1株抗草甘膦棉花突变体草甘膦抗性的初步鉴定

目的在于探明1株新的草甘膦抗性棉花突变体是否能用于发掘新的草甘膦抗性基因以及在农业生产中作为抗草甘膦种质的选育和利用的潜在价值。本文采用PCR的方法,在基因组和转录水平上排除了CP4-EPSPS基因对该突变棉株的污染;通过测定莽草酸含量,鉴定了该突变体草甘膦抗性的典型生理特征;通过盆栽试验研究了该突变体苗期对草甘膦抗性的表型。结果显示:不论草甘膦处理与否,突变棉株莽草酸的含量都没有显著的积累,在生理水平上显示出草甘膦抗性植株的显著特点;2叶期时草甘膦处理结果显示,突变棉株的草甘膦抗性表型同孟山都的品种对草甘膦的抗性表型基本一致。在基因组和转录水平的PCR检测结果都排除了突变棉株草甘膦抗性的获得是CP4-EPSPS基因污染造成的。结合对其他已报道的草甘膦抗性基因的类似排除,说明该抗性突变存在着自身特有的分子机理。     

转基因抗草甘膦棉花及其对草甘膦抗性的时空表达

草甘膦是一种非选择性除草剂,它通过竞争性抑制莽草酸途径中的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶（EPSP合酶）干扰芳香族氨基酸的生物合成而发挥毒性作用。虽然获得抗草甘膦棉花的途径有多种,但当前用于生产的抗草甘膦棉花主要是以CP4- EPSPS基因转化棉花获得的。草甘膦对转CP4- EPSPS棉花的营养生长没有不利影响,但4叶期后喷施草甘膦会显著降低花粉粒的活性,抑制散粉、授粉和结实,导致转CP4- EPSPS棉花对草甘膦抗性呈现出一定程度的时空变化。草甘膦对抗草甘膦棉花（雄性）生殖器官的抑制效应一方面源于草甘膦在生殖器官内的大量积累,另一方面在于CP4- EPSPS基因在（雄性）生殖器官的低效表达。促进CP4- EPSPS基因在全株高效表达是提高棉花对草甘膦抗性的重要途径。     

抗草甘膦棉花研究进展

抗草甘膦棉花最早于1997在美国释放,它是通过将编码抗草甘膦酶5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶基因导入珂字棉312而获得的抗性株.抗草甘膦棉花在美国的种植面积占棉花总种植面积从1997年的3.2%到增加到2005年的60%左右.在这近十年内,抗草甘膦棉花虽然得到了广泛的种植,但也存在着不少问题,其中最为突出的是草甘膦的施用方法和时期的不正确操作对抗草甘膦棉花的根系生长、育性和产量都产生了负面影响.这主要是因为:1、外界因素,包括草甘膦施用方法在内的其他栽培措施和不利的环境条件,如高温,对抗草甘膦棉花的产量及生长的影响;2、内部因素,抗草甘膦棉花不同器官对草甘膦的吸收量及抗草甘膦基因的表达量差异有关.因此,本文从抗草甘膦棉花对草甘膦的吸收分配、草甘膦的施用量和时期对抗草甘膦棉花根系生长、花药开裂及产量等方面综述了这些年来抗草甘膦棉花在应用过程中的问题,并且对今后抗草甘膦棉花育种方面作了展望.     

棉花抗草甘膦突变体筛选及其在杂种优势利用中的应用

采用体细胞连续定向筛选技术,结合体细胞诱变技术,获得非转基因抗草甘膦的棉花突变体—R1098。R1098植株抗除草剂性状稳定;霜前皮棉产量与苏棉12号相当,纤维品质优良,抗枯萎病、耐黄萎病,是一优异的棉花种质资源。遗传试验结果表明,R1098的抗草甘膦性由一对显性基因控制,无细胞质效应。用R1098作父本与一般陆地棉杂交,其F_1仍具有抗草甘膦特性,可以用于棉花杂交种的纯度鉴定和假杂种自动清除,有利于棉花杂种优势利用的进一步推广。     

1 株抗草甘膦棉花突变体草甘膦抗性的初步鉴 定简

 目的在于探明1株新的草甘膦抗性棉花突变体是否能用于发掘新的草甘膦抗性基因以及在农业生产中作为抗草甘膦种质的选育和利用的潜在价值。本文采用PCR的方法,在基因组和转录水平上排除了CP4-EPSPS基因对该突变棉株的污染;通过测定莽草酸含量,鉴定了该突变体草甘膦抗性的典型生理特征;通过盆栽试验研究了该突变体苗期对草甘膦抗性的表型。结果显示：不论草甘膦处理与否,突变棉株莽草酸的含量都没有显著的积累,在生理水平上显示出草甘膦抗性植株的显著特点;2叶期时草甘膦处理结果显示,突变棉株的草甘膦抗性表型同孟山都的品种对草甘膦的抗性表型基本一致。在基因组和转录水平的PCR检测结果都排除了突变棉株草甘膦抗性的获得是CP4-EPSPS基因污染造成的。结合对其他已报道的草甘膦抗性基因的类似排除,说明该抗性突变存在着自身特有的分子机理。     

通过草甘膦浸种鉴定抗草甘膦棉花

以转基因抗草甘膦棉花种质G6-1及其非转基因遗传背景亲本对照中棉所49为材料,研究了草甘膦浸种对棉花幼苗生长发育的影响。结果表明,抗草甘膦棉花种质G6-1和对照中棉所49在种子出苗率、棉花幼苗全株鲜重和可溶性蛋白增量等各项指标间差异均达到显著水平;当用大于0.5%浓度的草甘膦浸种时,中棉所49幼苗不能出土、鲜重已降到最低并枯萎死亡,而抗草甘膦棉花种质G6-1幼苗生长发育正常,这进一步证实了通过草甘膦浸种法鉴定抗草甘膦棉花是可行的;当浸种用草甘膦浓度达到3.0%,即使抗草甘膦棉花幼苗鲜重也出现显著的降低,所以推荐使用0.5%~1.0%浓度的草甘膦进行浸种鉴定。     

新型抗草甘膦棉花问世

<正>近日,中国农业科学院生物技术研究所的科研人员成功培育出高抗低残留抗草甘膦除草剂棉花新品系。该所科研人员将从草甘膦严重污染土壤微生物中克隆到的两个关键的抗草甘膦基因GR79EPSPS和GAT进行植物偏爱性密码子改造,构建仅含GR79EPSPS或GAT单基因和同时含有双基因的植物表达载体,而     

市售草甘膦除草剂对转基因抗草甘膦棉花幼苗生长的影响

 以转基因抗草甘膦棉花种质系G6-7和G6-8及其非转基因遗传背景亲本对照中棉所49为材料,研究了市售10%草甘膦水剂和95%的草甘膦粉剂对抗草甘膦棉花种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,中棉所49对于两种类型的草甘膦均很敏感,幼苗喷施0.2 mmol·L^-1 的10%草甘膦水剂和95%草甘膦粉剂均全部死亡。转EPSPS-G6基因抗草甘膦棉对95%草甘膦粉剂的抗性较好,但对10%草甘膦水剂的抗性较弱。就转基因棉花对两种剂型草甘膦的反应看,喷施2.4 mmol·L^-1的10%草甘膦水剂和95%草甘膦粉剂后,棉花幼苗全株鲜重、叶重、根重、下胚轴长、可溶性蛋白质增量和POD活性等各项指标在两种草甘膦制剂间的差异均达到显著水平。喷施12.0 mmol·L^-1 的10%草甘膦水剂,转基因抗草甘膦棉花的种子发芽率显著低于相同浓度的粉剂,两者之间的发芽率相差25%~75%。研究结果表明,10%的草甘膦水剂中可能含有对棉花幼苗生长发育有害的物质,影响抗草甘膦棉幼苗的生长,在转基因抗草甘膦棉花品种商业化应用时应谨慎使用。     

转EPSPS基因抗草甘膦棉花的遗传分析

为分析转基因抗草甘膦棉花早代遗传情况,以花粉管通道法获得的26个转5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶基因(EPSPS)抗草甘膦棉花转化事件为材料,以其背景亲本中棉所49为对照,喷施草甘膦后对转基因棉T1、T2分离比例进行考察。T1田间抗性鉴定结果表明,经卡方检测20个转化事件T1分离符合3∶1的分离规律,即外源基因插入1个位点;6个转化事件不符合1对基因的分离规律,出现了偏分离。T2田间抗性鉴定结果表明,通过花粉通管法共获得152个纯合株系,分别来源于25个转化事件;对T2不纯合株系继续进行分离比例的考察,发现来源于15个转化事件的57个株系符合3∶1的分离规律;此外卡方检测结果表明,每个转化事件都有不符合3∶1分离规律的株系,且其中10个转化事件没有符合3∶1分离规律的株系。表明通过花粉管通道法获得的转基因植株中外源基因的整合和遗传均较复杂。     

棉花抗红铃虫鉴定技术及抗性指标研究

以单铃活虫数和子害率为鉴定指标，对８个陆地棉品种（系）的棉红铃虫尤性进行了一年两地田间自然虫源鉴定和一点的罩笼鉴定。结果表明，以单铃活虫数为鉴定指标对不同材料的抗性进行评价，田间鉴定与网笼鉴定结果不一致，不同地，点田间鉴定结果亦不一致，相关系数均不显著。而以子害率为鉴定指标，不同试验结果吻合度高，相关系数均达到显著戎极显著水平。说明以子害率作为鉴定指标，重演性好，较准确可靠；田间自然虫源鉴定简单易行，试验条件与生产实际一致，不影响棉花生长。     

四个抗稻瘟病细胞突变体的抗性遗传分析

研究了4个细胞突变体对稻瘟病菌ZA15、ZB11、ZC1的抗性遗传，结果表明，88-331和88-334对ZA15、ZB11的抗性受2对重复显性基因控制，且与城堡1号至少有1对等位基因存在；对ZC15的抗性则由1对与城堡1号等位的显性基因控制；对ZG1的抗性则分别受2对与城堡1号不等位的重复显性基因控制。88-45对ZA15、ZB11、ZC15和ZG1的抗性分别由     

耐受草甘膦抗枯萎病棉花新种质PI3910

耐受草甘膦抗枯萎病棉花新种质ＰＩ３９１０ＰＩ３９１０系中国科学院上海植物生理研究所植物分子遗传国家重点实验室选育，是用苏棉３号经辐射诱变、选择和鉴定出来的优良突变系。田间表现与苏棉３号同样抗枯萎病。蕾期出现第四果枝以后的ＰＩ３９１０棉株能耐受田间实用...     

利用种子发芽试验检测抗草甘膦棉花新品系

通过室内发芽试验检验了3个棉花品种(系)时草甘膦除草剂的抗性.首先将41％的草甘膦设置了3个浓度梯度,即配置成40倍液、60倍液、80倍液,分别处理种子和出苗12 d的幼苗.结果表明,所选育的2个抗性材料在发芽率、发芽势和幼苗耐受性方面,均比非抗材料鲁棉研21有明显的优越性,同时也证明室内发芽试验是检测抗除草剂棉花抗性的一种快速有效的方法.     

抗草甘膦水稻突变体osgr-1 EPSPS基因克隆及生物信息学分析

为深入研究抗草甘膦水稻突变体osgr-1中编码5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶基因EPSPS的结构与功能,利用生物信息学分析方法对EPSPS基因结构进行分析,对其编码产物功能进行预测。对克隆的EPSPS基因序列分析表明,osgr-1突变体EPSPS基因中CDS序列发生了3个位点的突变,分别为第226位核苷酸残基C变为G,引起编码蛋白226位脯氨酸(Pro)变成丙氨酸(Ala);第301位核苷酸残基G变为T,导致编码产物311位丙氨酸(Ala)变为丝氨酸(Ser);第311位核苷酸残基A变为C,导致编码蛋白中多少位的谷氨酸(Glu)变为丙氨酸(Ala)。该突变基因编码蛋白含511个aa,Mr为53,823kDa,分子式为C₂₃₇₃H₃₈₆₇N₆₅₉O₇₂₁S₂₃,等电点为8.33,为疏水性蛋白,定位于叶绿体上且不存在信号肽;其二级结构中β-转角、α螺旋和无规则卷曲分别占31.6%、17.7%和0.7%;三级结构呈单聚体,由2个亚基组成,有4个氯离子、3个镁离子、1个磷酸根离子的结合位点和2个结构域。     

水稻品种对草甘膦抗性的研究进展

对当前国内外水稻品种抗草甘膦性状的获得途径、抗草甘膦水稻品种的选育方法及最新进展作了综述,对抗草甘膦水稻的应用前景作了展望。     

转G10eve基因棉花的获得及草甘膦抗性初探

【目的】为培育高抗草甘膦棉花新品种提供种质材料。【方法】对草甘膦抗性基因G10eve进行生物信息学分析,利用农杆菌介导的方式将G10eve导入到珂字棉312中。利用PCR(Polymerase chain reaction)、qRT-PCR(Quantitative real-time PCR)方法分析G10eve的表达情况。对受体及转基因植株进行草甘膦喷施实验,测定其莽草酸含量,分析其抗性水平。【结果】最终获得28个独立的转基因阳性系,转化率及幼苗分化率分别高达49.3%、40.6%。PCR及qRT-PCR检测证明外源G10eve基因已经整合到棉花基因组中,且在不同转基因株系间表达量差异显著。在子叶期,转基因植株可耐受8 mL·L~(-1)浓度的草甘膦,而非转基因对照在2 mL·L~(-1)浓度草甘膦处理下已出现药害。草甘膦处理前后,转基因植株叶片莽草酸含量未出现明显积累,进一步说明其具有草甘膦抗性。【结论】过量表达G10eve基因能够提高受体材料对草甘膦的抗性,获得了高抗草甘膦的棉花株系。     

棉花抗除草剂2,4-D品系抗性遗传分析

利用高抗除草剂2,4-D的亲本与不抗除草剂的品系配制组合,对亲本、F1和F2植株进行抗性鉴定、调查、统计,进行棉花抗除草剂2,4-D性状遗传分析,结果表明,棉花除草剂2,4-D抗性性状是由一对显性基因控制。该抗除草剂性状属于质量性状遗传,便于在棉花育种中利用,抗性水平较高,能达到800mg/kg以上水平。抗除草剂性状可以在棉花常规育种和杂交种生产利用中发挥作用。     

草甘膦除草剂抗性棉花栽培品种的产量等级不受除草剂系统的影响

正式的栽培品种试验(OCTs)在无草甘膦除草剂状况下评价转基因的草甘膦(N-(膦酰基甲基)-甘氨酸]抗性和无抗性棉花(Gossypium hirsutum L．)栽培品种。因此，草甘膦抗性棉花栽培品种在正式栽培品种试验中的产量不能反映栽培品种在草甘膦抗性或者预期生产系统中的变化，因为所有栽培品种是在普通除草剂状况下生产的。     

草甘膦生物抗性和生物降解及其转基因研究

草甘膦(N—phosphonomethyl—glycine，glyphosate)毒性作用机理是竞争性抑制莽草酸途径中的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(5-enolpyruvyl—shikimate—3—phosphate synthase，简称EPSP合成酶)的活性。EPSP合成酶是植物和微生物体内芳香族氨基酸(包括色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸等)生物合成过程中的一个关键酶。该酶由aroA基因编码。抗草甘膦微生物或植物中EPSP合成酶基因的核苷酸序列在相同或相近位点发生了突变。将编码EPSP合成酶的突变基因导入大豆和烟草等作物中，均能获得转基因的抗草甘膦作物。草甘膦的生物降解途径主要有两条，C-N断裂生成氨甲基磷酸(AMPA)或C-P键断裂生成肌氨酸(sarcosine)，然后两种中间代谢物进一步代谢为磷酸、甘氨酸和二氧化碳等。     

引发棉花对黄萎病的抗性

在棉花上应用бисол－２（草酸四甲基甲撑二元胺）和腐植酸钠可以获得良好的抗黄萎病结果。бисол－２可用于处理种子（０．１％溶液）和在３叶期、现蕾期与盛花至开始结铃期喷雾３次,分别为１．３５、１．７和２．５ｋｇ·ｈｍ－２。种子处理刺激其萌发并防治根...