转基因苜蓿研究现状及商业化前景

综述了转基因技术在苜蓿改良中的应用研究进展和取得的成绩,如改善了苜蓿的品质、抗逆性、抗虫害、抗除草剂、抗病性等;讨论了转基因苜蓿巨大的商业化潜力;指出了在期望利益的同时,应注意评估转基因苜蓿的生物安全问题和商业化过程中存在的其他问题.     

转基因苜蓿研究的现状和前景

简要综述了紫花苜蓿转基因研究的现状,介绍了外源基因转化苜蓿和构建转基因苜蓿植株的手段以及转基因苜蓿研究中的常见问题,展望了转基因苜蓿应用的前景,讨论了苜蓿转基因育种中的生物安全问题。     

水稻金属硫蛋白基因(rgMT)遗传转化的紫花苜蓿耐盐性分析

采用根癌农杆菌介导法将从水稻(Oryza sativa)中克隆出的一个金属硫蛋白基因(rgMT)转化到紫花苜蓿(Medicago sativa)品种"农菁1号"中,经PCR和Northern blot技术对获得的抗性植株进行了检测,证明rgMT基因已整合到苜蓿基因组中并在转基因植株中转录表达。以野生型苜蓿为对照,对获得的转基因苜蓿株系在不同浓度NaCl、NaHCO3胁迫下的表型和生理指标测定发现,NaCl、NaHCO3胁迫处理后,野生型苜蓿受胁迫严重甚至死亡,转基因苜蓿受胁迫较轻。转基因苜蓿的脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性显著高于野生型(P0.05),细胞膜透性显著低于野生型,野生型苜蓿叶片中积累的过氧化氢高于转基因苜蓿的叶片中积累的过氧化氢。研究结果表明,rgMT基因已在苜蓿中表达,并且提高了转基因苜蓿的耐盐性。     

苜蓿转基因的研究现状和前景

综述了苜蓿转基因研究的现状,介绍了转基因苜蓿研究中的常见问题,展望了转基因苜蓿的应用前景.     

转 GsGST13/SCMRP 基因双价苜蓿的耐盐性分析简

 本研究是将从野大豆盐碱胁迫基因表达谱中筛选得到的GsGST13 基因和采用生物信息学方法改造的高甲硫氨酸蛋白基因SCMRP 构建成双价植物表达载体,通过农杆菌介导法转化农菁１号苜蓿,获得超量表达的转基因苜蓿,并对其中２个转基因苜蓿株系进行耐盐性分析及氨基酸组分分析。结果显示,转基因苜蓿具有较强的耐盐性,表现为随着盐浓度的升高,野生型苜蓿盐害不断加重,生长发育受抑制,叶片逐渐变黄、卷曲、萎蔫,而转基因苜蓿只受到轻微影响,仍能正常生长。转基因株系的丙二醛含量和过氧化氢含量显著低于非转基因株系（P＜０．０５）,而株高,鲜重,ＧＳＴ 活性和ＳＯＤ 活性显著高于非转基因对照（P ＜０．０５,P ＜０．０１）;同时株系Ｇ１６和Ｇ５０的含硫氨基酸含量分别比野生型植株提高了０．５７％ 和０．５２％。说明超量表达GsGST13 ／SCMRP 基因增强了苜蓿的耐盐性,并提高了含硫氨基酸含量。     

盐胁迫对苜蓿叶绿素、甜菜碱含量和细胞膜透性的影响

通过在不同盐胁迫下,对转基因苜蓿Medicago sativa和非转基因苜蓿的叶绿素含量、甜菜碱含量和细胞膜相对透性的变化趋势进行研究发现,随着盐浓度的变化,苜蓿体内叶绿素含量、甜菜碱含量和细胞膜相对透性都有明显的变化趋势,其中叶绿素和甜菜碱的含量呈现增长趋势,而细胞膜相对透性呈下降趋势。试验表明,在逆境胁迫下,苜蓿通过一系列的生理机制变化以适应环境变化,减轻伤害,如维持较高水平的叶绿素含量、甜菜碱含量以及较低的细胞膜相对透性。分析对比表明,转基因苜蓿耐盐性优于非转基因苜蓿。     

转基因苜蓿对土壤微生物的影响

采用传统的平板计数法和PCR凝胶电泳技术,在大田栽培条件下,以转BADH基因苜蓿和非转基因苜蓿为材料,于2009年和2010年连续2年测定苜蓿根际土壤细菌、放线菌和真菌数量的变化,并对外源基因是否转移到土壤微生物中的可能性进行检测分析。结果表明,在不同年份和不同月份转基因植株与非转基因植株根部土壤3大类微生物(细菌、放线菌和真菌)数量变化趋势一致;二者根部土壤3大类微生物数量无显著差异,2年间转基因苜蓿的土壤3大类微生物数量无显著差异;并利用BADH基因特异引物对土样的总DNA,以及菌株DNA进行PCR扩增,均未检测到外源基因扩增产物。初步研究结果表明,转基因苜蓿对土壤微生物系统尚没有明显的影响。     

GsCRCK基因转化农菁1号苜蓿及其耐盐性分析

GsCRCK基因是参与胁迫早期应答的钙/钙调素调控的受体类蛋白激酶基因,研究发现GsCRCK正向调控拟南芥对NaCl和ABA胁迫的耐性,将耐盐蛋白激酶基因GsCRCK转化苜蓿,对于增强苜蓿的耐盐性具有重要的现实意义。本研究采用农杆菌介导法将其转入农菁1号苜蓿,获得大量抗性植株。经 PCR和RT-PCR检测证明GsCRCK基因已整合到农菁1号苜蓿基因组中并在转基因植株中转录表达。对获得的2个转基因株系进行耐盐性分析,在300 mmol/L NaCl条件下进行胁迫处理,测定处理0,3,6,9,12,15 d后的质膜透性、丙二醛(MDA)和叶绿素(Chl)含量,以及胁迫15 d时的SOD活性;并统计400 mmol/L NaCl处理15 d时各株系的死亡率。结果显示,300 mmol/L 高盐胁迫15 d后转基因苜蓿仍能正常生长,而野生型苜蓿则遭受盐害严重;转基因苜蓿的相对电导率极显著低于野生型,MDA含量也显著低于野生型,而Chl含量和SOD活性都显著高于野生型;在400 mmol/L NaCl处理下,2个转基因株系的死亡率分别为13.33%和10.00%,明显低于野生型植株(63.33%)。表明GsCRCK基因的导入提高了转基因苜蓿的耐盐性。     

GsCRCK 基因转化农菁１号苜蓿及其耐盐性分析

 GsCRCK 基因是参与胁迫早期应答的钙／钙调素调控的受体类蛋白激酶基因,研究发现GsCRCK  正向调控拟 南芥对ＮａＣｌ和ＡＢＡ 胁迫的耐性,将耐盐蛋白激酶基因犌狊犆犚犆犓转化苜蓿,对于增强苜蓿的耐盐性具有重要的现 实意义。本研究采用农杆菌介导法将其转入农菁１号苜蓿,获得大量抗性植株。经ＰＣＲ 和ＲＴ－ＰＣＲ 检测证明 GsCRCK  基因已整合到农菁１号苜蓿基因组中并在转基因植株中转录表达。对获得的２ 个转基因株系进行耐盐 性分析,在３００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ条件下进行胁迫处理,测定处理０,３,６,９,１２,１５ｄ后的质膜透性、丙二醛（ＭＤＡ）和叶 绿素（Ｃｈｌ）含量,以及胁迫１５ｄ时的ＳＯＤ 活性;并统计４００ ｍｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ处理１５ｄ时各株系的死亡率。结果显 示,３００ｍｍｏｌ／Ｌ 高盐胁迫１５ｄ后转基因苜蓿仍能正常生长,而野生型苜蓿则遭受盐害严重;转基因苜蓿的相对电 导率极显著低于野生型,ＭＤＡ 含量也显著低于野生型,而Ｃｈｌ含量和ＳＯＤ 活性都显著高于野生型;在４００ ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ处理下,２个转基因株系的死亡率分别为１３．３３％和１０．００％,明显低于野生型植株（６３．３３％）。表明 GsCRCK 基因的导入提高了转基因苜蓿的耐盐性。     

转OvBAN/bar双价基因的紫花苜蓿对虫蚀及除草剂的耐受性分析

以"甘农3号"紫花苜蓿为受体,利用农杆菌介导法导入双价基因OvBAN/bar,通过PCR检测和Southern杂交分析表明,4个转基因株系含有目的基因且均出现杂交条带,其中2个株系为单拷贝,1个株系为双拷贝,1个株系为三拷贝;对获得的4株转基因苜蓿进行qRT-PCR分析表明,具有三拷贝数的1个转基因株系OvBAN基因的表达量最高,其次为双拷贝数的2个转基因株系,并且这些株系的花青素还原酶活性及缩合单宁含量均显著高于野生型苜蓿。以过量表达OvBAN基因的3株转基因苜蓿为试验材料,进行抗蚜性和除草剂耐受性分析。结果表明,与野生型苜蓿相比,转OvBAN/bar基因苜蓿对苜蓿蚜都具有较好的抗性,蚜虫抑制率为78%~93%;用0.5%的市售草铵膦喷施各株系,10d后各转基因株系除个别叶片枯萎死亡,其他叶片及茎秆生长状况良好,而野生型苜蓿全部枯萎死亡,表明bar基因已整合到转基因苜蓿基因组中并稳定表达。综上所述,转OvBAN/bar基因紫花苜蓿表现出良好的抗虫性和除草剂耐受性。     

河北苜蓿产业化发展现状、问题及对策研究——基于沧州市苜蓿产业化发展的调查和思考

介绍了苜蓿Medicago sativa的国内外市场需求概况,并对草产业的概念和发展意义进行了简要阐述.对河北省苜蓿产业化的基本情况及存在的问题进行了分析,并以在沧州市的实地调查情况为例,进行了充分的实证研究.针对深层次原因的剖析,提出了改变传统思想意识、实现苜蓿产业化经营体制创新和构建苜蓿产业发展支撑体系的对策和建议.     

紫花苜蓿转基因研究进展

作为生物技术领域的前沿,转基因技术已在多种植物上取得重大进展。紫花苜蓿（Medicago sativa）是公认的优质牧草,通过转基因技术改良其遗传性状,提高其产量、抗性、品质等重要农艺性状已成为研究热点。本研究围绕与生产实践密切相关的非生物胁迫、生物胁迫、除草剂抗性、品质改良和生物反应器5个方面,归纳总结了近期紫花苜蓿转基因研究进展,并根据转基因紫花苜蓿的生物安全性和研究中存在的问题,分别提出了针对性建议并为今后的研究指明了方向,以期为我国紫花苜蓿的转基因基础研究和应用开发提供有益信息。     

浅谈我国苜蓿产业化中的几个问题及其对策

随着我国产业结构的调整,畜牧业的迅猛发展,草业在农业中的地位越来越重要。本文较系统地分析了当前苜蓿产业化中出现的问题和解决这些问题的方法。     

不同紫花苜蓿品种种子萌发期耐盐性的试验研究

探讨研究紫花苜蓿品种种子萌发期耐盐性，可筛选出耐盐品种。结果表明，8个苜蓿品种中青睐苜蓿和恺撒苜蓿的耐盐性最强，其次是金皇后和友谊苜蓿；龙牧801和首领苜蓿的耐盐性弱。     

苜蓿病虫草害研究现状

苜蓿(Medicago sativa L.)是我国畜牧业发展的优质豆科牧草,而病害、虫害、草害是限制苜蓿生长及品质的主要原因.本文收集了我国近40年来的有关资料,对苜蓿病虫害的种类进行科学分类,制作出了苜蓿病害和苜蓿部分虫害的种类名录,对主要病虫害的分布及防治措施进行了综述;收集近20年我国各地区调查的苜蓿地杂草的相关...     

51个苜蓿品种的核型分析研究初报

试验运用植物根尖压片法对51个苜蓿品种的根尖细胞染色体数目、核型进行了研究，试验结果表明：苜蓿的染色体基数为X=8或X=7，核型公式为2n=4x=32m或2n=4x=28m；不同的苜蓿品种适合不同的冰处理时间，与染色体数目和核型之间没有特异性。     

miR396-MsGRFs参与调控紫花苜蓿愈伤组织再生

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)愈伤组织再生率受基因型限制,是影响苜蓿遗传转化效率的主要因素之一。研究发现,GRF转录因子家族基因在提高多种植物愈伤再生中起着重要促进作用。本试验以拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtGRF序列为模板,在紫花苜蓿基因组序列中查找,获得了含有miR396靶点的9个MsGRFs基因。除MsGRF3a和MsGRF4a外,其余7个MsGRFs在紫花苜蓿胚性愈伤组织中的表达量均显著高于非胚性愈伤。为了进一步研究MsGRFs对紫花苜蓿愈伤再生效率的影响,我们在紫花苜蓿中转入MIM396基因,降低miR396的表达。结果显示：MIM396植株叶片愈伤组织再生时间显著缩短,再生率显著提高;与野生型愈伤组织相比,在MIM396植株叶片诱导的愈伤组织中,除MsGRF3a外,其余MsGRFs显著高表达。以上研究表明,miR396-MsGRF通路对苜蓿愈伤组织再生起着重要调控作用,这为提高苜蓿再生效率,并打破基因型对不同苜蓿品种再生的限制提供候选基因。     

Variation in food selection among lambs: effects of basal diet and foods offered in a meal.

In studies of behavior and nutrition, we typically determine nutritional needs and formulate diets for the average member of the herd, not for specific individuals within a herd. Nevertheless, variation among individuals could affect productivity of the group if the diet diverges too much from what individuals at the extremes prefer to eat. Thus, it is important to determine the degree to which individuals within a group vary in their food preferences when offered alternatives. Our first objective was to determine the degree to which lambs differed in preference for foods high in energy (barley) or protein (alfalfa) (Exp. 1). When we offered lambs barley and alfalfa for ad libitum consumption for 25 d, individuals varied in the amounts of barley (range: 221 to 991 g/d) and alfalfa (range: 51 to 558 g/d) they consumed (P < .0001). At one extreme, individuals preferred a diet of 6% alfalfa and 94% barley; at the other extreme, individuals preferred a diet of 70% alfalfa and 30% barley. Our second objective was to determine whether lambs from Exp. 1 compensated, when fed a basal diet that was lower in alfalfa than they preferred, by ingesting foods higher in alfalfa when offered a meal (Exp. 2). Lambs were ranked according to the percentage of alfalfa (range from 6 to 70%) and barley (range from 94 to 30%) they ate during Exp. 1 and then assigned alternately to two treatments: 1) basal diet with similar proportions of alfalfa and barley consumed ad libitum (preferred diet) or 2) basal diet with 10% less alfalfa than consumed ad libitum (low-alfalfa diet). We then conducted three trials in which lambs fed the different basal diets were offered a meal for 15 min/d for 2 d of two foods that differed in barley and alfalfa. During Trial 1, when we offered barley and alfalfa, lambs in both groups preferred barley (138 g) to alfalfa (46 g) (P < .05). During Trial 2, when the test foods (barley and alfalfa) were diluted with grape pomace (20%), lambs fed the preferred basal diet ate more barley (116 vs 64 g) and less alfalfa (48 vs 87 g) than lambs fed the low-alfalfa basal diet (P < .05). During Trial 3, when we offered a food high in barley (80% barley and 20% pomace) and a food high in alfalfa (70% alfalfa, 14% cornstarch, and 16% pomace), lambs fed the preferred basal diet ate more of the high-barley food (124 vs 73 g) and less of the high-alfalfa food (45 vs 98 g) than lambs fed the low-alfalfa basal diet (P < .05). Collectively, these results illustrate that lambs varied greatly in their preferences for foods that differ in energy (barley) and protein (alfalfa), and that when their preferred basal diet was altered, lambs compensated by ingesting food that complemented their basal diet during a daily meal. The addition of grape pomace in Trials 2 and 3 reduced the protein content of the high-barley and high-alfalfa foods such that the high-barley food was only marginally adequate to meet needs compared with the high-alfalfa food. Lambs fed the low-alfalfa basal diet compensated by eating more of the high-alfalfa food than lambs fed the preferred basal diet.     

紫花苜蓿MsCCD4基因克隆及耐盐功能鉴定

为验证紫花苜蓿(Medicago sativa L.)胡萝卜素裂解双加氧酶(Carotenoid cleavage dioxygenase, CCD)基因的耐盐功能,本试验克隆了紫花苜蓿MsCCD4的CDS全长序列,并以其叶片为试验材料,通过发根农杆菌介导的毛状根诱导法获得过表达MsCCD4的转基因毛状根,验证过表达MsCCD4对紫花苜蓿耐盐性的影响。结果表明：MsCCD4为稳定的酸性亲水蛋白质,二级结构以无规则卷曲为主,C-端含有RPE65保守结构域;MsCCD4启动子区含有光响应、激素应答和非生物胁迫响应结合元件;盐胁迫可诱导MsCCD4表达量升高;盐胁迫生理实验证明,过表达MsCCD4可以增强毛状根的耐盐性。本研究为紫花苜蓿耐盐遗传改良提供基因资源及耐盐基因快速鉴定方法。     

外源根系分泌物对紫花苜蓿根瘤菌共生体系的影响

为筛选诱导紫花苜蓿（Medicago sativa L.）生长结瘤的适宜外源根系分泌物，本试验利用木犀草素、茉莉酸甲酯、季酮酸以及水苏碱+葫芦巴碱混合物5种外源根系分泌物（共生信号物质）对苜蓿根瘤菌ACCC17617（A17）和ACCC17631（A31）诱导，结合室内试验与田间试验，分析外源根系分泌物对根瘤菌的诱导效应，并对苜蓿结瘤特征及生长性状测定，研究外源根系分泌物对紫花苜蓿接种根瘤菌共生体系的影响。结果表明：5种外源根系分泌物能有效提高苜蓿的结瘤数、生物量、蛋白含量以及受诱导的根瘤菌占瘤率。不同物质（或组合）对菌株与苜蓿共生结瘤和苜蓿生长的影响不同，室内条件下木犀草素对苜蓿的生长发育有较好的促进效果。田间试验条件下，经外源根系分泌物诱导后，根瘤菌A31的田间竞争力大于根瘤菌A17。