转基因技术在小麦遗传改良中的应用

概述了自第一株转基因小麦问世以上转基因小麦研究取得的巨大进展,简要介绍了基因枪法、农杆菌介导法和花粉管通道法等基因转化方法,对转基因技术在获得抗除草剂、抗病虫、抗逆、改良品质和雄性不育转基因小麦植株等方面的应用情况进行了回顾,指出了转基因小麦研究中存在的主要问题,展望了转基因小麦前景。     

实时荧光定量PCR技术在转基因玉米检测中的应用研究

采用实时荧光定量PCR技术，通过使用特异的引物和探针，对玉米中的内源基因Invertase和转基因玉米Mon 810、Event 176中的外源基因进行了定量检测，建立了商业化转基因玉米Mon 810 (YieldGard)和Event 176 (Maximizer)的定量PCR检测方法。该方法的检测灵敏度小于0.01％，是国际上设定的转基因最低限量的100倍。     

花粉管通道转基因技术及在小麦分子育种中的应用

文章首先简要回顾了花粉管通道法转基因技术的发展历程,并从花粉管通道法转化的发育及分子证据的提出出发,详细介绍了转化的作用机理和操作技术,提出花粉管通道法转基因技术是一种十分有效的转基因技术,并以变异频率高,性状变异广泛,类型丰富,稳定快,一次导入片段多及低成本等优点而受到科研工作者的亲睐;其次,就花粉管通道转基因技术在小麦分子育种中的应用进行了综述,指出花粉管通道转基因技术在小麦品质创新及分子育种中具有特殊的意义,主要体现在品质改良育种和抗性育种方面,并且取得了可喜的成就,选育出了一系列新品系,如春小麦89122,丰富了品质资源;最后,就花粉管通道法转基因技术存在的问题和应用前景进行了探讨和展望。     

小麦转基因技术的研究现状及在育种上的应用

近年来，利用植物转基因技术以提高作物产量，改善品质，增强抗病虫和抗逆能力，在生产上已卓见成效，小麦是重要的农作物，其转基因技术更是深受关注，概述了小麦转基因技术的研究现状，指出了其存在的主要问题，并对转基因技术在小麦育种中的应用作出展望。     

共转化法剔除转基因小麦中的bar基因

利用PCR检测了268株转小麦黄花叶病病毒复制酶基因T3代植株,初步筛选出只含有功能基因(WYMV-Nib8基因)而不含有筛选标记基因(bar基因)的转基因小麦植株28棵,为转基因小麦的安全性种植提供了保障。同时对无标记基因的转基因植株进行了叶片涂抹除草剂验证,探讨了叶片涂抹除草剂结合目的基因PCR检测筛选无选择标记转基因植株     

根癌农杆菌介导获得稗草Ecppc转基因小麦的研究

采用携带pUbi-Ecppc质粒的3个根癌农杆菌菌株（LBA4404、EHA105和C58c1）,对经过预培养10~12 d的春小麦品种扬麦158、Bobwhite和扬麦12的幼胚愈伤组织进行了遗传转化。对筛选中的抗生素浓度、菌液浓度、共培养温度和时间、受体基因型、菌株-质粒组合等影响转化的重要因素进行了研究。首次将单子叶野生C₄植物稗草的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因（Ecppc）导入小麦受体基因型,并得到具有潮霉素（Hyg）抗性的转化植株。从816块共培养愈伤组织中转化得到34株抗性植株,其中14株PCR检测为阳性。扬麦158的转化效率达3.03%。Southern和RT-PCR分析表明外源基因已整合到小麦基因组并得到正确的转录。生理学检测显示,转基因小麦植株的光合速率和PEPC活性都有所提高。说明Ubiqintin基因启动子控制的稗草PEPC cDNA基因在小麦中可以正确表达和起到一定的生理作用。这些工作为进一步探讨PEPC对小麦光合作用及其他生理过程的影响奠定了基础。     

根癌农杆菌介导获得稗草Ecppc转基因小麦的研究

采用携带pUbi-Ecppc质粒的3个根癌农杆菌菌株（LBA4404、EHA105和C58c1），对经过预培养10~12 d的春小麦品种扬麦158、Bobwhite和扬麦12的幼胚愈伤组织进行了遗传转化。对筛选中的抗生素浓度、菌液浓度、共培养温度和时间、受体基因型、菌株-质粒组合等影响转化的重要因素进行了研究。首次将单子叶野生C₄植物稗草的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因（Ecppc）导入小麦受体基因型，并得到具有潮霉素（Hyg）抗性的转化植株。从816块共培养愈伤组织中转化得到34株抗性植株，其中14株PCR检测为阳性。扬麦158的转化效率达3.03%。Southern和RT-PCR分析表明外源基因已整合到小麦基因组并得到正确的转录。生理学检测显示，转基因小麦植株的光合速率和PEPC活性都有所提高。说明Ubiqintin基因启动子控制的稗草PEPC cDNA基因在小麦中可以正确表达和起到一定的生理作用。这些工作为进一步探讨PEPC对小麦光合作用及其他生理过程的影响奠定了基础。     

小麦光腥黑粉菌对小麦三种防御酶活性的影响

为明确小麦光腥黑粉菌侵染小麦后对小麦茎、叶、穗部防御酶活性的影响,本研究以高感小麦光腥黑穗病品种'东选3号'和高抗小麦矮腥黑穗病品种'伊农18/兰考矮早8号'为供试材料,测定小麦被光腥黑粉菌侵染0～6 d后,小麦的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧歧化物酶(SOD)的活性变化.研究表明,两个小麦品种的防御...     

聚丙烯酰胺电泳技术在小麦纯度鉴定中的应用研究

在国家农作物种子检验规程（GB／T3543—1995）颁布的小麦种子醇溶蛋白聚丙烯酰胺电泳技术鉴定品种的标准程序基础上。对样品的提取时间及环境温度、凝胶的制备及电泳方式等影响电泳效果的主要技术环节进行了研究和改良，使该技术具有操作简单快捷、凝胶质量好、易剥胶、分辨率高等优点，比原方法更具有可操作性。     

组织特异表达启动子RSS1P在转TiERF1基因小麦中的应用

从水稻叶片中克隆了一个韧皮部组织特异表达的水稻蔗糖合酶启动子(RSS1P),将RSS1P与中间偃麦草乙烯反应因子基因TiERF1相融合构成组织特异表达的TiERF1基因表达盒,取代pAHC20中Ubi::bar基因表达盒,构建成无选择标记的韧皮部组织特异表达的pA20-RSS1P::TiERF1载体。利用基因枪将pA20-RSS1P::TiERF1与pAHC20载体混合、共轰击小麦品种扬麦12的幼胚愈伤组织,获得转RSS1P::TiERF1基因小麦。对该转基因小麦T₀和T₁代植株进行PCR、PCR-Southern、半定量RT-PCR和荧光定量PCR分析,证实外源RSS1P::TiERF1基因已转入受体,并且具有可遗传性;转入的RSS1P::TiERF1基因仅在根、茎、叶中表达,以根部表达量最高,在种子内不表达。纹枯病抗性鉴定和主要农艺性状考察结果表明,与受体扬麦12相比,转RSS1P::TiERF1基因小麦对纹枯病的抗性有明显提高,与转Ubi::TiERF1基因小麦的抗病性相当,而且转RSS1P::TiERF1基因小麦的农艺性状没有明显改变,说明可以利用RSS1P启动子创造更实用的转基因小麦新种质。     

小麦转基因技术研究进展及其在育种中的应用

近年来,利用转基因技术以提高小麦产量、改善品质、增强抗病虫和抗逆能力,相关研究已卓见成效。主要对目前小麦转基因技术研究现状、主要的转化方法、转化效率、影响因素、转化目标基因、相关报告基因与选择标记基因的应用以及外源基因的表达调控等做了简要总结,对小麦转基因存在的问题及育种潜力进行了分析和展望。     

海藻糖合酶基因转化黑麦草及耐旱性研究

以多年生黑麦草(Lolium perenne L.)种子成熟胚为外植体,在MS附加5 mg/L 2,4-D、500 mg/L的L-脯氨酸、130 mg/L天门冬酰氨、10 mg/L AgNO3的诱导培养基(MSJ)上诱导胚性愈伤组织.用基因枪法将ubiqutin启动子驱动的海藻糖合酶基因(TPS基因)转入多年生黑麦草的胚性愈伤.在含有5 mg/LBialaphos的选择培养基上经过2个月的抗性筛选,抗性愈伤组织在分化培养基上生成了898株再生植株,其中的220株检测为阳性株,检测的阳性率占供检株数的24.5%.PCR分析及PCR-Southern杂交鉴定表明,TPS基因已整合到黑麦草的基因组中.抗旱性鉴定表明,转基因黑麦草在干旱胁迫条件下的保水能力增强,电解质渗出率明显低于对照,耐旱性提高.     

转基因抗虫小麦中sgna基因的遗传分析及抗虫性鉴定

利用基因枪介导将抗蚜虫的sgna基因导入了长江中下游地区小麦栽培品种扬麦158，得到了6棵转基因植株。PCR和RT-PCR检测分别证实了sgna基因的整合和表达。通过分析转基因植株的T1代和T2代，发现sgna基因的遗传并不符合孟德尔的遗传规律。抗蚜虫鉴定试验证明含有sgna基因的植株对蚜虫有明显的抗性，转基因植株可以显著降低蚜虫     

Factors Affecting Growth and Harvest Index in Pea (Pisum sativum L.) Varieties Differing in Time of Flowering and Maturity

Three varieties of Pea ( Pimm sativum L.) viz. EC33866 (early), P-116 (medium) and T-163 (late), differing in their flowering and maturity times, were taken for this study. The early variety recorded lower dry matter, CO₂ exchange rate and lower yield. The harvest index (HI) was the highest (44 %) in this variety. Though medium and late varieties did not differ significantly in dry matter accumulation and pod yield, they differed in their HI. The HI in the medium variety is 42 % but in the late variety it is only 36%.
The late variety maintained high leaf area, leaf dry weight, high shoot/root, shoot/nodule and root/nodule ratios, increased nodule dry weight and maximum glycolate oxidase activity. But acetylene reduction activity was low, and the harvest index was lowest. On the other hand, in the early variety the dry matter accumulation was lowest but HI was highest. The major reasons for high HI in this variety were translocation of photosynthates to reproductive organs and lower photorespiration as indicated by low glycolate oxidase activity.     

水稻组织特异型人工合成启动子的设计、构建及功能鉴定

合成启动子是合成生物学的一个重要研究领域及研究热点。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,亦是禾本科作物功能基因组研究的模式植物。本研究旨在对水稻组织特异表达启动子的合成作有益尝试。根据已发表的文献选取了一些与组织特异表达相关的顺式元件,将它们以不同的方式组合并连接Mini 35S核心启动子以驱动GUS报告基因的表达。转基因水稻的GUS组织化学染色和酶活测定结果证实,通过上述方法在水稻中成功构建出组织特异型合成启动子,同时也揭示了顺式元件在合成启动子中不同的组合方式对启动子的表达活性和表达模式起着关键作用。本研究为植物合成启动子的设计思路和构建方法提供了有益信息和实践基础。     

小麦NBS类抗病相关基因片段RGA-A的初步研究

利用同源序列法分离小麦抗病相关基因同源序列。根据已经克隆的抗病基因保守结构NBS区设计引物,采用RT-PCR方法对小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr24进行扩增。获得了一条通读的525 bp条带RGA-A,通过BLASTp比较,序列中含有典型的NBS保守结构域,与很多已知植物抗病基因的功能相应区域一致,编码的蛋白与大麦中抗性蛋白亲缘关系较近。半定量RT-PCR分析表明,RGA-A受叶锈菌诱导表达,表明该基因在小麦叶片中与抗叶锈性相关。该NBS类抗病基因相关片段的获得为研究小麦抗病基因奠定了基础。     

转人工合成中国水仙凝集素基因(sNTL)小麦的获得及其抗麦长管蚜效果分析

为了丰富可利用的植物凝集素基因,获得具有较高抗蚜水平的小麦新种质,采用"Gene Shuffling"策略人工合成中国水仙凝集素基因(s NTL),并转化小麦以分析其抗蚜效果。结果表明:根据小麦遗传密码偏好性人工合成了植物凝集素s NTL基因,并构建了s NTL表达载体;用基因枪转化小麦品种中优9507和丰优6号的幼胚愈伤组织,经PPT筛选和分化后,获得T0植株,对T0植株进行PCR筛选而获得阳性植株28株。并经过连续PCR检测,表明s NTL基因已经初步与小麦基因组进行整合并且能够稳定表达。对T2转基因株系进行室内离体叶片抗虫效果分析,结果表明,转s NTL株系使蚜虫致死率达到53.1%~59.4%,其中转基因株系zy9-4的蚜虫致死率最高,比其对照品种中优9507高24.8%,同时其蚜虫增长率最小为22.1%,比对照品种中优9507低了约49.6%;转基因株系fy4-2使蚜虫致死率比对照(丰优6号)高约14.1%,而其蚜虫增长率比对照降低达到33.4%。对T3转基因株系田间鉴定结果显示,同对照中优9507相比,zy9-4、zy9-8单分蘖蚜虫发生量分别降低51.4%,45.1%,达到显著或极显著水平;fy4-2、fy4-4与对照丰优6号相比,单分蘖蚜虫发生量降低水平分别为58.7%,76.9%。综合室内与田间抗虫鉴定结果证明,利用人工合成的s NTL基因可以有效地提高小麦的抗蚜性。     

转基因小麦外源品质基因1Dx5表达的遗传研究

转基因小麦B72-8-11b中外源品质基因1Dx5表达量是内源相应基因表达量的6倍。利用小麦转基因品系为父本，常规品种鄂麦12、鄂麦18和日喀则8号分别为母本，配置3个杂交组合。采用SDS—PAGE技术，检测各组合亲本、F1、F2代的HMW-GS组成，研究转基因小麦B72-8-11b中外源品质基因1Dx5表达的遗传。结果表明：外源1Dx5基因有功能拷贝整合在1个位点，如同内源品质基因，遵从孟德尔遗传模式。这对育种选择策略的制订具有指导意义，也表明了基因枪转化法能够使得外源基因有功能拷贝整合在1个位点并能稳定传递。     

硬粒小麦品种八氢番茄红素合酶基因等位变异的分子检测

硬粒小麦籽粒中黄色素含量与硬粒小麦面制品的加工品质关系较为密切,研究控制小麦黄色素含量基因的等位变异、选育高黄色素含量品种是硬粒小麦品质育种的重要目标。以来自不同国家的177份硬粒小麦品种为材料,采用特异引物的PCR扩增技术,利用与黄色素含量有关的PSY基因功能性标记YP7A-2、YP7B-1、YP7B-2、YP7B-3、YP7B-4,分别对参试小麦品种中7A和7B染色体上Psy-A1和Psy-B1基因的等位变异类型进行了检测。结果表明,位于硬粒小麦7A染色体上的Psy-A1的变异类型较为单一,只有Psy-A1d和Psy-A1e两种类型,分布频率分别为76.8%和23.2%;而位于硬粒小麦7B染色体上的Psy-B1 的变异类型有6种,分别为Psy-B1b、Psy-B1c、Psy-B1d、Psy-B1e、Psy-B1f和Psy-B1g,分布频率分别为9.0%、0.6%、0.6%、6.8%、25.4%和57.6%。其中,Psy-B1b、Psy-B1c、Psy-B1d首次在硬粒小麦品种中被发现,这在一定程度上丰富了硬粒小麦品种Psy1基因多态性。有34个品种含有Psy-A1d/Psy-B1f、12个品种含有Psy-A1d/Psy-B1g和1个品种含有Psy-A1d/Psy-B1c的基因型组合,为高黄色素含量品种;有28个品种含有Psy-A1e/Psy-B1g和1个品种含有Psy-A1e/Psy-B1b基因型组合,为低黄色素含量品种。本研究结果为硬粒小麦品质育种提供了重要的材料资源。