根癌农杆菌介导水稻基因转化研究进展

简要综述了根癌农杆菌介导水稻基因转化的优点及转化后代的遗传学行为 ,着重分析了影响农杆菌介导水稻基因转化的各种因素和存在问题     

根癌农杆菌介导草莓遗传转化研究

利用带有内含子gus基因的瞬时表达,研究影响根癌农杆菌介导"鬼露甘"草莓遗传转化的若干因素。结果表明:草莓叶片外植体对卡那霉素较为敏感,适宜的筛选浓度为20mg/L,可明显抑制非转化组织的生长;300mg/L的羧吩青霉素可有效抑菌,对外植体生长影响也较小;预培养2-4d有利于转化;共培养2-3d有利于提高转化频率并避免了农杆菌的过度生长;OD600nm值为0.4的菌液侵染10min效果最佳。再生植株经PCR检测初步证明gus基因已成功整合到草莓基因组中。     

根癌农杆菌介导谷子的遗传转化

将带有gus基因的双元表达载体pBI121，由根癌农杆菌(Agrobacterum turnefaciens)LBA4404介导转到谷子(Tetaria italica)的愈伤组织中，经50mg／L卡那霉素筛选，获得抗性愈伤组织，抗性愈伤组织进一步筛选分化得到转化植株。经Sorthern杂交和GUS活性检测，表明外源基因已经整合到谷子基因组中，并且可以有效地表达，转化效率为6．6％。     

根癌农杆菌介导的葡萄遗传转化体系的优化

以梅鹿辄葡萄离体叶片为转化材料,对根癌农杆菌介导的遗传转化过程中涉及的几个主要影响因素:抗菌素羧苄青霉素(Carb)的浓度、乙酰丁香酮(AS)的浓度、农杆菌菌液的浓度及卡那霉素筛选压进行优化。结果表明,抗菌素羧苄青霉素在浓度300mg·L-1下即可有效去除农杆菌,且对胚性愈伤组织的分化的影响不大;乙酰丁香酮(AS)的最适浓度为50μm·L-1;农杆菌菌液的浓度控制在OD6000.5~0.7时转化率最高;卡那霉素的筛选浓度控制在100mg·L-1。利用优化的农杆菌介导法进行转化,对再生苗进行PCR检测,结果显示,外源基因已导入了葡萄基因组中。本研究优化了农杆菌介导的葡萄遗传转化影响因素,并获得了转基因植株。     

根癌农杆菌Ti和AT质粒基因组中的分泌型信号肽分析

利用SignalP3.0和PrediSi软件结合L值和TMHMM筛选,对根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)C58Cereon菌株的Ti和AT质粒所编码的745个ORF编码蛋白中的信号肽进行了预测,发现35条为分泌型蛋白,其中6条属于RR-motif型信号肽,2条蛋白的信号肽为细菌素-信息素型信号肽,新注释了24条分泌型信号肽,其中1条来自Ti质粒,23条来自AT质粒的蛋白。这些信号肽N结构域的长度变化为2￣19aa,平均为6.8aa,H结构域的长度变化为8￣34aa,平均为17.1aa。     

根癌农杆菌介导的甘蓝高效稳定的遗传转化系统的建立及对CpTI基因转化的研究

通过对影响根癌农杆菌转化的多种因素的比较和探索后，建立了一种以农杆菌介导的高效和稳定的甘蓝遗传转化系统。选择目前在生产上大量推广应用的6个优良甘蓝品种，用其无菌苗的下胚轴作为外植体，经《农杆菌LBA4404（含质粒pBin-TI-19-2)感染，在含卡那霉素50mg/L的抗性培养基上筛选，80％的外植体表现出抗性，形成愈伤组织并进一步分化成苗。每块愈伤组织最低成苗5株，最高可达22株。对部分抗性植株的总DNA进行Southern杂交，结果表明T－DNA上的CpTI基因已整合到甘蓝基因组中，外源基因的转化频率高达20％。通过抗小菜蛾实验发现，转基因植株未转基因植株有明显的抗性。     

根癌农杆菌介导的马铃薯转化系统的优化

以马铃薯品种PB 04的叶片和茎段为外植体,对其再生和农杆菌介导的遗传转化体系进行了研究。分别比较不同转化条件(菌液浓度、感染时间、预培养及共培养时间)对马铃薯遗传转化效率的影响,以及选择压浓度和加入时间对抗性愈伤出芽的影响,结果表明:(1)在玉米素(ZT)2 m g/L,萘乙酸(NAA)0.01 m g/L条件下能有效地提高马铃薯愈伤组织分化率;(2)外植体经过2 d的预培养,在OD600=0.8的农杆菌菌液中侵染10 m in后,抗性愈伤诱导率最高。(3)头孢霉素(C ef)比羧苄青霉素(C ar)更适合用于马铃薯外植体的遗传转化。(4)农杆菌侵染后恢复培养5~7 d再加入卡那霉素(Km)50 m g/L能有效地提高外植体的转化率。     

根癌农杆菌介导的绿色木霉HP35-3转化及表达体系的构建

本研究通过根癌农杆菌介导转化法,构建丝状真菌绿色木霉HP35-3的遗传转化表达体系,并以红色荧光蛋白基因（DsRed2）为报告基因来验证本表达体系。首先构建含有潮霉素抗性基因（HygR）、磷酸甘油醛脱氢酶启动子（Pgpd）和红色荧光蛋白基因（DsRed2）的双元载体pCAMT-CPRFP。然后将该双元载体转化到根癌农杆菌EHA105中,并筛选阳性转化子。将该转化子和绿色木霉HP35-3分生孢子进行液体共培养,并在含有150μg/mL潮霉素抗性平板上筛选出绿色木霉HP35-3RFP阳性转化子。最后分别通过如下三种方法检测：提取HP35-3RFP的总DNA进行PCR验证;对菌丝体进行荧光显微镜观察;对菌丝体提取物进行荧光酶标仪检测。结果表明：获得的转化子能够稳定遗传,外源红色荧光蛋白基因整合到木霉HP35-3的基因组中并成功表达。     

根癌农杆菌介导ipt基因对切花菊的遗传转化

以根癌农杆菌(Agrobactcium tumefaciens)LBA4404菌株介导异戊烯基转移酶基因(ipt)转化切花菊(Dendrathema grandiflorum)，对转化材料进行连续的Kan抗性筛选，获得69株抗性株。部分植株经PCR和Southern blot检测呈阳性，对照均为阴性；ELISA检测抗性株衰老同期叶片内源iPAs含量是对照株的4．7倍。田间观察株型、叶色、花芽分化等性状和对照相比出现差异。叶绿素含量测定显示，抗性株叶片在花芽分化期、盛花期和衰老期总叶绿素含量分别是对照株的1．47、2．26和2．60倍。     

由根癌农杆菌介导将葡萄糖氧化酶基因转入水稻

摘要:将具有广谱抗病作用的葡萄糖氧化酶（glucose oxidase , GO）基因插入具有潮霉素抗性选择标记的双元载体pCAMBIA1301，新构建了水稻高效表达载体pCAG1301。将此质粒导入根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens ）菌株LBA4404后,转化粳稻(Oryza. sativa L.ssp.japonica )品种日本晴(Nipponbare)的幼胚，并由筛选出的潮霉素抗性愈伤组织分化再生植株。对所得潮霉素抗性水稻植株的Southern杂交分析表明，GO基因已整合到受体基因组。淀粉-碘化钾显色反应检测到了转基因植株产生的过氧化氢，证实GO基因表达产生的葡萄糖氧化酶已经在水稻中发挥功能。抗病性鉴定表明，所得转基因水稻对稻瘟菌(Magnaporthe grisea )具有良好的抗性。     

一种根癌农杆菌介导的GFP亚细胞定位方法的优化

利用根癌农杆菌介导的方法,采用CaMV 35S强启动子启动的含有GFP报告基因的双元表达载体pCAMBIA1301-35S-GFP-AZI1转化烟草表皮细胞。在激光共聚焦显微镜下进行观察,有绿色荧光产生。本文优化了GFP亚细胞定位的方法,即烟草为本氏烟草2～3周龄叶片,菌液OD600值为0.8,共培养时间为32 h,在此条件下能很好地进行GFP的亚细胞定位,为进一步研究新基因的亚细胞定位和瞬时表达奠定了基础。     

两种质粒中gus基因在植物细胞和根癌农杆菌中的表达特性研究

以含有基因转化操作过程中常用的两种质粒载体pBI121和pCAMBIA2301的根癌农杆菌EHA105为材料,分别转化甜瓜子叶,应用组织化学方法检测了甜瓜子叶和子叶培养后的愈伤组织及根癌农杆菌菌液的瞬时转化效果,研究了两种不同的质粒载体上所含的gus基因在根癌农杆菌中和植物细胞中的表达特性。结果表明,不同质粒载体上所含的gus基因的表达特性不同,质粒载体pBI121上所含的gus基因既能在植物细胞中能表达,也能在根癌农杆菌细胞中表达,而质粒载体pCAMBIA2301上所含的gus基因能在植物细胞中表达,但是不能在根癌农杆菌细胞中表达。     

根癌农杆菌介导苜蓿遗传转化体系的建立

以建立的苜蓿高频再生体系为基础，利用GUS染色组织分析法，研究了影响根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens Conn)LBA4404菌株介导的苜蓿（Medicago sativa L)遗传转化的若干因素，建立了苜蓿快速有效的遗传转化体系，获得了转BADH基因植株。苜蓿的不同基因型、附加乙酰丁香酮的浓度、预培养与否、菌液浓度、共培养时间和卡那霉素浓度等对转化频率都有一定影响。最高转化频率可达43.3％，抗性植株经PCR和PCR-Southern blot检测表明，目的基因已整合进苜蓿基因组中。