农杆菌介导的高效水稻遗传转化体系的研究

以水稻基因组测序品种日本晴为研究材料,对根癌农杆菌介导的水稻转化系统进行了优化。结果表明,对水稻种子采用2.5%次氯酸钠灭菌30 min的处理,愈伤组织的诱导率最高;获得的胚性愈伤组织经过6-7 d的继代培养后再转化,转化效率最高;感染时,发杆菌浓度OD600值为0.145-0.190时,转化效率较高;将抗性愈伤组织进行7 d的暗培养将大大提高分化效率。对获得的大量转化体进行初步分析,GUS表达率达到30%。     

农杆菌介导的籼稻科恢675快速遗传转化体系的建立

本研究以籼稻科恢675成熟种子为材料进行了农杆菌介导的ThIPK2基因遗传转化。结果显示:持续高温光照培养使得愈伤诱导和继代只需10～14 d,有效缩短了愈伤获得周期,且愈伤诱导率可达95.6%。抗性愈伤率为10.6%,持续高温光照培养使得抗性愈伤继代5～7 d就可大量繁殖,且抗性愈伤分化率达48.8%。经第一次继代后的愈伤转化效率显著高于未经继代的愈伤的转化效率。因此,此转化系统有效缩短了水稻转化周期,优化了籼稻遗传转化,同时为抗逆基因转入籼稻提供了参考。     

农杆菌介导水稻幼胚转化体系的建立

利用根癌农杆菌介导的转化方法对 3个粳稻品种的幼胚进行转化。在对影响根癌农杆菌转化水稻效率的多种因素进行比较研究后 ,优化转化条件 ,改进技术 ,建立了农杆菌介导的水稻幼胚转化体系。利用该体系 ,水稻品种秀水 11号的幼胚经预培养 4～ 7d得到的愈伤组织 ,用农杆菌EHA10 5 /pCAMBIA13 0 1感染后 ,筛选出潮霉素抗性愈伤组织并获得转化植株 ,潮霉素抗性愈伤组织获得率为 70 .76%。GUS染色及转基因植株总DNA的PCR检测结果表明 ,T -DNA上的外源基因已整合进了转基因水稻基因组中。     

根癌农杆菌介导的水稻快速转化方法研究

为了适合于中花11的转化,笔者在愈伤组织预培养时间、浸染时间和凝固剂等方面改进了一种针对日本晴的水稻快速转化方法。将消毒后的中花11成熟种子在含有2.0mg/L 2,4-D的培养基中培养8d,不用继代愈伤组织,用含有GFP报告基因的根癌农杆菌直接浸染诱导的愈伤组织,经3d共培养和14d的筛选培养后,直接用新生的愈伤组织进行再分化,最终在40d内就获得了水稻转基因植株,转化效率和再生效率分别达到了71.3%和57%。从而证明了利用农杆菌直接浸染水稻早期愈伤的快速转化是切实可行的。     

影响日本结缕草成熟种子愈伤组织诱导率和出愈时间的相关因子研究

诱导率和出愈时间是愈伤组织诱导过程中的关键参数。本研究以日本结缕草（Zoysia japonica）成熟种子为材料,研究了研磨、接种方式和浸泡等因素对愈伤组织诱导率和出愈时间的影响。结果显示,在MS＋2,4-D 5 mg/L＋L-Pro 500 mg/L＋蔗糖30 g/L＋琼脂7 g/L培养基上,pH5.8时,研磨处理的结缕草种子愈伤组织诱导率远高于未研磨处理的;随机接种方式的愈伤组织诱导率高于机械接种方式的;浸泡72h后愈伤组织诱导率高。结果表明,在研磨情况下,日本结缕草种子浸泡72 h后,采取随机接种方式,培养第5～7 d即出现愈伤组织,第9～11 d愈伤组织发生达到高峰期,第14 d便可进行继代培养,愈伤组织诱导率达95.6%。     

根癌农杆菌介导的水稻遗传转化体系的研究

[目的]对新疆推广种植的水稻品种进行组织培养,探索适合新疆水稻品种的遗传转化条件,为新疆水稻的遗传改良工作奠定基础.[方法]以新疆3个水稻品种成熟胚诱导的良好胚性愈伤组织为受体,以SiPEBP为目的基因,应用农杆菌介导法对水稻进行遗传转化,同时以抗性愈伤率为依据,对影响转化的愈伤诱导率、农杆菌侵染浓度、时间和共培时间进行优化研究.[结果]在NB培养基中添加2 mg/L的2,4-D的愈伤诱导率高;相比25℃、暗培养,28℃、持续光照培养可使诱导率提高到100;,且缩短了诱导周期;在OD600值为0.3的农杆菌菌液浓度,侵染愈伤30 min,共培养2d,同时添加一张无菌滤纸,有利于提高转化效率;通过培养条件的优化,3个水稻品种的抗性愈伤率均达到40;以上.[结论]新疆水稻农杆菌转化的几个主要因素,建立了农杆菌转化体系.     

甘菊下胚轴离体再生体系的建立

以甘菊下胚轴为外植体,通过器官发生途径诱导不定芽分化,建立了甘菊下胚轴高效再生体系,为甘菊遗传转化体系的建立奠定了基础。结果表明:将甘菊种子播种于MS培养基上,置于黑暗条件下培养7 d可以迅速获得大量下胚轴;下胚轴在MS+1.0 mg/L 2, 4-D+0.5 mg/L 6-BA的培养基上培养15 d后,愈伤组织形成率最高为8666%,愈伤组织呈淡黄色,大小一致;将愈伤组织转接到MS培养基中培养30 d左右即可分化不定芽,不定芽分化率达25.50%,平均每个外植体产生不定芽数目为4.25个;不定芽在添加0.1 mg/L NAA的1/2 MS培养基中培养15 d后,生根率达到100%。生根试管苗出瓶后,经过适宜培养,均可以获得健壮的开花植株。      

农杆菌介导的遗传转化籼稻Kasalath的条件优化

Kasalath是目前用于水稻转基因研究的籼稻模式材料。运用组织培养和农杆菌介导的遗传转化技术，对水稻Kasalath愈伤组织诱导和遗传转化体系进行了优化。结果表明：以Kasalash的幼嫩种子或新鲜的成熟种子为外植体诱导愈伤组织的效果优于贮藏1年的种子；用0.5、1、1.5、2、2.5、3、10、20、30 mg/L的2,4–D诱导愈伤组织，以2.5 mg/L的2,4–D诱导效果最佳；用菌液OD600 nm为0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4的农杆菌Ag10和EHA105与愈伤组织共培养介导遗传转化，皆以OD600 nm为0.15的农杆菌溶液效果最好，且EHA105的介导效果比Ag10更佳，其抗性愈伤率可达82.0%；EHA105的介导(共培养)时间以3 d为宜；分化培养前对愈伤组织进行6～8 h快速干燥或48～72 h慢速干燥处理，可以明显提高愈伤组织的再生成苗率，并缩短分化时间；在对愈伤组织侵染处理前的预培养处理和对抗性愈伤进行分化培养前的预分化培养处理对Kasalath的遗传转化效率影响不大，可省略以缩短遗传转化时间。遵循以上优化条件，从愈伤组织诱导至遗传转化获得再生植株全过程的时间只需57～60 d(已报道的遗传转化全过程需70 d以上)，遗传转化效率可达到已报道的最高值65%。     

粳型超级稻胚性细胞悬浮系的建立及植株再生

以北方粳型超级稻沈农265成熟胚为材料,对其胚性悬浮细胞系建立与植株再生进行了研究.结果表明,弱光下培养20 d,有利于成熟胚诱导出质量较好的愈伤组织,这些愈伤组织在添加2,4-D(3.0 mg/L)和脯氨酸(500 mg/L)的N<,6>固体培养基上进行状态调整后,可获得适于悬浮培养的胚性愈伤组织.悬浮培养时适宜的2,4-D浓度为2～3 mg/L;起始接种量以20 mg/mL的效果较好;最佳继代时间是7 d.悬浮细胞团先经固体继代培养获得愈伤组织小块,再将愈伤小块干燥处理2 h后进行分化,可显著提高植株再生率,愈伤组织绿点分化率和成苗率分别达58.6%和27.2%.     

农杆菌介导的旱稻遗传转化主要影响因素

以旱稻品种鲲旱1号为材料,对农杆菌介导的遗传转化中愈伤组织的诱导、筛选、分化等的影响因素进行了研究。将PPA抗虫基因和bar抗性基因成功导入旱稻愈伤组织,经过筛选和分化最终获得了抗性植株。结果表明,改良的NB培养基适合于旱稻愈伤组织的诱导;当农杆菌浓度在OD600 nm为0.2~0.3,侵染时间为20 min时,转化效果最好;用40 mg/L的PPT筛选30 d后,可以获得抗性愈伤组织;将已筛选的抗性愈伤组织在预分化培养基上培养5~7 d能有效提高分化率。     

借助粒子轰击提高农杆菌转化水稻的频率

为了提高农杆菌转化水稻的频率，对粳稻品种台北309的幼穗和成熟胚的愈伤组织诱导频率和粒子轰击时其愈伤组织转化频率的影响进行了研究。结果表明，水稻幼穗是诱导愈伤组织的最佳外植体，通过粒子轰击可以有效地提高农杆菌转化水稻愈伤组织的频率，其中以每个样品轰击两次的效果最好，其转化率比对照提高54．5％。     

根癌农杆菌介导籼稻高效遗传转化体系的构建

系统分析影响根癌农杆菌介导籼稻遗传转化的主要因素,比较不同培养基、培养条件、继代次数、菌液浓度、侵染时间等因素对籼稻遗传转化的影响,并组建一个高效的籼稻遗传转化技术体系。结果表明,成熟胚或幼胚经过NMB培养基诱导,NB培养基继代培养这样的培养基组合比较适合籼稻胚性愈伤组织的培养。在农杆菌介导转化时控制好菌液浓度、侵染时间以及分化培养基中KT和NAA的浓度配比,并进行预分化处理,可显著提高抗性植株的分化效率,减少白化苗的产生,最终使转化率提高到8%。     

蔗糖与麦芽糖质量浓度及添加成分对水稻成熟胚培养的效应

以IR54、639、金糯2号、特优63等4个水稻品种的成熟胚为外植体,以MS为基本培养基,研究了蔗糖与麦芽糖质量浓度及不同添加成分对水稻成熟胚培养的影响.结果表明,在这2种糖质量浓度及其配比试验中,在麦芽糖与蔗糖总量为60 g.L-1下,麦芽糖与蔗糖质量浓度比为1∶2时,愈伤组织诱导率、愈伤组织分化率、绿苗分化率均最高;0.5 mg.L-12,4-D和2 mg.L-1KT配合使用,比使用其他激素配比效果好;不同水稻基因型在不同培养基中的诱导效应存在差异.     

一个籼稻推广品种优良组培特性的发现

对目前生产上主栽籼型杂交水稻亲本的组织培养特性进行了系统研究，发现优质杂交籼稻丰优香占的恢复系父本R6547的组培特性与粳稻模式品种相似．愈伤组织诱导频率达95％以上，其愈伤组织诱导、继代培养和分化再生水平远高于绝大多数籼稻品种。该品种愈伤组织分化再生频率高达87％；继代4次仍有95％的愈伤组织保持胚性状态，表现出很强的耐继代能力；在用农杆菌介导法转移外源基因时，相对地保持了其优良的组培特性。进一步讨论了利用R6547建立高效转化系统的可能性及其重要意义。     

水稻幼胚和悬浮细胞系遗传转化效果比较

对中花15的幼胚和悬浮细胞的遗传转化研究表明：它们对潮霉素的筛选压有所不同,幼胚愈伤为50mg／L,悬浮细胞的耐受压为30mg/L;采用农杆菌介导法将目的基因gus分别转入这2种不同培养来源的愈伤组织中,通过PCR检测,从91株Tn代再生植株中筛选出26株转基因植株,且筛选后得到的抗性愈伤率和绿苗分化率也有差异,其中幼胚来源的分别为40．87％和1．80％,悬浮细胞的分别为30．4％和1．5％,这可能与悬浮细胞后期培养时间较长导致细胞的活力有所降低有关。     

柑橘愈伤组织内源激素代谢与体细胞胚胎发生能力关系的研究Ⅰ.柑橘不同愈伤组织体细胞胚胎发生能力的比较

为了探明柑橘愈伤组织内源激素代谢与体细胞胚胎发生能力的关系，研究了长期继代保存的纽荷尔脐橙和伏令夏橙不同愈伤组织的体细胞胚胎发生.结果表明，无论是在加有3%蔗糖的MT增殖培养基上，还是在加有30 mL/L甘油的MT分化培养基上，纽荷尔脐橙的胚性愈伤组织和二倍体伏令夏橙愈伤组织的体细胞胚胎发生能力均较强，而纽荷尔脐橙的非胚性愈伤组织，四倍体和六倍体伏令夏橙愈伤组织的体细胞胚胎发生能力较弱.     

农杆菌介导的小麦转化体系的优化

为建立农杆菌介导的高效小麦遗传转化体系,分析比较了不同小麦栽培品种、不同培养处理条件下的愈伤诱导、分化及转化效率。结果表明:2个长江中下游主推小麦品种扬麦158和华麦13的幼胚愈伤诱导没有差异,但扬麦158形成的胚性愈伤多、分化率及转化率高于华麦13,是优良的农杆菌介导的遗传转化受体基因型。预培养20d的愈伤转化率最高,高渗处理可进一步提高转化率。获得的T0、T1代转基因植株,经PCR分析鉴定,表明外源基因已经整合到小麦基因组中。     

水稻成熟胚不同接种方式对愈伤组织诱导的影响

采用4种不同的接种方式,对3个水稻品种的成熟胚进行了愈伤组织诱导试验。结果表明：在胚上纵切1刀,将种子接种在培养基上的接种方式,愈伤组织诱导率最高、出芽率最低,且愈伤组织质量最好,可以在短时间内获得大量胚性愈伤组织,建立悬浮系,其愈伤组织在较短的时间即可分化出再生植株,是1种简单、方便、效果好的诱导水稻愈伤组织的理想方法。     

农杆菌介导玉米幼胚愈伤组织遗传转化体系的优化

以玉米骨干自交系‘郑58’的幼胚为材料,用农杆菌介导法对诱导培养出的胚性愈伤组织进行三价植物表达载体的遗传转化,同时对影响转化效率的主要因素进行研究.结果表明,当浸染液和共培养培养基中乙酰丁香酮(AS)的浓度为150mg·L-1时,抗性愈伤组织获得率显著提高17.39%;在菌液浓度D600为0.3、浸染时间为20min、共培养时间为60h、共培养温度为22℃、共培养培养基pH为5.4以及头孢霉素浓度为400mg·L-1的试验体系下,有利于提高玉米抗性愈伤组织的获得率,其获得率最高可达17.26%.