水稻基因枪转化过程中选择标记基因的研究

标记基因的利用是筛选和鉴定基因转化的细胞、组织和转基因植株的有效方法。针对目前植物遗传转化中常用的4种抗性标记基因：卡那霉素抗性基因（nptⅡ）、潮霉素抗性基因（hpt）、草丁膦（Glufosinate）抗性基因（bar）和草甘膦（Glyfosinate）抗性基因（epsps）对水稻遗传转化过程所起的选择作用的差异作了较系统的比较，得到适合水稻遗传转化的合适选择标记基因。     

植物筛选标记基因应用进展

筛选标记基因在植物遗传转化中担负着区分转化体和非转化体的重要作用。合适的筛选标记基因及其相应的筛选剂是植物转基因成功的关键。综述了迄今为止人们在植物转基因研究中使用过的主要筛选标记基因。     

Cre／loxp重组系统在转基因植物中删除标记基因的应用

在植物遗传转化中,标记基因是必须的,但标记基因的存在引起人们对转基因食品安全性的关注。Cre／loxp重组系统可用于删除转基因植物中的标记基因,可以通过杂交或二次转化,或瞬时表达、诱导表达、组织特异表达重组酶来获得无标记基因的转基因植株。     

植物外源基因转移技术综述

本文对植物外源基因转移方法和研究进展进行了综述,并对常用的选择标记基因、报告基因以及植物遗传转化中存在的问题进行了分析。     

新型筛选标记磷酸甘露糖异构酶基因在转基因植物中的应用

广泛应用于植物遗传转化的抗生素和除草剂选择标记对环境生态和人类健康可能具有潜在风险,因此生物安全筛选标记已成为当前植物转基因研究的热点。磷酸甘露糖异构酶基因(PMI)是一种新型生物安全选择标记基因,全面介绍了其作用原理、生物安全性、在植物转化中的应用与检测等,深入分析了其在植物转化中作为筛选标记存在的问题与不足,并就其发展前景进行了展望,以期为在转基因植物中的广泛应用奠定基础。     

单子叶植物表达载体pUN3300的构建

植物双元表达载体在植物基因工程研究中具有重要作用,表达载体所包含的结构元件,如启动子、多克隆位点、筛选标记等,对植物遗传转化效率、外源基因表达强度及遗传稳定性等具有重要影响。本研究中,为提高目的基因对单子叶植物的遗传转化效率,对植物表达载体pCAMBIA3300进行改造,在原有以bar基因作为选择标记的基础上,采用不完全酶切的方法添加了Ubiquitin启动子,经酶切、测序表明,植物双元表达载体pUN3300构建成功。该载体对于研究外源基因功能、植物性状改良及新品种的培育,具有重要的价值。     

无选择标记的植物转基因方法研究技术进展

植物遗传转化中,标记基因起着非常重要的作用。目前使用的抗性标记基因大多数是抗生素或除草剂抗性基因,其引发的转基因植物安全性问题越来越受重视。笔者综述了近年来发展的各种无选择标记转基因植物方法及其在转基因植物中的应用,主要有共转化法、位点特异性重组系统、转座子系统、同源重组法和多元自主转化载体系统。通过评述各种方法的优缺点,以期推动安全型转基因植物培育和转基因植物产业化进程。     

转基因植物中的标记基因

随着转基因植物的商业化 ,植物转基技术将为农业生产带来一场新的革命。但目前仅仅把基因导入植物已经不能满足现代农业的要求。新的转化技术不仅要求把基因导入农艺性状优良的品种中 ,呈单拷贝 ,不带辅助序列 (标记基因 ) ,而且转基因的表达必需可预测 ,并在不同的转化体中表达一致。论文讨论标记基因及与标记基因消除的转化体系有关的问题     

亚磷酸脱氢酶作为筛选标记基因在水稻遗传转化中的应用

为筛选标记基因用于植物遗传转化,采用组织培养、营养液筛选和叶面喷施等手段,综合评价了具有高催化活性的亚磷酸脱氢酶基因ptxDQ作为筛选标记基因用于水稻遗传转化的潜力.结果显示,ptxDQ基因作为筛选标记基因时,抗性愈伤的筛选效率为44.37％～47.28％,显著高于潮霉素和草胺磷等抗性基因的筛选效率.获得的转基因阳性幼...     

葫芦科植物的遗传转化研究进展

葫芦科植物中包括多种以采收果实为主的蔬菜作物,对其进行品质改良、延迟成熟和抗病虫害的遗传转化研究具有重要的理论和实践意义。目前,在葫芦科植物中已建立了子叶、茎尖、胚轴、茎段、原生质体和子叶节等的再生体系;用于遗传转化的方法有农杆菌介导法、基因枪法、花粉管通道法、DNA浸泡法等;用于转化的目的基因多为抗病毒病基因和延迟成熟的基因;NPTII基因为最常用的筛选标记基因。主要对以上几个方面进行综述,并讨论了葫芦科植物遗传转化过程中的影响因素及存在的问题。     

转基因植物检测方法及标准化概述

针对如何更加科学精准地检测转基因植物的问题,采用比较研究的方法,对国内外转基因植物的检测方法及其标准化进行研究。结果表明:1)转基因植物及其产品的检测,主要包括转基因植物的产品成分检测、环境安全检测、食用安全检测3个方面;2)目前国内外转基因植物检测方法均处于先进水平,但随着不断涌现的转基因植物及产品,检测技术仍需更新换代;3)转基因植物检测技术研发必须与其标准化及安全管理协调进行,从而保证转基因植物及其产品在我国长期有效的安全监管。综上,转基因植物检测技术及其标准化仍需要不断开发和创新,为国家对转基因产品的安全监管提供更有力的技术保障。     

转烟草花叶病毒复制酶基因烟草的病毒抗性研究

对用根瘤农杆菌双质粒法导入烟草花叶病毒复制酶基因的转基因烟草后代的研究表明：转基因烟草抗烟草花叶病毒和马铃薯Ｘ病毒,但感染马铃薯Ｙ病毒,抗病毒的转基因烟草存在某种机制限制着病毒在植株内的转移,转烟草花叶病毒复制酶基因烟草植株内不产生该复制酶,其抗病毒的确切机制有等进一步研究。     

兼抗虫、除草剂、干旱转基因玉米的获得和鉴定

【目的】培育抗玉米螟、抗草甘膦、抗旱的转基因复合性状玉米种质。【方法】通过农杆菌介导的玉米茎尖遗传转化法,把重组到同一植物表达载体的cry1AcM、epsps、GAT和ZmPIS转入玉米骨干自交系9801和齐319（Q319）,获得转基因植株。通过逐代除草剂筛选、分子检测和抗虫性鉴定,从大量转基因株系中优选出6个优良玉米株系。在此基础上,以非转基因自交系9801、Q319为对照,在严格控制条件下对6个转基因株系进行抗虫、抗除草剂和抗旱性检测。由于不同生长时期植株对玉米螟危害的敏感程度有差异,在抗虫性检测试验中,对不同生长阶段的转基因玉米的抗虫性,分别进行了田间和室内玉米螟接种试验,并以灌浆期玉米的籽粒和苞叶饲喂玉米螟幼虫检测其杀虫性。在草甘膦抗性鉴定试验中,对6叶期田间玉米植株喷洒大田除草用量的草甘膦溶液评估其应用价值;采用3倍应用剂量的草甘膦溶液喷施3叶期玉米植株测试其草甘膦耐受力。在抗旱性鉴定试验中,对10叶期玉米植株进行干旱胁迫处理,观测转基因植株的表型变化并测定光合作用和叶绿素荧光等参数。【结果】选择出6个遗传稳定的兼抗亚洲玉米螟、抗草甘膦和抗旱性提高的转基因玉米株系,其中株系L1-L3来自自交系9801,Q1-Q3来自自交系Q319。通过RT-PCR检测4个转基因的转录强度,证明它们在转基因植株中有效表达;利用Western blot方法检测cry1Ac蛋白的表达水平,确定其在玉米植株中稳定表达。植株抗虫性鉴定结果显示这6个株系在玉米营养生长期和灌浆期的抗虫能力均显著高于未转基因自交系。在草甘膦抗性测试中,转基因植株表现出明显高于未转基因自交系的草甘膦抗性。在干旱控水期间,转基因植株能维持较强的光合能力和光系统Ⅱ活性,对干旱胁迫的抗性显著高于对照植株。【结论】将cry1AcM、epsps、GAT、ZmPIS一同转入玉米,赋予了植株抗玉米螟、抗除草剂草甘膦特性,提高了植株的抗旱性,达到生产中应用标准。培育出具有优良复合性状的转基因玉米新材料。     

Activity of the photosynthetic apparatus and antioxidant enzymes in leaves of transgenic <Emphasis Type="Italic">Solanum lycopersicum</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Nicotiana tabacum</Emphasis> plants,with <Emphasis Type="Italic">FeSOD1</Emphasis> gene

Introduction of the FeSOD gene enhanced the stability of the photosynthetic apparatus of plants to the action of oxidative stress caused by UV irradiation. The expression of Arabidopsis thaliana FeSOD gene, targeting the enzyme in chloroplasts due to a signal sequence, leaded to significant changes in ultrastructure of cell subcompartments of tobacco and tomato leaves. The activity of superoxide dismutase in leaves of transgenic tomato plants exceeded the value of activity of this enzyme of control plants. Transgenic tobacco plants showed increasing in SOD activity compared with control non-transgenic tobacco. The activity of AP in the leaves of transgenic tobacco and tomato plants was similar with that of control non-transgenic plants, but activity of one accession of transgenic tomato, which is also characterized by high values of SOD activity, exceeded the value of control plant. Differences in ultrastructural organization of chloroplasts in the cells of transgenic and control tobacco and tomato plants have been manifested in a strong enlargement in the size of plastoglobuli. These distinctions were evident especially in the cells of the leaf parenchyma of transgenic tomato as well as transgenic tobacco. Also, a quantity of starch grains in the plastids of guard cells was increased. Chloroplasts in the cells of leaf parenchyma in transgenic plants contained less a starch grains than in wild-type plants.     

轻度盐碱地转betA基因小黑杨的生长表现

在前期获得11个转胆碱脱氢酶基因(betA)小黑杨株系的基础上,将转基因株系与非转基因对照株系在轻度盐碱地上造林,5 a后对试验林的转基因株系进行PCR分子检测,并运用SPSS软件对其树高、胸径、材积和保存率4个生长性状进行了方差分析.结果表明:转betA基因小黑杨外源基因稳定,目前尚未丢失;转基因株系与对照株系间树高、胸径、材积和保存率的差异均达到极显著水平;利用隶属函数法选择的转基因株系T1、T6和T8,为生长速度快、耐盐性高的优良株系.     

外源抗菌肽在转基因鱼腥草中的表达及抗茎腐病研究（摘要）

[目的]鉴定转基因鱼腥草中外源抗菌肽的表达,分析抗茎腐病的能力。[方法]通过SDS-PAG电泳和Western blot方法检测转基因鱼腥草植株中外源抗菌肽的表达,接种不同浓度的立枯丝核菌孢子,比较转基因植株与非转基因植株的染病情况。[结果]外源抗菌肽能在转基因鱼腥草中表达;立枯丝核菌的最佳侵染孢子浓度为3×105/mL,观察时间以3d为宜,转基因鱼腥草较非转基因鱼腥草的抗茎腐病能力增强。[结论]外源抗菌肽的表达能增强转基因鱼腥草植株的抗茎腐病能力。     

拟南芥两个MYB基因标签融合蛋白转基因植株的获得和鉴定

[目的]进行染色体免疫共沉淀（ChIP）试验,挖掘MYB类基因At3g11280和At5g05790所调控的下游基因。[方法]在构建了标签融合蛋白植物表达载体的基础上,利用农杆菌介导的转化将这些载体转入拟南芥植物中,获得转基因植株,并用Western blotting检测标签融合蛋白在转基因植株中的表达。[结果]拟南芥植株转基因的效率很高,4种标签蛋白融合载体的转化均获得了20株以上的转基因植株。随机对4种转基因植株的8株T1代植株进行Western blotting分析,结果表明4,种转基因植株中均鉴定出阳性植株。融合蛋白的条带大小在30 kD左右,将显色信号条带与Marker比对,显示条带大小与预测蛋白大小相符。[结论]这些有融合蛋白表达的转基因植株为ChIP试验的进行提供了重要材料。     

大豆GmbZIP16的抗旱功能验证及分析

【目的】通过分析干旱条件下大豆的转录组数据,筛选获得大豆锌指蛋白GmbZIP16,对其进行功能验证,确定GmbZIP16参与大豆抵抗干旱的分子机理。【方法】大豆干旱转录组数据分析得到上调倍数较高的锌指蛋白GmbZIP16,以大豆cDNA为模板克隆获得GmbZIP16。并通过In-Fusion连接酶技术,构建pCAMBIA1302- GmbZIP16和pCAMBIA3301-GmbZIP16表达载体。通过液氮冷冻法将重组载体pCAMBIA1302- GmbZIP16和pCAMBIA3301-GmbZIP16分别转入农杆菌GV3101和大豆发根农杆菌K599的感受态细胞中,通过农杆菌侵染拟南芥花序以及大豆子叶节技术,产生过表达拟南芥植株以及过表达大豆毛状根复合体植株。通过半定量RT-PCR和qRT-PCR分析,确定GmbZIP16在转基因拟南芥和大豆毛状根中能够超表达。分别将正常条件下生长2周龄的转基因和野生型拟南芥植株转移至含有不同PEG浓度（6% PEG和8% PEG）的MS0培养基上继续培养7 d,观察转基因拟南芥和对照野生型拟南芥之间的生物量差异;利用qRT-PCR分析转基因拟南芥和野生型拟南芥植物体中胁迫相关的基因表达情况。将生长良好的转GmbZIP16大豆毛状根复合体施加25% PEG处理1周后,分别采取转GmbZIP16大豆毛状根复合体和转空载体大豆毛状根复合体的叶片,用酶标仪测定植株的脯氨酸、丙二醛和叶绿素的含量。【结果】通过PCR技术扩增得到正确的GmbZIP16序列,通过农杆菌转化技术得到2个稳定过表达的转GmbZIP16拟南芥株系。通过对转基因拟南芥的表型鉴定发现转基因拟南芥在干旱处理下的生物量（鲜重和根长）及存活率比野生型显著提高。在过表达GmbZIP16拟南芥植株中,一些与胁迫相关的基因的表达要高于在野生型,如RD29B、DREB2A和P5CS。转GmbZIP16大豆毛状根复合体植株在25% PEG处理1周后,大豆毛状根复合体叶片中叶绿素和脯氨酸的含量要显著高于转空载体大豆毛状根复合体叶片中叶绿素和脯氨酸的含量,而转GmbZIP16大豆毛状根复合体叶片中丙二醛的含量显著低于转空载体大豆毛状根复合体叶片中丙二醛的含量。【结论】在拟南芥中过表达大豆GmbZIP16提高了转基因拟南芥的抗旱性。过表达GmbZIP16可以提高转基因大豆毛状根复合体对干旱的抗性。GmbZIP16提高植物的抗旱性主要是通过影响与抗逆相关基因的表达来实现的。     

用RNA干涉对几个水稻WD结构域基因的功能研究

为研究水稻中WD结构域基因的功能,构建了8个WD结构域基因的RNA干涉转化载体并转化水稻品种.其中6个基因获得了转化体,3个基因(代号为E10,G04,和G05)的转化体出现表型变异.E10和G04的转化植株表现为花柱数目增加,E10转化植株的花柱基部还长出1条半透明物体;G05的转化植株表现为花粉不育.对转化植株的靶基因进行RT-PCR检测表明,大部分转化植株的内源基因表达量降低或没有表达.这些结果表明,这些WD结构域基因的功能与生殖发育有关.     

盐胁迫对转SacB、BADH基因的美丽胡枝子部分逆境生理指标的影响

为了探讨盐胁迫下外源基因对植物渗透调节的影响,以同时培育的转入果聚糖蔗糖转移酶（SacB）基因、转甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因及未转基因的美丽胡枝子盆栽苗为材料,研究不同浓度(0、0.5%、1.0%、2.0%)NaCl处理对3种试验材料的耐盐性及盐胁迫下的脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、丙二醛含量、过氧化物歧化酶活性的影响。结果表明:在未进行盐胁迫时,3种试材的这几项指标含量没有明显差异,但随着盐胁迫强度的增加,两种转基因的美丽胡枝子在积累脯氨酸、可溶性糖能力方面明显强于非转基因植株,转入BADH基因的美丽胡枝子在积累甜菜碱上要强于非转基因植株及转入SacB基因的植株;尽管在盐胁迫强度增大的情况下,3种植株的过氧化物歧化酶活性增强了,但两种转基因植株的过氧化物歧化酶活性并没有明显大于非转基因植株;两种转基因植株可明显抑制丙二醛在植物体内的快速积累。