转cry1C~*基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性研究

为了研究转基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性,将10个来自于不同独立抗性愈伤组织的转cry1C*基因抗虫超级粳稻品系种植于田间,利用实时荧光定量PCR方法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗等器官目的基因mRNA,利用酶联免疫吸附(ELISA)法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗及收获后糙米的Cry1C蛋白,利用田间目测调查二化螟危害的白穗率。结果显示,转基因超级粳稻不同品系及不同器官cry1C*基因田间表达量明显不同,cry1C*基因mRNA表达量:叶片茎鞘幼穗,蛋白质表达量:叶片茎鞘幼穗糙米。转基因超级粳稻田间目的基因表达,在mRNA水平和蛋白质水平,不同器官间存在正相关关系,各器官Cry1C蛋白质含量和糙米Bt蛋白质含量呈正相关。在本研究范围内,不论转基因粳稻植株Cry1C蛋白质含量高或低的品系,田间均表现为高抗二化螟。培育转基因抗虫粳稻品种时,应注意对目的基因适量表达的抗虫基因型的选择。     

转cry1C基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性

为了研究转基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性,将10个来自于不同独立抗性愈伤组织的转cry1C*基因抗虫超级粳稻品系种植于田间,利用实时荧光定量PCR方法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗等器官目的基因mRNA,利用酶联免疫吸附(ELISA)法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗及收获后糙米的Cry1C蛋白,利用田间目测调查二化螟危害的白穗率。结果及分析显示,转基因超级粳稻不同品系及不同器官cry1C*基因田间表达量明显不同,cry1C*基因mRNA表达量叶片＞茎鞘＞幼穗,蛋白质表达量叶片＞茎鞘＞幼穗＞糙米。转基因超级粳稻田间目的基因表达,在mRNA水平和蛋白质水平,不同器官间存在正相关关系,各器官Cry1C蛋白质含量和糙米Bt蛋白质含量呈正相关。在本研究范围内,不论转基因粳稻植株Cry1C蛋白质含量高或低的品系,田间均表现为高抗二化螟。培育转基因抗虫粳稻品种时,注意对目的基因适量表达的抗虫基因型的选择。     

转Cry1Ab-t基因玉米YA108的获得及其抗虫性鉴定

为了培育优良的抗虫玉米自交系,通过农杆菌介导的方法,将含有自主改造合成的抗虫基因Cry1Ab-t的植物表达载体pCAMBIA3300m导入玉米杂交种HiII基因组中,通过双丙氨磷筛选、PCR检测获得阳性转基因植株,采用RT-PCR、试纸条、ELISA方法检测外源基因的表达情况,并进行抗虫性鉴定。结果表明,用双丙氨磷筛选后,获得了116株转基因玉米植株;经目的基因Cry1Ab-t和标记基因Bar的PCR检测,获得转基因阳性植株82株。选取长势好的转基因材料YA108进行RT-PCR、Bt-Cry1Ab/Ac试纸条和ELISA分析发现,转基因玉米YA108的Cry1Ab-t基因在转录、翻译水平上均表达。玉米花丝接虫试验表明,非转基因玉米花丝虫食严重,表现为高感玉米螟;而转基因玉米YA108花丝抗虫效果明显,均达到高抗水平,抗虫性表现稳定;吐丝期接虫试验表明,非转基因玉米接虫后期被咬食严重,茎秆多处有蛀孔,伤口处大多有霉菌,而转基因玉米YA108没有受到危害。田间接虫后,无论叶片和花丝,转Cry1Ab-t基因抗虫玉米材料YA108对亚洲玉米螟都具有非常好的抗性,能够短时间杀灭玉米螟幼虫,并极大程度减少了由于虫害引起的霉变。室内和田间接虫鉴定结果表明,转基因玉米YA108对亚洲玉米螟有较强的杀虫效果,田间抗虫等级为1级,抗性水平为高抗。     

Cry1Ab/1Ac基因在转基因玉米中的表达研究

本研究通过人工合成获得了密码子的优化Bt杀虫蛋白基因Cry1Ab/1Ac,并以草甘膦抗性基因epsps为标记基因,构建了高效表达载体pBAC174,并用基因枪法将表达载体pBAC174导入受体材料幼胚愈伤组织。对轰击后的愈伤组织进行筛选、分化和植株再生,获得40个草甘膦抗性的玉米再生植株。经PCR和Southern杂交检测表明,外源Cry1Ab/1Ac基因已经整合到玉米的基因组中。转基因植株叶片蛋白粗提物用BT-Cry1Ab/1Ac金标免疫检测试纸条检测,结果表明Bt基因在部分转基因植株后代获得了表达。本研究为进一步利用Cry1Ab/1Ac基因进行玉米抗虫育种奠定了基础。     

3个抗虫耐盐基因载体对烟草的遗传转化及表达分析

病虫害和土壤盐渍化是影响烟草生长发育的重要因素,转基因技术已成为改善这一现状的有效手段。本研究将部分改造的Bt基因Cry1Ac基因、Cry3A基因及NTHK1基因构建在同一载体上,利用农杆菌介导法转化野生烟草植株。经PCR检测,获得10个转基因株系。经荧光定量PCR检测,Cry1Ac基因表达量在104~10~5数量级,1号转录丰度1.58×10~5为最高,而Cry3A基因表达量在10~5~10~6数量级,10号转录丰度1.34×10~6为最高;10个转基因株系双Bt基因均得到表达且存在表达差异,而对照烟草没有Bt基因表达。经ELISA检测,转基因烟草Cry1Ac蛋白平均表达量为150.441 ng/g,变化在0.86~201.74 ng/g;Cry3A蛋白平均表达量为1 192.592 ng/g,变化在23.33~2413.47 ng/g。经过对烟草斜纹夜蛾的虫试,初步证明转基因植株获得了抗虫性。组培苗耐盐试验表明,不同盐浓度条件下,转基因株系的分化状况优于对照。证明抗虫耐盐多基因的一次性转化,可提高烟草的抗虫能力和耐盐性。     

转双价基因(Cry1 Ac+CpTI)抗虫棉(ZGK 9 71 2)对小地老虎抗虫性研究

室内测定了转 Cry1 Ac基因抗虫棉和转双价基因 (Cry1 Ac+Cp TI)抗虫棉对小地老虎的存活、生长发育、繁殖及营养效应的影响。结果表明 ,两种转基因抗虫棉对小地老虎幼虫均有一定的抗性 ,转 Cry1 Ac基因抗虫棉对低龄幼虫的抗性好于转双价基因抗虫棉 ,而转双价基因抗虫棉对高龄幼虫的抗性好于转 Cry1 Ac基因抗虫棉 ,但两种转基因抗虫棉对小地老虎幼虫的控制作用均不理想。两种转基因抗虫棉对小地老虎幼虫的生长发育、繁殖和营养效应均有较大的影响。表现为发育历期延长 ,虫重和蛹重减轻 ,羽化率、化蛹率、产卵量和卵孵化率降低 ;相对生长率、相对取食量、近似消化率、食物转化率和利用率明显降低 ,而相对代谢速率明显增加。转双价基因抗虫棉的影响更为明显     

转抗虫基因Cry1Iem大豆的分子鉴定与功能验证

通过转抗虫基因来提高作物的抗虫性是一条有效途径,以此来提高作物的产量和品质。本研究以转抗虫基因Cry1Iem大豆的T2、T3株系作为试验材料,利用常规PCR检测、Southern杂交、荧光定量PCR技术对转抗虫基因Cry1Iem株系进行分子鉴定;同时对40个转基因阳性株系进行室内人工接虫、200个转基因阳性株系室外网室接虫并进行抗虫性鉴定。选取其中10个株系进行常规PCR检测,结果在T2、T3当中都检测到了Cry1Iem、Bar、启动子CaMV35S、Nos目标片段,表明目的基因已被顺利导入受体JN28大豆植株当中并得到了稳定遗传;选取其中5个T2、T3转基因株系进行Southern杂交,结果显示:目的基因以单拷贝的形式整合到了大豆基因组当中;荧光定量PCR检测结果表明,Cry1Iem基因在选取的3个转基因株系中均得到了表达,而在非转化的受体JN28当中未检测到荧光信号。室内抗虫性鉴定结果显示40个转Cry1Iem基因株系豆荚内活虫的成活数量明显低于受体材料JN28大豆豆荚内的活虫数量,表明转基因材料具有显著的抗虫性。室外抗虫性鉴定结果表明:JN28大豆受体植株的虫食率为6.72%,属于感虫品种;而200个转Cry1Iem基因株系的平均虫食率为3.81%,属于抗虫品系。本研究结果为中国转基因抗虫大豆新品种的选育提供部分参考数据。     

转Cry1A基因海岛棉的获得和鉴定

进行农杆菌介导转抗虫基因试验，以期选育抗虫性优良的海岛棉新品系(品种)；本实验在海岛棉体细胞胚再生体系的基础上，将携带Cry1A基因的表达载体pBI121通过农杆菌介导法转化到‘新海33号’的胚性愈伤组织中。经培养基筛选、PCR检测、RT-PCR检测、抗虫性鉴定等筛选抗虫后代。经培养基筛选共获得12棵抗性植株。PCR检测结果显示，这12棵抗性植株均能扩增出了大小相符的片段，检测结果呈阳性；RT-PCR结果显示，12棵转基因植株目的基因已经整合入基因组，且能反转录出mRNA；Bt-Cry1Ab/Ac转基因试纸条检测结果表明这12棵转基因植株含有目的蛋白；抗虫性鉴定结果证实了这些转基因植株对棉铃虫幼虫具有一定的抗性。本研究成功将抗虫基因导入至海岛棉的体内，获得了具有抗虫性的植株，其结果对转基因抗虫海岛棉新品种的培育具有一定的参考价值。     

抗玉米螟基因Cry1A.301原核表达和玉米遗传转化

增强玉米品种的抗虫性是减少玉米螟为害、提高玉米产量的有效途径。通过密码子优化改造获得抗虫基因Cry1A.301,构建原核表达载体pET30a-Cry1A.301,进行蛋白免疫学、ELISA检测以及玉米螟抗性生测。结果表明,原核表达载体中Cry1A.301蛋白高效表达,且7d后杀虫效率达100%。通过Cry1A.301基因与植物表达载体CPB连接,构建CPB-35S∶∶Cry1A.301-35S∶∶bar载体进行农杆菌介导的玉米萌动胚遗传转化,得到12株T0代转基因植株。T0代植株叶片中目的基因、筛选标记bar基因的PCR检测与蛋白免疫学检测结果表明,Cry1A.301基因已经整合到玉米基因组并表达。     

农杆菌介导抗除草剂基因bar和抗虫基因cry1ab/ac转化甘蓝型油菜的研究

为了获得同时具备抗虫和抗除草剂特性的甘蓝型油菜新种质材料,以湘油15下胚轴为外植体,将人工合成的抗虫融合基因cry1ab/ac与带有草铵膦抗性基因bar的植物表达载体pFGC5941连接,构建了植物表达载体pFGC-Bt。利用农杆菌介导油菜下胚轴遗传转化体系,将载体pFGC-Bt转入到油菜品种湘油15愈伤组织中。经愈伤组织分化和植株再生,获得了7株T0转基因植株。分株收获这7株转基因油菜的种子,种于花盆中,用除草剂basta喷洒,对存活下来的植株用检测引物进行PCR检测。挑选11株2个基因检测结果都呈现阳性的植株,进行Cry1Ab/Ac蛋白双抗体夹心免疫层析技术检测,在这11株油菜中都检测到了Cry1Ab/Ac蛋白。进行转基因油菜抗菜粉蝶幼虫(菜青虫)的离体鉴定,以非转基因湘油15为对照,结果显示,啃食了转基因油菜叶片的菜青虫停止运动和生长,大概7 d后陆续死亡,而非转基因油菜叶片上的菜青虫表现正常,3 d后叶片基本被其啃食干净。饲喂鉴定结果表明,转抗虫融合基因cry1ab/ac油菜对菜青虫具有明显抗性。得到了同时具有菜青虫和草铵膦双抗性的转基因植株,且抗性显著,为油菜的抗性育种提供了新的材料。     

转Cry1Ac+Cry2Ab抗虫棉对3种害虫的存活、生长发育及中肠相关酶活性的影响

 以转Cry1Ac基因棉花和常规非转基因棉花为对照,系统研究了转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花对棉铃虫、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾的存活、生长发育及中肠酶活性的影响。研究结果表明,与常规棉对照相比,转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花和转Cry1Ac基因棉花叶片对3种害虫的慢性毒性差异较大,对每种害虫的抗性程度也有一定的差异;饲喂转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花和转Cry1Ac基因棉花叶片的3种害虫幼虫生长发育进度明显缓慢、体重明显减轻,相关酶活性也有不同程度的变化,但每种酶的变化有一定的差异。     

两个抗草甘膦抗螟虫水稻转化体的目标性状验证和比较

抗草甘膦、抗螟虫的转基因水稻为控制稻田草害、虫害提供一条更环保、高效的途径。E1C4008S-3和E1C4008S-4为新培育的兼抗草甘膦和螟虫水稻转化体。分子鉴定结果表明,它们中的外源基因均为单拷贝,且能稳定遗传。ELISA方法检测抗草甘膦蛋白EPSPS和抗螟虫蛋白Cry1C的结果表明,在不同发育时期中均是叶片中的Cry1C和EPSPS蛋白含量最高。除草剂处理结果显示,E1C4008S-3和E1C4008S-4在秧苗期均能耐受至少8倍推荐剂量中量的草甘膦。抗虫性检测结果表明,E1C4008S-3对稻纵卷叶螟和二化螟均表现为抗,E1C4008S-4对稻纵卷叶螟和二化螟均表现为高抗。总的来说,两个转化体的抗草甘膦能力均为优秀级别,而E1C4008S-4比E1C4008S-3的螟虫抗性更强。     

转基因双价抗虫棉中Cry1Ac基因与CpTI基因的共表达

以转基因双价抗虫棉自交后代为材料,利用PCR、Southern杂交、ELISA检测方法,分析了Cry1Ac基因与CpTI基因在基因组中的整合情况,结果显示,除sGK321和3517外,其余品种Cry1Ac基因和CpTI基因的整合位点不同,并且sGK321中两基因也只有一个位点相同;ELISA结果表明,同一个品种同一部位Cry1A蛋白和CpTI蛋白不能完全同步表达,它们的表达量存在差别,且这种差别在整个生长阶段并不稳定.     

转Bt基因水稻对水稻螟虫和稻纵卷叶螟的抗性

为明确转cry1Ab／cry1Ac基因汕优63水稻（汕优63／Bt水稻）对靶标害虫一二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟的控制效果．通过室内生物测定和田间观察的方法对汕优63／Bt水稻对二化螟的致死性及其对三化螟和稻纵卷叶螟的抗虫效果进行了研究。室内离体植株测定结果表明,汕优63／Bt水稻对二化螟具有很好的抗性,1龄幼虫取食汕优63／Bt水稻48h和72h后的死亡率由31．5％上升到95．6％。3龄幼虫的死亡率由2．7％上升到67．9%。汕优63／Bt水稻对1龄幼虫的致死效应高于3龄幼虫,但没有二化螟能在汕优63／Bt水稻上完成世代发育。在田间。三化螟和稻纵卷叶螟在汕优63／Bt水稻上造成的白穗率和卷叶率分别为0.38％和0．24％。显著低于对照。表现出良好的抗虫性。     

CryIA(a)-pta双价抗虫基因转化粳稻及二化螟抗性评估

向作物中转多价抗虫基因是增强作物抗虫性、拓宽抗虫谱、延长抗虫时限的有效措施。从粳稻品种吉粳81、吉粳88和通887的成熟胚诱导出愈伤组织,以愈伤组织作为转化的受体,利用农杆菌介导法,转化苏云金杆菌毒蛋白基因CryIA(a)和半夏凝集素(Pinelliaternataagglutinin,PTA)基因。表达双价抗虫基因的载体p3300-bt-pta的bt和pta分别由Ubiquitin启动子和CaMV35S启动子驱动,宿主菌株为EHA105。用除草剂草丁膦(PPT)筛选得到转基因植株25株。以bt基因和pta基因两端序列为引物在一个反应体系同时做2个基因的PCR检测,检测到bt、pta基因的2条带,Bar基因的PCR检测也显阳性。转化株对PPT除草剂抗性鉴定呈抗性,证明外源基因已整合到水稻基因组中。水稻二化螟接虫鉴定结果表明,23株转基因植株抗虫性比对照明显提高,2株表现感虫。     

棉铃虫对转Cry1Ac基因棉的抗性遗传及AFLP标记研究

抗性遗传分析结果表明,转Cry1Ac基因棉选育抗性棉铃虫(Helicoverpa armigera(Hübner))对Bt毒素Cry1Ac的抗性遗传方式为不完全隐性,其回交后代(BC)用40μg.ml-1Cry1Ac的饲料饲喂5 d后,存活虫数∶死亡虫数的比例为1∶1(X2相似文献   

转人工改造的Bt Cry1Ac 基因中林美荷杨的 获得及其抗虫性分析

中林美荷杨具有适应性强、雄性不飞絮、速生丰产和耐瘠薄等优良性状,然而受到一些害虫的危害,造成树苗生长不良,严重影响苗木的产量和质量。采用中林美荷杨的叶片和节间组织作为外植体,通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将人工改造后的抗虫基因Bt Cry1Ac 导入杨树基因组中。对所获得的中林美荷杨转基因植株进行PCR、Southern blotting 和Real-time PCR 等分子生物学检测,结果表明Bt Cry1Ac 基因多以单拷贝整合到受体植物基因组中,其中7 个转基因株系显示外源基因有较高的转录表达。经过实验室喂虫鉴定,筛选出2 个抗性效果好的株系。中林美荷杨转抗虫基因株系的获得为该品种绿化造林和推广提供了条件。     

DNA shuffling技术改造Bt基因的水稻转化研究

本试验挑选了以cry1Ab、cry1Ac、cry9C、cry1C和cry2A等5个基因经DNA family-shuffling改造后的不同组的14个杀虫活性有显著提高的重组胁基因,通过农杆菌介导法转入水稻品种中花11中。各基因均获得80棵以上独立转化植株,通过对转化植株的PCR阳性检测,获得了约75％的阳性单株。Southern结果显示转化植株的拷贝数分别是1～12不等,单拷贝率为12％;Northern分析其表达量,结果显示除了很少发生基因沉默外其余单株均表达了胁基因,但是植株间表达量差异较大：随机挑选阳性植株喂食一龄的二化螟进行生测实验,与原始基因相比,14个重组反基因均表现出了较高的毒性。     

杀虫基因Cry1 Ab的合成、表达及其抗虫性鉴定

对苏云金芽孢杆菌Cry1Ab野生型基因的编码区序列进行改造,以获得密码子优化的抗虫基因,构建原核表达载体后,将重组载体转入大肠杆菌进行诱导表达并对诱导蛋白进行抗虫试验。首先根据植物密码子的偏好性及使用频率,优化、改造并人工合成了Cry1Ab基因,序列分析表明：改造后的Cry1Ab基因全长1848 bp,与原始序列同源性为66%,G+C含量由原来的37.34%提高到63.04%。将改造后的Cry1Ab基因与原核表达载体pET28b(+)连接,转化大肠杆菌BL21(DE3),阳性菌液进行诱导表达后,SDS-PAGE分析结果显示： Cry1Ab蛋白在BL21(DE3)细胞中得到高效表达,分子量为70 kDa。喂虫试验结果表明：诱导表达的蛋白对玉米螟具有很强的毒性,幼虫死亡率达到93．33%,而且,存活的玉米螟生长发育也受到明显抑制。该抗虫基因可以作为培育转基因抗虫作物的候选基因。     

转Cry1Ac-w基因抗虫玉米的获得及分子鉴定

为将改造合成的抗虫基因(Cry1Ac-w)导入玉米基因组,以玉米杂交组合PA×PB的胚性愈伤组织为外植体,用双丙氨磷作为抗性愈伤组织的筛选剂,通过农杆菌介导法获得了82个再生植株。经标记基因(bar)和目的基因(Cry1Ac-w)的PCR检测,其中19株为阳性,即为推断的转Cry1Ac-w基因抗虫玉米。对其中2株(w1和w2)进行目的基因单酶切的Southern杂交分析,发现w1和w2分别为单位点和双位点插入,这也进一步证实目的基因已经整合入玉米基因组中。用Bt-Cry1Ab/Ac金标免疫试纸条进行蛋白质表达的检测,初步证实目标Cry1Ac-w蛋白在玉米中得到表达。