玉米转基因成分的检测

基于实时荧光PCR技术,通过构建阳性质控,对一种玉米样品进行多种转基因成分分析。首先,筛选出玉米样品中常见的外源转基因片段,构建阳性质粒并对阳性质粒进行验证;然后,对样品中可能含有的调控元件、目的基因以及筛选基因进行检测分析。实时荧光PCR检测结果表明,转基因玉米样品中含有2种启动子(pCaMV35S和pRice-Actin)、2种终止子(tNOS和tCaMV35S)、3种目的基因[Cry1A(c)、CP4-EPSPS和CTP2-CP4-EPSPS]以及1种筛选基因(PMI)。因此所检测的玉米样品中含有多种转基因成分,推测其转基因玉米样品含有多种转基因玉米品系。     

转基因大豆、玉米、水稻深加工产品的五重巢式 PCR技术检测

本试验针对已商品化的转基因大豆、玉米和水稻的主要外源基因Cry1A(B)基因、BAR基因、CP4-EPSPS基因和PAT基因及共有的内标准基因RBCL基因设计了10对引物,对从超市购买的进口大豆、玉米和水稻的11种深加工制品(未标注是否含有转基因成分)进行了五重巢式PCR定性检测。第1轮普通五重PCR检测,11个待测样品均未出现任何转基因成分,其灵敏度为0.5%;第2轮将普通五重PCR扩增产物进行五重巢式PCR检测,结果在卵磷脂、大豆蛋白质粉、巧克力饮品和婴儿米粉中扩增出RBCL基因,玉米淀粉和玉米泥中扩增出RBCL基因、Cry1A(B)基因和PAT基因;玉米蛋白粉扩增出RBCL基因、Cry1A(B)基因和BAR基因,营养麦片扩增出内参RBCL基因和Cry1A(B)基因,在大豆精炼油、色拉油和玉米油中未检测出上述2种基因和另外3种外源基因CP4-EPSPS、BAR和PAT,其检测灵敏度为0.005%。结果提示,五重巢式PCR检测方法适用于转基因大豆、玉米和水稻深加工产品的定性检测。     

转基因大豆、玉米和水稻外源基因检测通用标准分子的构建

将转基因大豆、玉米和水稻的主要外源Cry1A(B)基因、BAR基因、CP4-EPSPS基因、PAT 基因和内参RBCL基因目标片段分别克隆到克隆载体pMD18-T中,构建获得的质粒可作为定性检测3种转基因粮食作物的上述外源基因的通用标准分子质粒pMD18-T-PAT-CP4-EPSPS-Cry1A(B)-BAR-RBCL,长约4.7 kb.经过双酶切、测序及PCR扩增,获得与预期片断大小及序列一致的目的基因片段,证明所构建的标准分子质粒是正确的,可以用来作为不同品种转基因粮食作物定性检测CP4-EPSPS基因、Cry1A(B)基因、BAR基因和PAT基因的通用阳性标准分子.     

转基因抗虫抗除草剂棉花对多异瓢虫捕食棉蚜功能的影响

[目的]为了评价转Bt Cry1Ac+CP4EPSPS基因棉花对多异瓢虫捕食功能的影响,开展了此次研究.[方法]以转Bt Cry1Ac+CP4EPSPS基因抗虫抗除草剂棉花639017及非转基因棉花中棉所49号为材料,研究了多异瓢虫Hippodamiavariegata (Goeze)对转基因棉花上棉蚜Aphis gossypii Glover的捕食功能反应.[结果]多异瓢虫各龄幼虫和成虫的捕食功能反应均符合HollingⅡ型圆盘方程,取食转基因棉花与非转基因棉花上的棉蚜,多异瓢虫的功能反应差异不显著.[结论]转BtCry1Ac+CP4 EPSPS基因抗虫抗除草剂棉花对多异瓢虫捕食功能没有显著的影响.     

抗虫耐草甘膦双价基因表达载体的构建及玉米转化

本研究对来自苏云金芽胞杆菌BT8的Cry1A(h)基因根据玉米密码子偏好性进行了优化。采用重叠PCR方法获得了优化的Cry1Ah基因与抗除草剂基因2m G2-epsps融合片段,并将其构建到植物表达载体p BI121上,构建p BI121-EPSPS-cryl Ah双元载体。将其转化根癌农杆菌菌株EHA105,获得基因工程菌。结果表明,玉米生产上使用的骨干优良自交系18599、综31等的幼胚作为转基因受体材料,以工程菌将抗虫抗除草剂双价基因转入上述玉米幼胚,经共培养、恢复、筛选、分化、生根、壮苗移栽等培养,苗期除草剂草甘膦涂抹,免疫试纸条检测、抗虫接种鉴定等初筛,再经PCR验证,获得了4株双抗转基因材料。此结果将为抗虫抗除草剂双抗转基因玉米新品种选育提供较好的亲本材料。     

农作物中Cry1A(c)和CP4-EPSPS转基因成分双重实时荧光PCR检测方法的建立

采用羧基荧光素(FAM)和六氯荧光素(HEX)荧光基团标记探针,建立针对农作物中常见抗虫和抗除草剂基因的双重实时荧光PCR检测方法,通过特异性、检出限以及模拟掺假试验验证此方法在转基因检测中的适用性.特异性检测试验中仅转基因作物(转基因棉花、转基因水稻、转基因大豆)和阳性质粒检测出相应转基因成分,其余样品均未出现明显P...     

基于MPCR法检测抗虫与耐除草剂转基因玉米Bt1

为构建抗虫和耐除草剂转基因玉米Bt11的多重PCR检测方法,根据抗虫和耐除草剂玉米Bt11分子特征,同时选择玉米内源参照基因zSSIIb、外源基因Cry1Ab、P-CaMV 35S、T-NOS和PAT 5个基因作为MPCR检测基因,参照国家相关标准中特异性引物序列,通过对反应条件的优化以及方法特异性和灵敏度测试,建立MPCR检测体系。结果表明:利用已知样品对体系(退火温度为56℃,模板浓度≥200bp,引物配比为zSSIIb∶Cry1Ab∶P-CaMV 35S∶T-NOS∶PAT=0.1∶0.2∶0.2∶0.2∶0.2)验证,抗虫和耐除草剂玉米Bt11能同时被检出zSSIIb、Cry1Ab、P-CaMV 35S、T-NOS和PAT等5个基因,而其他样品均不能被同时检出这5个基因,建立体系可用于抗虫和耐除草剂转基因玉米Bt11检测。     

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为构建抗虫和耐除草剂转基因玉米Bt11的多重PCR检测方法,根据抗虫和耐除草剂玉米Bt11分子特征,同时选择玉米内源参照基因zSSIIb、外源基因Cry1Ab、P-CaMV 35S、T-NOS和PAT 5个基因作为MPCR检测基因,参照国家相关标准中特异性引物序列,通过对反应条件的优化以及方法特异性和灵敏度测试,建立MPCR检测体系.结果表明:利用已知样品对体系(退火温度为56℃,模板浓度≥200bp,引物配比为zSSIIb∶Cry1Ab∶P-CaMV 35S∶T-NOS∶PAT =0.1∶0.2∶0.2∶0.2∶0.2)验证,抗虫和耐除草剂玉米Bt11能同时被检出zSSIIb、Cry1Ab、P-CaMV 35S、T-NOS和PAT等5个基因,而其他样品均不能被同时检出这5个基因,建立体系可用于抗虫和耐除草剂转基因玉米Bt11检测.     

复合性状转基因玉米外源蛋白的时空表达规律

应用酶联免疫吸附测定法(ELISA)定量检测转基因玉米MON89034×NK603的3个复合性状转基因玉米中Cry1A.105、Cry2Ab2、CP4-EPSPS蛋白在各组织中的表达量,分别取苗期和心叶期叶片、吐丝期花粉和花丝、灌浆期籽粒、雌穗顶端和茎髓组织进行检测。结果显示,3个转基因品种中,外源基因在各组织中的表达显示较高的一致性,均在叶片组织表达最高。转化体同一组织中表达外源蛋白在品种间变异不明显,组织间差异大于品种差异。     

抗虫Cry2Ab基因的原核表达及玉米的遗传转化

玉米的产量深受虫害的影响,抗虫Cry2Ab基因对玉米黏虫抗性有重要意义。利用外源抗虫基因Cry2Ab构建到原核表达载体pET-22b中,对其进行SDS-PAGE检测和抗黏虫性鉴定。SDS-PAGE检测结果表明,Cry2Ab基因编码的杀虫蛋白在大肠杆菌BL21中得到正确的表达,条带大小为70.68 kD;抗黏虫性鉴定结果表明,当Cry2Ab蛋白浓度为100μg/g时,对东方黏虫致死率达到86.66%。同时构建pCAMBIA3301-Cry2Ab-Bar植物表达载体,通过农杆菌介导法将外源抗虫基因Cry2Ab转入玉米自交系GSH9901愈伤组织中,利用除草剂筛选及PCR技术检测得到T₁转基因阳性植株4株。获得的转基因抗虫玉米植株为抗虫转基因玉米的研发及抗虫玉米新种质的创制奠定了基础。     

PCR检测转基因大豆

［目的］定性检测转基因大豆。［方法］以非转基因大豆和CP4-EPSPS转基因大豆为材料,以大豆内源基因Lectin和外源基因5-莽草酸-3-磷酸合成酶基因（CP4-EPSPS）为检测的目的片段,建立PCR反应体系。采用改进CTAB法提取大豆基因组DNA,并对所提DNA进行PCR扩增和电泳检测,确定转基因大豆的PCR检测限。［结果］改进CTAB法提取的大豆基因组DNA电泳条带清晰完整,转基因大豆和非转基因大豆基因组DNA均可扩增出约409 bp的条带即Lectin基因,而只在转基因大豆中检测出CP4-EPSPS特异性片段;当转基因大豆的含量为100%～0.2%时,均可扩增出特异性条带。［结论］该研究建立了转基因大豆的PCR检测方法。     

农杆菌介导抗虫基因GmCry1F转化玉米的研究

培育转基因抗虫玉米是防治玉米螟虫的有效途径之一。本研究通过对来源于苏云金芽孢杆菌Cry1F野生型基因编码区密码子优化改造获得新型抗虫基因Gm Cry1F,使用农杆菌介导的玉米幼胚遗传转化法将目的基因转入玉米材料Hi-II,最后应用PCR法与蛋白免疫学法对试验结果进行鉴定检测。结果表明:成功构建了植物表达载体CUB-ubi::Gm Cry1F-35s::bar,经光照培养分化获得到转化苗25株,其中有17株的PCR和试纸条检测均呈阳性,说明Gm Cry1F基因已经整合到玉米基因组中。这一研究结果为下一步开展转基因抗虫玉米育种工作提供了较好的研究材料,也为玉米抗虫基因工程育种研究提供参考。     

2种新的转双价基因棉种子越冬能力研究

以非转基因常规棉赣棉11号为对照,用当年的种子进行年前与年后室内发芽试验,研究转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉和转双价抗虫抗除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉种子的越冬能力,结果表明:室内常温越冬后,转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉的发芽势及发芽率并未衰减,反而有所增强,分别提高0.75和1.00个百分点,转双价抗虫抗除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉的发芽势及发芽率都提高1.00个百分点;而常规棉(CK)的发芽势及发芽率分别衰减2.75和1.00个百分点,这说明转双价抗虫基因棉及转双价抗虫抗除草剂基因棉种子的越冬竞争能力较强。此外,3个供试棉花品种的种子野外越冬均不能发芽和生苗,野外播种无越冬能力。     

基于多重串联式PCR的基因碟片技术检测转基因作物

【目的】建立基于多重串联式PCR（multiplexed tandem PCR,MT-PCR）的基因碟片技术,并使之应用于转基因作物的大量、快速和稳定地检测。【方法】以转基因作物研究中常用的调控序列NOS终止子、FMV35S启动子及外源基因NPTⅡ、Cry1Ab、Cry1Ab/Ac、CP4-EPSPS、PAT和玉米内源基因IVR、棉花内源基因sad1、菜籽粕内源基因PEP为检测对象,针对每个基因设计内外2对引物,先进行一次循环数较少（10-20 cycles）的高通量多重PCR,以便在均匀地扩增各基因和调控序列的同时避免引物之间的竞争,然后利用巢式荧光定量PCR检测各个基因和调控序列,最后根据扩增曲线和熔融曲线分析结果。【结果】该方法能够快速（＜2 h）、高通量、准确地（＞0.000292 ng）检测出棉花、玉米、大米、菜籽粕中的多种转基因成分,可以分辨出3种转基因物种,适合大批量检测。【结论】该方法适合转基因作物的高通量、定量检测,具有较好的应用前景。     

转双Bt基因巨霸杨外源基因表达及抗虫性检测

为提高转基因杨树中Bt基因的表达效率并扩大抗虫谱,以同时转入Cry1Ac和Cry3A基因的转双Bt基因巨霸杨(Populus deltocdes‘55/56’×P.deltocdes‘2KEN8’)株系1年生苗为材料,对外源基因的表达和抗虫性进行检测。经PCR检测,证明目的基因已被整合到巨霸杨基因组中。利用荧光定量PCR和ELISA技术检测了4个转基因株系叶片中Bt基因的转录丰度和毒蛋白表达量。结果表明:不同株系间Bt基因的转录丰度存在显著差异,Cry3A基因的转录丰度显著高于Cry1Ac基因的转录丰度;2种Bt毒蛋白表达量在各株系间存在显著差异,Cry3A毒蛋白质量分数均显著高于Cry1Ac毒蛋白质量分数。各株系对鳞翅目害虫美国白蛾(Hyphantria cunea)幼虫抗虫效果不明显,且无显著差异;对鞘翅目害虫柳蓝叶甲(Plagiodera versicolora)表现出极高抗虫效果,且均显著高于转单基因Cry3A 741杨高抗株系CC84,不同株系间存在显著差异。     

转基因耐除草剂大豆及产品中外源成分检测方法的建立

分别从DNA和蛋白质2个水平上对转基因耐除草剂大豆及其产品的检测方法进行了研究．设计合成引物检测大豆内参照基因Lectin（大豆凝集素）及转基因抗除草剂Roundup Ready大豆外源基因,包括来自土壤细菌Agrobacterium tumefaciens株系CP4的5-烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶（5-enolpyruvylshikimate-3phosphate synthase,EPSPS）基因、花椰菜花叶病毒（Cauliflower mosaicvirus,CaMV）35S启动子、胭脂碱合酶3’端的转录终止子（nopaline synthase,NOS）．应用优化的常规PCR方法,对大豆及其加工产品进行了检测,检测灵敏度可达0．1％．通过PCR方法从转基因大豆中扩增出CP4-EPSPS基因,在大肠杆菌中表达,利用表达的外源蛋白质作为抗原免疫家免,得到该蛋白质的多克隆抗体,并建立了一套基于蛋白质印迹杂交（western hybridization）的检测转基因大豆及其粗加工品的方法,其检测极限达到1％以下．此两方法互相配合,互相印证,有助于规范化转基因检测方法的建立．     

大豆高代新品系草甘膦抗性的检测与筛选

[目的]对大豆杂交高代品系草甘膦抗性进行检测,并从中筛选综合性状优良的抗草甘膦大豆新品系。[方法]以普通大豆晋大73为母本,抗草甘膦转基因大豆RR1为父本进行杂交,采用常规育种方法,早代以农艺性状为标记进行选择,F7代对34个后代品系进行蛋白脂肪含量测定和大田草甘膦抗性测定,并以大豆凝集素基因(lectin)为内置标准,对大豆外源CaMV35S启动子、NOS终止子、抗草甘膦基因(CP4-EPSPS)进行PCR检测。[结果]27个品系对草甘膦具有完全抗性,且均检测到CaMV35S启动子、NOS终止子和CP4-EPSPS基因;5个品系未检测到CP4-EPSPS基因,田间测定也均为完全不抗;另有2个品系PCR检测结果一致,但田间抗性测定1个为完全抗性、1个为完全不抗。[结论]田间测定结果与PCR检测结果基本一致,符合率达到了94.1%。筛选出27个具备抗草甘膦特性的新品系,其中4个品质优良,表现为超亲优势。     

转Cry1Ab/Cry2Aj和G10evo-EPSPS基因玉米12-5对田间节肢动物群落的影响

通过直接观察法和地面陷阱法调查玉米田间节肢动物,研究转基因玉米田与其对应的非转基因玉米田的节肢动物群落差异,综合评价转Cry1Ab/Cry2Aj和G10evo-EPSPS基因抗虫耐除草剂玉米12-5对群落多样性的影响。结果表明:转基因玉米与对应的非转基因玉米田间节肢动物群落的种类及数量组成、主要类群动态均无显著差异;群落丰富度、多样性、均匀度等指数在个别时期存在轻微波动,但均未达到显著水平(P0.05)。初步显示转Cry1Ab/Cry2Aj和G10evo-EPSPS基因玉米12-5较之非转基因对照,对田间节肢动物群落组成、结构及多样性无明显影响。     

农杆菌介导抗虫基因Cry1Ac/Ab转化大豆的研究

利用农杆菌介导的子叶节遗传转化体系,将Cry1Ac/Ab融合抗虫基因表达载体导入栽培大豆品种GP03-8-23中,通过Cry1Ac/Ab融合基因在大豆中的表达,获得了抗虫转基因大豆新材料。试验共转化子叶节外植体1 540个,再生转化苗经PCR、Southern杂交和Bar试纸条检测,获得85株阳性转基因植株,平均转化率为5.47%。利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测了目标基因在转基因大豆不同株系及不同组织中的表达量。结果表明:不同转基因株系表达量存在显著差异,目标基因在大豆根、茎、叶、子粒中均有表达,在叶中的表达量最高,根中的表达量较高,茎和子粒中的表达量最低。经室内抗食叶性害虫离体鉴定,获得抗虫性较好的T1代转Cry1Ac/Ab基因大豆材料,其中1份表现为高抗,抗虫性显著优于对照,可为培育抗虫大豆新品系提供新的种质材料。     

基于GR79 EPSPS筛选标记的抗虫抗除草剂表达载体构建及抗性鉴定

虫害和草害是农业生产中两大主要危害。目前,尽管转基因抗虫和抗除草剂作物相继报道和应用,然而我国抗虫抗除草剂复合性状作物培育仍然明显滞后,而且多依靠传统杂交选育的手段,费事费力、周期长。根据苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）Cry1Ac蛋白结合结构域和毒性结构域特征,人工合成杀虫基因cry1Ac-2.5。同时,利用抗除草剂基因GR79 EPSPS替换卡那霉素筛选标记,构建基于草甘膦除草剂筛选标记的复合抗虫抗除草剂植物表达载体,并转化烟草。qRT-PCR结果表明转基因烟草cry1Ac-2.5和GR79 EPSPS基因转录水平均成功表达,经Bt和GR79试纸条检测表明上述基因在蛋白水平正确翻译。抗性实验表明,转基因烟草愈伤经草甘膦筛选,阳性率达到80%,且转基因烟草耐受100 mg/L草甘膦处理。抗虫实验表明,饲喂cry1Ac-2.5转基因烟草4 d后,棉铃虫幼虫死亡率为90%左右,表明人工基因cry1Ac-2.5具有显著的的抗虫效果。以上结果表明,构建的抗虫抗除草剂植物表达载体（Cry1Ac-2.5+GR79 EPSPS）将抗虫基因和抗除草剂基因有效合并,对于快速培育抗虫抗除草剂作物具有指导意义。