外源DNA导入整体植物技术在作物育种上的应用

近年来将不同生物的具已知遗传信息的DNA片段导入受体生物细胞,并使之表达的研究正方兴未艾。在我国,自1977年以来,用小麦、水稻、棉花等作为受体亲本,配成各种亲缘不同的组合,进行外源DNA片段的导入研究,初步获得了一些结果。本文报道应用外源DNA导入整体植物技术注射导入小麦、棉花、水稻后,在其子代中产生变异的情况。     

外源DNA导入技术在棉花抗病育种上的应用

利用外源DNA导入生物技术，并结合病圃连续定向培育，获得的棉花新品系95-562、95-481，经大面积重病地试验示范，不仅表现有良好的抗（耐）棉花枯萎病性，尚兼有丰产、优质性。进而验证了该技术用于棉花抗病育种的可行性。     

水稻外源DNA导入系的创建及主要性状分析

通过花粉管通道法将稗草总体DNA和玉米总体DNA导入水稻受体R122中,获得的D1代变异频率分别高达1．487％和3．81％。对稳定的3个玉米DNA导入系和4个稗草DNA导入系研究表明,与受体R122相比,导入系在株型、株高、生育期、分蘖力、着粒密度、粒形、稃尖颜色、稻瘟病抗性、稻米品质、恢复力和耐储藏性等生物学性状方面发生了广泛的变异。同时讨论了外源DNA导入水稻的变异频率和在水稻育种中的应用前景。     

EPSPS外源基因对陆地棉农艺性状和纤维品质的影响

以G6-1至G6-19等19个转基因抗草甘膦除草剂棉花种质为材料,以其非转基因背景亲本中棉所49为对照,研究EPSPS外源基因导入对陆地棉农艺性状和纤维品质的影响,结果表明外源基因的导入对棉花纤维上半部平均长度、马克隆值、断裂伸长率和断裂比强度等品质性状有显著影响;对于棉花衣分和铃重等农艺性状亦有显著的影响,衣分变异范围为30.5%~42.7%,T1和T2相关性分析表明衣分的变异为可遗传性变异,铃重最高为6.5 g,最低为4.6 g,两者相差40%。因此,转基因棉花育种研究不仅要注重目标性状的转育,还要注重非目标性状的筛选。     

渗透胁迫下外源DNA导人甘蔗变异后代的抗氧化代谢分析

应用愈伤组织浸溃处理将甘蔗近缘植物竹、芒和割手密的DNA导入甘蔗栽培种中,结果在不同组合出现了许多甘蔗常规组培过程中未曾发现的变异。从5个组合中选育出11个稳定遗传的变异系,其叶圆片经PEG渗透胁迫后的抗氧化代谢分析结果表明,外源DNA导入甘蔗变异系的抗氧化代谢反应基本介于DNA供体和受体之间,竹、芒、割手密DNA处     

不同磷效率柱花草基因型对外源DNA活化利用能力的比较分析

本研究以不同磷效率的4个柱花草基因型L6、L8、L10和Y3为材料,分析不同磷源处理对柱花草生物量、全磷含量、根系酸性磷酸酶活性和紫色酸性磷酸酶基因Sg PAPs表达的影响。结果表明,相对于不加磷处理(-P),添加外源DNA(+DNA)和速效磷处理(+P)均显著增加了柱花草的干重和全磷含量,但是,在添加外源DNA处理下,磷高效基因型L10与Y3的干重和全磷含量显著高于磷低效基因型L6与L8。在不加磷和添加外源DNA处理下,柱花草的根系内源和分泌酸性磷酸酶活性均显著增加,但L10和Y3的根系分泌酸性磷酸酶活性显著高于L6和L8。Sg PAP7和Sg PAP10在4个柱花草基因型的根系中均受低磷胁迫(不加磷和添加外源DNA处理)诱导上调表达,且在L10和Y3中的相对表达量显著高于L6和L8。以上结果表明,磷高效柱花草基因型L10和Y3具有较高的根系分泌酸性磷酸酶活性和较强的活化利用外源DNA能力。当体内磷缺乏时,柱花草通过增加Sg PAP7和Sg PAP10的表达来调控酸性磷酸酶活性,从而增加对外源DNA的活化利用。本研究为磷高效柱花草的选育和遗传改良提供了理论依据和候选基因资源。     

转epsps-G6基因棉花的Southern杂交及遗传特性分析

为鉴定epsps-G6基因成功导入棉花基因组并分析转基因抗草甘膦棉花的拷贝数和遗传特性,以花粉管通道法获得的8个转epsps-G6基因抗草甘膦棉花株系(G6-1、G6-4、G6-5、G6-7、G6-11、G6-19、G6-20、G6-25)为材料,通过Southern点杂交、双酶切和单酶切的Southern杂交后进行分析,结果表明,外源epsps-G6基因已成功整合到棉花基因组上,且其中4个转化株系含有单拷贝插入的epsps-G6基因。选用其中3个单拷贝插入、自交纯合且草甘膦抗性强的株系G6-1、G6-5、G6-19,分别与转基因遗传背景材料(中棉所49)和陆地棉标准系(TM-1)进行正反交,遗传分析结果表明,这3个转基因株系均符合3∶1的孟德尔分离规律,不受细胞质效应的影响。     

外源DNA导入对小麦转基因D1代种子萌发和植株生长的影响

通过花粉管通道介导玉米、稗草总DNA导入4个冬小麦品种(系)9411,955159,96266,鲁麦21中,研究外源DNA导入对转基因D1代种子萌发和植株生长的影响.结果表明:各受体的转基因D1代T1(导入玉米DNA)、T2(导入稗草DNA)处理的种子发芽势和发芽率与对照ck相比呈显著或极显著降低,而T1和T2间无显著差异;以冬小麦9411和鲁麦21为受体的T1株高和ck相比差异极显著,而T2株高与ck间差异不显著;96266为受体的T1处理的第1节间长与对照相比差异显著;9411 T1和T2处理稳长与ck相比差异均达到极显著水平.     

利用花粉管通道法将外源DNA导入水稻之研究进展

外源DNA直接导入技术以DNA片断杂交假说为理论基础，直接将目的基因或带有目的性状供体遗传物质（总DNA）通过花粉管通道法导入水稻植株，创造大量的变异材料，通过筛选获得目的性状的后代和新品种。由于简单、易行、不受受体植物种类的限制，已被越多的育种者所接受，在水稻的抗病、米质、丰产性上等各方面广为应用。介绍了外源DNA导入方法、外源基因导入类型、后代遗传变异特点及影响花粉管通道法导入的因素，优点、局限性进行了分析，同时提出了问题和展望。     

外源DNA导入水稻后代变异性的SSR分析

采用花粉管通道法,将高粱DNA导入水稻,获得了34个稳定的变异品系,从60对SSR引物中筛选出17对,对供体高粱、受体水稻及其外源DNA导入后代稳定材料进行了SSR分析,结果表明,高粱DNA导入水稻可以引起广泛的变异,在分子水平上产生了遗传多样性,聚类分析可将其分为五类,各类有其特有的遗传变异性。接受外源DNA三个片断,两个片断及一个片断的株系分别被聚成一类,与其他类的遗传差异分别为0.467,0.389及0.347,变异程度依次递减;未接受外源DNA两个片断的株系被聚成另一类。因此,接受外源DNA片断的多寡是水稻后代稳定品系变异程度的基础,也是它们分类的标准。     

黑龙江省用大豆分子育种技术育成新品种

黑龙江省农科院采用外源DNA直接导入法，育成我国第1个大豆分子育种成果一优质高蛋白高产大豆新品种黑生101。此品种是研究人员应用我国创立的国际最先进的“花粉管通道直接导入外源遗传物质”技术，把抗逆性强的高蛋白半野生大豆作为供体，提取其总DNA导入受体栽培大豆，获得导入后代，经常规育种程序选择、培育、鉴定而决定，并对导入后代和受体同时进行长达7年化学跟踪分析选育而成。     

盐穗木耐盐基因通过花粉管通道法对棉花遗传转化的研究

以新疆主栽陆地棉品种为实验材料,通过花粉管通道法导入盐穗木耐盐相关基因HcNHX1和HcVP1.经过连续两代筛选繁育,结果显示:外源基因已经整合进棉花受体材料基因组中,并且在RNA水平有表达:外源基因对T1代棉花转基因植株生长影响很大,表现为生长势弱,植株矮小,株铃少,但T2代的棉花转基因植株在株高、果枝数和株铃等方面...     

聚丙烯酰胺凝胶电泳法对导入后代重组个体的检测

组蛋白的聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,应用于验证和检测试材的DNA导入情况,通过观察导入后代与供体DNA的共同和差异谱带,来筛选含供体特异DNA谱带的导入后代。这项技术的研究是外源遗传物质导入育种技术不可缺少的一部分。     

大麦DNA导入小麦诱导抗白粉病变异的研究

本试验利用外源DNA导入技术,研究了大麦DNA导入小麦品种后,D_1,D_2和D_3代的抗白粉病变异株(系)在不同条件下的抗性表现及产量构成、籽粒蛋白质和氨基酸含量的变化。试验结果表明,导入外源DNA的D_1代小麦檀株出。现了抗白粉病等多种变异类型,其中免疫和高抗白粉病变异株古2.77％,且抗性能够向子代传递,其D_2代在大田自然发病和温室接菌条件下,有5个株系抗性保持稳定,8个株系有分离,其中一个株系在D_2和D_3代抗性均稳定。在田间D_2代有2个稳定株系(D_2-20,D_2-29)的籽粒粗蛋白质含量,比受体分别高20.3％和15.76％,17种氨基酸总量分别高23.4％和27.5％。在温室这些性,状的数值也明显高于受体。     

转Bt-CpTI-GNA基因棉花的研究

采用农杆菌介导法将外源三价抗虫基因(Bt-CpTI-GNA)导入常规棉花品种中,获得转基因再生株,分子检测表明外源基因已在棉花体内表达,并遗传给后代材料。PCR分子检测与转化的标记基因和外源目的基因抗性三者极有规律性。其所携带的基因在转基因棉花中有分离现象,这可能是外源基因整合到受体棉株体内“基因沉默”而引起所致。     

玉米DNA导入水稻变异后代的研究

利用花粉管通道法将以玉米DNA导入水稻品种龙粳4中,以提高水稻的光合效率。对生育中、后期叶绿素a、b和叶绿素含量、净光合速率、DNA差异、过氧化物酶及脂酶同工酶电泳和农艺性状的研究表明：与受体相比,外源DNA导入引起变异后代在生理、DNA、蛋白质和形态性状上发生改变,从而引起光合特性表现不同程度的变异。证明通过导入可以将玉米的高光效特性传递到水稻中,为常规育种与生物技术相结合选育高光效水稻新品种提供依据。     

利用新的外植体建立棉花高效转化系统的研究

利用陆地棉 (Gossypium hirsutum cv.Cok-er3 1 2和 G.hirsutum.晋棉 7号 ,冀合 3 2 1 ) 8～1 2 d无菌苗侧根 1 0 mm切段作为新的外植体与农杆菌 L BA440 4 p BK9(3 5 s∶∶ LUC∶∶ Nos)共培养将外源基因导入棉花 ,成功的获得转基因工程植株 ,提高了愈伤组织和转基因工程植株的转化效率。 p BK9质粒上携带的萤光素酶基因 [Lucif-erous(lux) ]为报告基因 (reporter gene) ,新霉素磷酸转移酶基因 (npt II)为选择标记基因 (markergene) ,经选择获得的转基因工程植株通过 VedioImage System进行整株活体萤光素酶基因 (lux)活性表达检测 ,获得 To 代和 T1代萤光素酶基因(lux)阳性表达植株。进行 DNA分子杂交 (South-ern blot)分析 ,证明外源基因已经整合到棉花基因组中。转基因工程植株萤光素酶基因 (lux)和新霉素磷酸转移酶基因 (npt II)在自交后代中得到保持 ,外源基因呈核基因单一位点显性遗传。     

导入外源玉米C_4型NADP-ME基因对小麦光合效能的影响

为研究玉米C_4型NADP-ME基因对小麦光合特性的影响,以T_3代转NADP-ME基因小麦株系10T(9)-1-1和10T(9)-225-4及其对照周麦23为试材,进行了分子特征鉴定、光合生理特性分析和单株产量性状调查,并对其作用机制进行了初步解析。结果表明,外源基因已整合到转基因小麦的基因组中,并能正确转录和翻译;与对照周麦23相比,两个转基因株系在4个测定时期旗叶NADP-ME酶活性均明显提高,而旗叶净光合速率(P_n)则明显下降;尤其在花后第7天,两个转基因株系的酶活性较对照分别提高1.33倍和1.13倍,P_n分别较对照下降17.26%和10.35%;千粒重和籽粒产量较对照均显著下降。与对照周麦23相比,转基因株系10T(9)-225-4利用强光和同化CO_2能力下降,光合效率下降;旗叶气孔张开率和气孔导度均显著下降;苹果酸含量降低了5.6%,丙酮酸含量则提高了17.1%;外施苹果酸可恢复其光合速率。以上研究结果表明,玉米C_4型NADP-ME基因的导入降低了小麦的光合特性,苹果酸含量降低引起的气孔导度下降可能是导致转基因小麦光合效能降低的原因。     

外源DNA导入高粱及其后代的RAPD分子验证

研究发现高梁自花授粉后，利用其形成的花粉管通道，将热带高梁的DNA导入寒带高梁后，导入后代在许多方面表现出了明显变异，同时对导入后代进行了随机扩增多态性DNA（简称RAPD）分子验证，表明供体DNA片段已进入受体。从而说是了利用花粉管通道进行外源DNA直接导入高梁，进行种质创新和品质改良是可行的。     

转基因河套蜜瓜新品系育种过程的方法及其生态适应性

1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(ACS)是高等植物中乙烯合成的关键酶.以成熟河套蜜瓜果实的RNA为模板,经反转录和PCR扩增合成和克隆了河套蜜瓜ACS基因cDNA片断(627 bp),将ACS基因cDNA反向构建到植物表达载体pGA643,配制成DNA溶液后用花粉管通道法导入外源基因,对转基因河套蜜瓜的叶片用CTAB法提取总DNA,PCR扩增检测,结果表明某些果实的部分种子已整合外源基因.目前,该转基因新品系正在进行生态适应性研究及"环境释放"和"生产性试验"的安全性评价.