用基因枪将P1结构蛋白基因转入玉米及其转基因植株再生研究

在构建口蹄疫病毒(Foot and Mouth Disease Virus，FMDV)结构蛋白P1基因植物表达载体pBIl31SPl的基础上，以玉米自交系8902、340和4112的Ⅱ型胚性愈伤组织为受体，用基因枪轰击法转化玉米，获得抗性再生植株。GUS染色证明外源目的基因在玉米细胞和组织中得到了表达。PCR检测、PCR-Southern杂交、点杂交鉴定证实目的基因P1已整合到再生植株的基因组中，获得了转基因玉米再生植株。     

玉米胚性愈伤组织的遗传转化及耐草甘膦植株再生

以优良玉米自交系X2211的幼胚胚性愈伤组织为受体材料,采用农杆菌介导法将来自微生物荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)G2菌株的抗除草剂基因2mG2-epsps转入玉米愈伤组织细胞,转化后的细胞经草甘膦筛选,获得抗性愈伤组织并再生植株282株,成活86株,经特异PCR检测表明其中26株植株转入了2mG2-epsps基因,喷施0.125%除草剂试验检测表明,转基因植株具有良好的耐除草剂特性,为抗除草剂玉米新品种选育提供了较好的亲本材料。     

农杆菌介导法将Bt杀虫蛋白基因导入玉米自交系的研究

利用β-葡萄糖苷酸酶(gus)基因的瞬时表达和稳定表达对农杆菌转化玉米愈伤组织的条件进行优化,通过用带有Bt抗虫基因和bar抗除草剂基因的根癌农杆菌LBA4404(ACT)转化玉米自交系7922、H99和P2的胚性愈伤组织,获得了抗性愈伤组织,并分化出植株,PCR检测初步证明Bt杀虫蛋白基因已整合到玉米再生植株中。     

玉米基因枪法把五个不同基因共转移的研究

采用基因枪法把五个不同基因p35sGFP、pA ctG us、pU b iLuc、p35sPatP IV 4、pAH 2转移到玉米幼胚愈伤组织,以研究基因共转移的某些特性。试验结果表明,在处理B 1、B 2、B 3和B 4中,共获得转基因再生植株34株,分别涉及73、46、80和109个玉米幼胚愈伤组织,其基因转移频率分别是30.14%、17.39%、1.25%和2.75%。在基因转移中,一个幼胚愈伤组织一般可以获得一株转基因植株,同时也存在一个幼胚愈伤组织可以获得3株或以上的转基因植株的可能性。此外,有70%的机率能把3~4个不同基因进行至少一次克隆后共转移整合到玉米转基因再生植株上,而把五个不同基因共转移整合到玉米转基因再生植株上的机率则很低。不同基因的大小和质量会影响克隆的频率。已经整合到玉米转基因再生植株基因组上的转移基因的表达频率达到50%以上,不表达的转移基因则可能是基因沉默现象。     

运用农杆菌介导法将PTA和反义Wx双基因导入水稻的研究

利用根癌农杆菌将含多基因(hyg选择标记基因、反义Wx基因、PTA基因、GFP和GUS报告基因)的pCAMBIA1304载体导入水稻品种(501R、中花9号和日本晴)的幼胚愈伤组织,分别在含35mg/L、45mg/L和65mg/L潮霉素浓度的筛选培养基上筛选获得抗性愈伤。后经PCR检测,从415株T0代再生植株中选出92株(其中501R、中花9号和日本晴分别为4株、43株和45株)。对这些转基因后代植株进行Southernblotting分析表明:hpt、反义Wx和PTA基因已经整合进植物基因组中,绝大多数转基因植株后代的表型正常。成熟种子直链淀粉含量分析表明,部分转基因植株的T1代种子中的直链淀粉含量有部分程度的下降,最低的已下降至6.3%,与对照相比下降了9.8%。     

农杆菌介导phyA基因转化玉米愈伤组织培养体系的优化

以根癌农杆菌(Agrobacterium)EHA105介导外源基因phy A转入玉米(Zea mays L.)自交系GS01的胚性愈伤组织,并利用除草剂(草胺磷)筛选出抗性愈伤组织,培养并获得再生植株。结果表明,菌液浓度及侵染时间显著影响愈伤组织的转化率;不同激素种类及配比对抗性愈伤组织再生植株的影响明显。当菌液浓度OD600 nm为0.6,侵染时间为20 min时,抗性愈伤组织的转化率最高,达到了68.7%,为玉米农杆菌转化并获得再生植株奠定了基础。     

苜蓿转LEA_3基因研究

以苜蓿(Medicago sativa)品种中苜一号为试材,进行愈伤组织的诱导。通过基因枪法将来源于大麦的胚胎发生丰富蛋白基因lea3导入愈伤组织细胞,于8 mg/L PPT的选择压力下筛选2个月,获得了抗性愈伤组织及再生植株,并将再生植株再次转入含有PPT的诱导继代培养基中进行筛选。通过PCR检测,在21株再生植株中有2株扩增出了目的基因片段。证实lea3基因已导入了苜蓿细胞中,并表达。     

基因枪法介导的转KN2基因小麦的获得及鉴定

【目的】获得转KN2基因的小麦植株,为研究KN2基因对提高转基因小麦抗寒性的作用,以及为利用基因工程提高小麦抗逆性奠定基础。【方法】以弱冬性小麦品种小偃22为供试材料,通过基因枪法,用含有KN2基因的植物表达载体和筛选标记基因bar共转化小麦幼胚愈伤组织,经过除草剂(Phosphinothricin,草丁膦)筛选和愈伤组织分化获得再生植株,并对得到的再生小麦植株进行PCR检测。【结果】采用基因枪法共轰击小偃22的幼胚愈伤组织1 680个,共获得再生植株17株,移栽到花盆中成活15株;根据目标基因序列设计特异引物,对成活的小麦植株进行PCR检测,结果表明获得含有bar基因和KN2基因的转基因阳性植株分别为6株和4株,转化率分别为0.36%和0.24%,bar和KN2的共转化率为0.24%。【结论】KN2基因成功地转入到小麦品种小偃22中。     

农杆菌介导法获得优良玉米自交系转Bt基因植株

用根癌农杆菌介导法将携带有苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因(Bt)和PPT乙酰转移酶基因(bar)的质粒pGBIL04导入优良玉米自交系340和4112经预培养的幼胚初始愈伤组织，抗性植株平均发生频率为11．21％，经PCR、PCR-Southern和Southern blotting检测证明外源基因Bt已稳定整合到13株玉米基因组中，平均转化率为2．35％。降低共培养温度到22℃的转化率最高达4.44％，Basta抗性检测bar基因也同时转移进再生植株中，部分转化植株已经结实。     

玉米抗除草剂体细胞变异体的筛选及植株再生

将玉米优良自交系齐 31 9和N1 0 - 6产生的胚性愈伤组织 ,转移到加有半致死浓度除草剂绿磺隆的培养基上 ,经 3代筛选 ,获得抗除草剂愈伤组织。在加有除草剂的分化培养基上 ,抗性愈伤组织分化出植株。除草剂对愈伤组织的生长与分化有显著影响。再生植株移栽成活后 ,自交结实 ,获得种子。再生植株农艺性状与对照相似。除草剂抗性鉴定结果表明 ,再生植株及其后代对除草剂绿黄隆的抗性有了明显提高     

玉米自交系愈伤组织诱导及植株再生体系的建立

玉米的组织培养比较困难,其再生体系还不完善,建立骨干自交系稳定、高效的遗传转化体系是玉米转基因技术的必要前提。以玉米常用自交系齐319、478、502、黄C和7922不同大小（1.0、1.5和2.0 mm）的幼胚为外植体,探讨不同基因型、胚大小和植物生长调节剂浓度对幼胚再生的影响,从而建立玉米高频再生体系。结果表明：以1.5 mm大小的齐319幼胚为外植体,愈伤诱导率最高,达到了86.2%;1.5 mg/L的24-D有利于胚性愈伤的形成和胚性的保持;两步法分化培养可以提高愈伤组织分化、再生成苗。确定了玉米自交系齐319较适合的培养程序为：将1.5 mm大小的幼胚盾片向上接于诱导培养基（N6＋24-D 1.5 mg/L＋L-脯氨酸0.7 g/L＋蔗糖30 g/L＋琼脂粉8 g/L＋硝酸银5μmol/L）,在25℃下暗培养20 d;挑选胚性愈伤组织在温度25℃、暗培养条件下进行继代培养,继代培养基与诱导培养基相同,每14 d继代1次;将愈伤组织继代42 d后转移至分化培养基1（MS＋肌醇100 mg/L＋蔗糖60 g/L＋gelrite 3 g/L）,继续暗培养10 d左右,待愈伤组织形成象牙白色的块状物且有绿点出现时,将其转移到分化培养基2（MS＋肌醇100 mg/L＋蔗糖30 g/L＋gelrite3 g/L）进行光培养,2～3 d即可分化出苗;待幼苗长到4～5 cm高时,移至生根培养基（1/2 MS＋IBA0.8 mg/L＋蔗糖30 g/L）,14～21 d幼苗长出大量的根系,形成完整的植株。     

转Cry1A(b)基因抗虫水稻的获得及鉴定

利用农杆菌混合液介导的共转化法,研究不同浓度的农杆菌混合液浸染5种水稻品种的愈伤组织,进而获得共转化再生植株。对转基因植株进行叶片潮霉素抗性检测和螟虫田间抗性鉴定的结果表明,农杆菌混合液浓度OD600为0.6左右时,其浸染能力较强;5个品种中以浙粳27的再生效率最高。转基因植株叶片经潮霉素抗性检测,潮霉素阳性率为78.13%,经PCR检测转基因植株Cry1A(b)基因阳性率为15.11%。自然抗性鉴定结果表明:Cry1A(b)基因阳性的转基因植株对稻纵卷叶螟具有很好的抗性。基因分离的鉴定结果表明:HPT基因与Cry1A(b)基因在共转化转基因植株的后代中发生了分离。     

不同表达载体对玉米抗蚜虫基因转化效率的影响

以玉米自交系87-1和郑22,杂交种87-1×郑22、郑22×87-1、郑58×HiⅡA和昌7-2×HiⅡA的幼胚为外植体,对幼胚的出愈率、愈伤组织的形态差异以及愈伤组织的繁殖继代能力3个方面进行了比较分析.结果表明,昌7-2×HiⅡA产生的愈伤组织是较好的转化受体材料.以农杆菌LBA4404为媒介,将携带有抗蚜虫基因EβF的表达载体pNCX和pBJ40分别转入受体愈伤组织,根据筛选过程中愈伤组织的状态、筛选后所得抗性愈伤组织的块数和最终的抗性苗数,认为以pNCX为载体的基因转化效果明显好于pBJ40载体.     

Establishment of transgenic acceptor and transformation of barnase gene by particle gun in maize inbred line 18–599 (white)

The efficient acceptors for maize transgenic engineering are currently insufficient in China. Seed production by male sterility is the best method for advancing the authenticity of maize hybrid. Maize inbred line 18–599 (white) is an antivirus high-quality maize inbred line in China, which has been used for lots of maize hybrid cultivars. The establishment of high efficiency transgenic acceptors is necessary for advancing the transgenic efficiency in maize transformation work. In this study, the efficient transgenic acceptors were optimized and established. 18–599 (white) was studied in state, types of culture mediums, times of callus regeneration and concentration of the screening reagent, Basta. The results showed that N6-4 medium was the best in 8 types of mediums for the immature embryo of 18–599 (white), 1.6 mm length was the feasible length of immature embryos for tissue culture in establishing the transgenic acceptor system, and it was within 5 times for suitable callus subculture. With the optimized transgenic acceptors, barnase gene was translated successfully into 18–599 (white) by a particle gun using bar as a marker gene. Basta was used as the screening reagent, its lethal concentration was 8 mg·L⁻¹ and its working concentration for screening was 6, 8 and 6 mg·L⁻¹ in 3 turns for callus regeneration, respectively. In this work, a transgenic plant with male sterility was obtained through molecule detection and observation in the field. The result has an important significance for the creation of new male sterility inbred lines in maize in the future. __________ Translated from Acta Agronomica Sinica, 2007, 33(5): 738–743 [译自: 作物学报]     

花生体胚诱导及植株再生

以成熟种子胚小叶为外植体,对花生体胚诱导及植株再生进行了研究,旨在为花生体细胞杂交、离体诱变及遗传转化提供培养方法。将花生5大类型17个品种的胚小叶外植体分别培养在添加10 mg/L 2,4-D的培养基上诱导体胚形成。培养4周后将形成体胚的外植体转移到添加4 mg/L BAP的培养基上进行培养,促使体胚萌发成苗。结果表明,不同类型间体胚诱导率和植株再生率存在明显差异,中间型供试品种获得了较高的胚诱导率(84.1%~91.2%)和植株再生率(81.1%~97.0%);珍珠豆型和普通型内供试品种间体胚诱导率差异较大,分别为43.9%~85.0%和42.2%~82.2%,而植株再生率均较高,分别为94.3%~96.5%和88.1%~98.7%;多粒型品种体胚诱导率(32.2%~50.0%)和植株再生率(41.2%~55.1%)均最低;而龙生型体胚诱导率(61.1%~87.8%)和植株再生率(63.7%~87.6%)均表现为中间。再生苗经嫁接驯化后移栽于田间,植株正常生长和结实。本研究结果说明,花生不同类型间再生能力存在显著差异,多粒型品种再生能力最低。     

导入抗逆基因的转双抗虫基因741杨的获得

为培育更多抗非生物胁迫的转基因杨树,以转双抗虫基因741杨(P.alba×(P.davidaiana×P.sirnonii)×P.tomentosa)为材料,建立了叶片诱导的转双抗虫基因741杨的高频再生体系,并采用根癌农杆菌介导法,探索了影响其遗传转化效率的主要因子。结果表明:最佳不定芽诱导培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA;继代培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA,最佳生根培养基为1/2MS+0.05 mg/L IBA。对影响转化因子的研究结果表明,共培养时间为3 d时,不定芽诱导率最高;共培养培养基加入乙酰丁香酮、pH值调到5.2时,诱导潮霉素抗性芽效果最显著;最佳潮霉素筛选质量浓度为3 mg/L;将抗逆基因AtNDPK2通过农杆菌导入到转基因741杨中,经PCR检测,在抗性植株DNA中扩增出与目的基因大小相同的片断,初步确认目的基因已经整合到转基因741毛白杨基因组中。     

地被菊花Fall Color体细胞胚途径再生、遗传转化及转基因植株的抗寒性检测

【目的】培育耐寒性强的地被菊花[Dendranthema grandiflorum (Ramat.) Kitamura]新材料。【方法】 以Fall Color品种的幼嫩叶片为外植体，探讨胚状体诱导所需的植物生长调节剂浓度和诱导培养时间等条件。【结果】叶片外植体在添加0.75 mg·L-1 2,4-D的诱导培养基上诱导15 d，再进行分生培养，不仅能够诱导胚性愈伤组织形成，还能够诱导胚状体发生，并进一步诱导芽再生，最终93%的供试外植体通过胚状体途径获得芽的再生。通过根癌农杆菌介导法将35S启动子驱动的逆境诱导转录因子DREB1A基因导入该品种。转化株在低温下的种子发芽率、扦插苗生长以及植株露地越冬生长状况等方面都明显优于对照。【结论】本研究成功地建立了地被菊花Fall Color体细胞胚再生途径，并成功地获得了具有越冬耐性的地被菊花转化株系。     

农杆菌介导Cry1 Ab/Ac抗虫转基因玉米植株的获得

转基因技术的迅速发展有效地打破了物种间的遗传壁垒,从而加快了优良基因定向聚合的进程,然而遗传转化率低及转基因安全问题成为制约其进一步发展的限制因素。基于此,本研究以玉米自交系H99为材料,将Ac/Ds双元表达载体(包含抗虫Cry1 Ab/Ac基因和gfp报告基因等)通过农杆菌介导法转入由110粒玉米幼胚诱导出的愈伤组织中,获得28株抗性转基因植株。经PCR及RT-PCR的验证结果显示,其中8株为含有Cry1 Ab/Ac目的基因且该基因有效表达的阳性植株,转化效率达7%。通过农杆菌介导法所获得的玉米转基因植株为今后剔除抗生素筛选标记,从而获得安全的玉米抗虫新种质提供了遗传材料。     

橡胶树热研8—79原生质体培养再生植株

【目的】优化橡胶树热研8-79原生质体分离和培养条件,建立橡胶树原生质体培养植株高效再生体系,为橡胶树体细胞杂交育种奠定基础。【方法】以橡胶树热研8-79花药愈伤组织建立的胚性细胞悬浮系为试验材料,设计不同酶组合、酶解时间和悬浮细胞继代时间进行原生质体分离,采用不同培养基、看护细胞浓度和接种密度进行原生质体培养,对原生质体分裂发育的小愈伤组织进行体细胞胚诱导及植株再生培养,统计原生质体的产量、分裂频率、体胚数及体胚萌发率。【结果】酶组合为纤维素酶1.50%＋果胶酶0.15%＋离析酶0.50%、酶解时间为12 h时,继代培养第5 d的胚性悬浮细胞达最高产量（3.6 ×107个/mL PCV）;用酶解细胞和看护细胞继代培养基分别作为原生质体液体培养基和看护培养基,比使用KPR培养基更有利于原生质体的分裂,当看护细胞浓度为5%、接种密度为5 ×105个/mL时原生质体的分裂频率最高,达54%。原生质体持续分裂形成肉眼可见的小愈伤组织增殖后经体胚发生途径发育成完整的小植株。【结论】通过优化橡胶树热研8-79胚性悬浮细胞原生质体分离的酶组合、酶解时间、继代培养时间及看护培养过程中培养基组成、看护细胞浓度和接种密度等影响因素,可以建立橡胶树原生质体培养植株高效再生体系。