农杆菌介导优良玉米自交系Ⅱ型胚性愈伤组织遗传转化体系的建立

以玉米自交系8902、340、4112未成熟幼胚为材料,诱导、继代筛选出良好的Ⅱ型胚性愈伤组织,用农杆菌(EHA105和LBA4404)介导法转化其愈伤组织.利用本室构建的植物双元表达载体中携带的GUS报告基因对农杆菌转化系统的条件进行了研究,如农杆菌的侵染浓度、菌种类型、侵染时间、A8(乙酰丁香酮)浓度及基因型等,建立了农杆菌介导优良玉米自交系Ⅱ型胚性愈伤组织高效遗传转化体系。     

农杆菌介导玉米H99遗传转化体系的优化

遗传转化率低是转基因技术进一步发展的限制因素。优化玉米转化体系的研究大多以幼胚为受体材料、以GUS基因为报告基因,在一定程度上限制了取材的时间和数量。研究利用携带pCAMBIA1302（含绿色荧光蛋白基因-Green Fluorescent Protein）质粒的 EHA105菌株对玉米自交系H99的愈伤组织进行侵染,借助活体荧光检测技术对GFP基因的瞬时表达进行评价。结果表明,农杆菌侵染液浓度OD₆₀₀为 0.7～0.8、侵染时间20 min、共培养60 h时,GFP瞬时表达率最高,达到23.47%。     

农杆菌介导的小麦幼胚遗传转化体系的优化

为了优化农杆菌介导的小麦幼胚转化体系,通过对4个小麦品种河农827、石新828、河农825、良星99的幼胚组织培养及再生系统的研究表明,在改良培养基MSW1和MSW2中,小麦幼胚胚性愈伤组织诱导率与MSW0培养基相比分别提高了6.0%和5.4%,并且显著提高了植株再生能力。采用混合正交试验设计,对农杆菌遗传转化过程中小麦幼胚的诱导培养基、诱导时间、农杆菌侵染浓度、侵染时间进行了优化。结果表明,在诱导培养基MSW2,诱导培养6d,OD660=1,侵染时间3h时,愈伤GUS瞬时表达率及抗性愈伤成活率最高,对河农827成活的抗性再生植株进行PCR检测,获得了候选转基因植株。     

二穗短柄草成熟胚再生体系建立及农杆菌介导转化研究

为建立二穗短柄草组织培养及遗传转化体系,以二穗短柄草BD21-3成熟胚为外植体,对成熟胚愈伤诱导、分化以及农杆菌侵染条件进行了研究。结果表明,在含有2.5mg·L~(-1) 2,4-D的培养基上,愈伤组织出愈率最高为93.83%;在含有0.2mg·L~(-1) KT的分化培养基上,分化率最高为38.18%;对二穗短柄草胚性愈伤组织农杆菌转化和GUS染色结果表明,侵染的过程中农杆菌菌液浓度OD_(600)为0.6、侵染时间为5min时转化率最高。     

香白糯玉米农杆菌转化体系的建立

实验以香白糯玉米为供试材料,通过不同的培养条件比较优化玉米胚植株再生体系,考察不同胚龄、不同的培养基对糯玉米幼胚的愈伤诱导、分化、成苗的影响。用根癌农杆菌GV3850介导转化了CpTI和Bar基因,获得5株PCR和Southern杂交表现阳性的植株,建立了农杆菌在香白糯玉米上的基因转化体系。     

不同基因型大豆愈伤组织对农杆菌EHA105的敏感性研究

研究了8个基因型的大豆愈伤组织GUS瞬时表达的效果及其最佳染色条件,以考察不同基因型大豆愈伤组织对农杆菌菌株EHA105的敏感性.GUS染色结果表明:不同品种对农杆菌EHA105敏感程度差别较大,吉林47和东农42愈伤GUS染色效果较好;不同品种要求的最佳染色时间存在差异,对农杆菌EHA105较敏感的2个基因型吉林47...     

茶树农杆菌转化系统和基因枪转化系统的优化

在用农杆菌浸染前,将茶树外植体预培养在含有PVP(polyvinylpyrrolidone,16g/L)的预培养基上2-3d可提高转化频率。优化后的茶树基因枪转化体系,即制弹程序:60 mg/1ml钨粉悬浮液10 l中加入1.6 l质粒DNA(1 g/l),再分别加入0.1 mol/L的亚精胺4 l,2.5 mol/L 的CaCl2 15 l,最后定容至48 l;每次轰击上样量为8-10 l。基因枪转化后抗性筛选2个月,抗性愈伤组织存活率为5.0%~12.1%。     

农杆菌介导玉米幼胚遗传转化体系的研究

以携带pCAMBIA1301(含GUS基因)质粒的EHA105菌株侵染玉米优良自交系齐319的幼胚,培养3 d后,借助GUS基因的瞬时表达率,对影响农杆菌介导玉米幼胚转化的部分因素进行优化。结果表明,农杆菌侵染液最佳浓度OD600为0.4～0.6,最适合用于转化的幼胚大小为直径1.5 mm,最佳侵染时间为20 min,GUS瞬时表达率为23.46%。     

利用农杆菌介导法进行亚麻转基因的培养基研究

本试验以亚麻幼苗的下胚轴为外植体进行了卡那霉素选择压力的试验。确定5 0mg/L为适宜的选择压力。同时采用农杆菌介导法 ,利用EHA1 0 5菌株进行了亚麻转基因适宜培养基筛选试验。经试验认为MS培养基是亚麻转基因的适宜培养基。在附加IAA3.5mg/L、KT2mg/L、LH1 5 0mg/L的MS选择培养基上转化外植体的愈伤组织的诱导率可达 77.4%。     

利用农杆菌介导合子胚转化法将Bar基因转入玉米自交系的研究

基于农杆菌介导的合子胚转化方法是一种具有自主知识产权的转基因新方法。利用该方法转化玉米合子胚,可直接获得转化种子。以东北春玉米区玉米自交系8902、Pa91、丹340作为转化受体,通过合子转化法进行抗草丁膦除草剂基因Bar的转基因研究。在获得的3 560份材料中,通过对T_1代种子苗叶面喷施草丁膦除草剂Basta,共获得153株抗性植株,抗性频率为4.3%。PCR鉴定阳性植株为102株,转化频率为2.87%。对PCR检测出的阳性植株进行自交获得T_2代,对材料继续进行抗性筛选,对抗除草剂表型的分离比率进行抗性遗传分析。     

利用玉米萌动胚转化体系获得抗除草剂转基因新材料

以玉米杂交种郑单958为受体材料, 建立农杆菌介导的玉米萌动胚转化体系, 并获得抗除草剂转基因玉米材料。经过对农杆菌菌液浓度、共培养时间、乙酰丁香酮的浓度的优化, 农杆菌介导的玉米萌动胚转化法的最优参数为菌液浓度OD₆₀₀值为0.8, 共培养时间为48 h, 乙酰丁香酮的浓度为100 μmol/L。获得69株PCR阳性植株, 其中54株为bar基因金标免疫试纸条检测阳性植株, 29株获得种子;T1代植株具有草丁膦抗性, 并显示出胶体金免疫酶联反应阳性, 表明目的基因已整合玉米基因组内并有效表达, 而且能够稳定遗传给后代。     

利用GUS基因的瞬时表达优化大豆根癌农杆菌介导的遗传转化

高转化效率是分子育种的重要前提,根癌农杆菌介导的遗传转化由于其有较高的遗传效率和较低的拷贝数成为目前优选方法。为优化大豆遗传转化体系,以本实验室已有转化体系为基础,利用pCAMBIA3301中35S∶GUS基因瞬时表达体系,从萌发时间、切豆方法、侵染时间、共培养方式以及共培养时间等方面对东农47、垦农18和B12088大豆栽培品种的遗传转化体系进行优化。结果表明:东农47萌发1 d,侵染30 min;垦农18和B12088萌发12 h,侵染30 min,GUS基因瞬时表达率最高。在其它的处理上,3个品种表现结果一致,即蘸取菌液切豆,共培养中子叶伤口朝下摆放,黑暗条件下共培养3～5 d,GUS基因瞬时表达最高。3个品种在最适条件下,GUS染色效率均达到90%以上,垦农18遗传转化效率较高。本研究为大豆农杆菌介导子叶节转化方法提供了一个改进的方案,并且为拓宽可利用于大豆遗传转化的种质资源奠定基础。     

耐盐碱基因eIF1A对玉米遗传转化研究

以来自柽柳的耐盐碱基因eIF1A为研究对象,构建其单子叶植物表达载体,并利用农杆菌介导法转化极早熟玉米自交系加2和M1的胚性愈伤组织,创制转eIF1A基因玉米新材料,为耐盐碱转基因玉米育种提供技术和材料支持。结果表明,成功构建eIF1A基因的单子叶植物表达载体pCAMBIA3300-Ubi-eIF1A,共获得33株除草剂抗性植株,其中,12株目的基因和筛选标记基因PCR呈阳性反应,RT-PCR检测表明,目的基因正常转录表达。     

玉米茎节再生体系建立及AGPL基因遗传转化的研究

以玉米优良自交系郑58的子粒为材料,切取无菌苗的第1个茎节,上下各保留0.5 cm,接种于诱导培养基(1/2MS+0.3 mg/L NAA)培养,直接获得再生苗。腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是玉米淀粉合成过程中的一个限速酶,AGPase酶大亚基(AGPL)是酶的调节中心,在玉米胞质中过表达能够提高玉米淀粉含量。利用农杆菌介导法将玉米AGPL基因导入郑58的茎节体系,转化后的茎节在含有3mg/L双丙氨膦的1/2 MS培养基上进行筛选培养,对筛选后的抗性苗进行PCR和PCR-Southern blot检测,获得了4株转基因植株。     

玉米体细胞胚胎功能基因转化研究

22A基因属于TCB1家族,编码GTPase激活因子,与体细胞胚胎的发生密切相关,且只在发育的胚中特异性表达。本研究从玉米体胚中克隆Zm22A基因,并对玉米自交系Y423进行遗传转化。结果表明,以玉米自交系Y423体细胞胚胎为受体,利用Zm22A基因的干扰载体侵染,获得阳性苗。     

花器浸染法转化玉米途径研究

以4个自育玉米自交系为受体材料, 采用农杆菌介导, 以4种不同处理方法直接浸染玉米花器, 将耐草甘膦基因2mG2-epsps转入玉米种质, 研究简洁、高效的玉米转基因途径。结果表明, 获得T₀种子7 986粒, 成苗6 144株;苗期经1.25‰草甘膦异丙铵盐溶液筛选后, 共成活15株;经特异PCR检测发现, 其中2株植株呈阳性, 阳性率为13.33%。初步证明, 通过直接注射授粉后18～22 h玉米果穗的方法能将外源基因导入玉米中。     

白桦花发育基因BpMADS3对玉米的遗传转化及功能验证

MADS-box基因编码多种具有重要生物学功能的转录调节因子,能够激活或抑制其他基因的转录,在调节植物根、叶、花和果实的发育尤其在开花植物花的发育过程中起到重要的调控作用。将东北白桦树中克隆得到的BpMADS3基因导入玉米中,验证其在玉米中的功能。结果表明,利用In-Fushion技术成功构建了BpMADS3基因的单子叶植物表达载体pTF101.1-T-nos-Ubi-BpMADS3,采用花粉管通道法将该基因导入玉米自交系合344中,获得5个T2代PCR和RT-PCR阳性株系,转基因株系H1-25和H1-76的散粉期和抽丝期均比对照提前,穗重、穗长、穗粗和百粒重等产量相关性状显著或极显著高于对照。研究结果初步证明,BpMADS3基因的导入对玉米花期提前和产量增加有一定的功效。