用花粉管通道法将兔防御素NP-1基因导入优质小麦品种G8901。对得到的193株T0植株进行抗除草剂筛选,获得4株抗性植株。通过PCR及PCR-Southern杂交,证实了NP-1基因已经整合到转基因植株的基因组中,并稳定遗传到T1。田间抗病虫鉴定结果表明,这些植株对于白粉病、叶锈和条锈病有较强的免疫力和抗性,但对于蚜虫的抗性没有明显提高。     

The Suaeda liaotungensis kitag betaine aldehyde dehydrogenase gene improves salt tolerance of transgenic maize mediated with minimum linear length of DNA fragment

In this research we established a particular vector-free and marker-free plant transformation system of maize to overcome the obstacles of biosafety limits. The BADH gene was introduced into maize by pollen-tube pathway, using the principle of minimum linear length of the transformation element, which was composed of only the BADH gene, expression regulatory sequence (35S CAMV promoter, NOS terminator), and T-DNA border sequence at both sides. Twenty-seven of 2076 transformed samples were positive in PCR amplification and the PCR positive rate of T₁ generation was 1.3%. Further Southern blotting results indicated that the BADH gene was integrated into maize genome. Transgenic lines of progeny were examined for tolerance to NaCl by induced salt stress with 250 mM NaCl Hoagland solution. After 15 days of treatment, 73.9–100% of the transgenic seedlings survived and grew well, whereas most wild-type seedlings wilted and showed loss of chlorophyll. Only 8.9% of the wild-type plants survived but gradually died after salt stress. The electrical conductivity of the transgenic line of progeny after salt stress was lower than wild type. The transgenic progeny had higher glycinebetaine and Chlorophyll content than wild type after salt stress.     

利用花粉管通道转化谷子DNAj基因获得转基因小麦

为提高小麦的抗旱能力,采用花粉管通道法将本实验室克隆的谷子抗逆相关基因DNAj转入小麦中.对授粉方式、柱头处理方式、质粒DNA浓度及DNA稀释试剂等因素对结实率的影响进行了对比,结果只有授粉方式对结实率的影响有显著差异,其他条件下结实率均未显示显著差异.对转化获得的703株T0小麦植株提取DNA进行分子检测,有1株小麦稳定扩增到了预期的1 260 bp的目的基因片段.虽然转化效率偏低(1.42‰),但说明利用花粉管通道法将谷子的抗逆相关基因DNAj导人小麦是可行的,为创造抗逆性改良的小麦新材料奠定了基础.