大豆育种中转基因技术的研究进展

转基因技术作为一门新兴技术,在大豆育种中应用前景巨大。简要介绍了转基因技术在国内外的应用及大豆遗传转化所用的方法。     

大豆品种改良的研究概况

大豆(Glycine max)是我国重要的油料作物,由于受到外界环境的影响,其产量和品质均不稳定.常规育种与生物技术在培育高产、优质、抗逆植物新品种方面发挥了巨大的作用.因此,为了获得具有优良性状的植株,达到快速培育大豆新品种的目的,从常规育种和生物技术两个方面对大豆品种改良的主要方法、基本原理及其应用进行综述,旨在为大豆育种研究工作提供参考.     

我国小麦转基因研究的现状及发展趋势

近年来,我国小麦转基因育种研究发展迅速,并成为常规育种的有效补充.分析了各类转基因方法在小麦遗传转化中的应用情况,综述了我国小麦转基因分子育种的发展及现状,主要包括小麦抗病虫、品质改良以及耐非生物逆境胁迫等方面的转基因研究,并分析了小麦转基因育种存在的问题及发展前景.     

大豆分子育种研究进展

 大豆分子育种代表了大豆育种的发展方向，主要包括分子标记育种、转基因育种和品种分子设计育种三个方面。通过综合利用基因组学、生物信息学、计算机模拟与遗传育种学等多个学科的理论和方法，大豆分子育种可对大豆从表型到分子等多个层次进行遗传操作，有助于大幅度提高育种效率，最终实现大豆品种的定向遗传改良。本文介绍了中国大豆分子标记育种、转基因育种和品种分子设计育种三个方面的开创者，将国内的主要研究进展与国外相关的最新研究成果进行了综述和比较，由于知识所限对未提及的做出重要贡献的科学家在此致歉。通过比较发现，中国大豆分子育种与国外相关研究的差距普遍存在，然而，有些分子育种相关研究如基因克隆及功能研究等方面则与国外的差距正在逐渐缩小。笔者认为，大豆分子育种正朝着遗传图谱信息多元化、基因发掘规模化、分子育种技术高效化、分子育种理论系统化的方向发展。     

分子标记在大豆遗传育种中的实践

大豆是我国重要农作物之一,也是我国植物蛋白质与食用油的重要来源。大豆种植时种子的重要性不言而喻,关于大豆育种效率方面的研究一直是重要的作物研究课题。关于DNA分子标记技术用于提升大豆育种效率的研究备受关注,作为一种新的遗传学研究工具,其信息量大、可靠性高、多态性丰富特点较为突出,应用于大豆遗传育种中,具有较高的辅助价值。介绍了分子标记的种类,并就其在大豆遗传育种中的实践进行了探讨。     

分子标记在大豆遗传育种中的应用

从大豆种质的遗传多样性研究、大豆遗传图谱的构建及农艺性状定位等3 个方面综述了分子标记在大豆遗传育种中的研究进展,并指出其存在的问题及发展趋势。     

分子标记在大豆遗传育种中的应用

大豆起源于我国,是重要的植物蛋白质和食用油脂的来源,同时也是世界上重要的粮食与经济作物。大豆的遗传研究一直受到很高的重视,但与其他作物相比,仍明显滞后。育种专家一直在开发提高育种效率的技术。DNA分子标记被认为是实现这一目标的主要技术之一。文中综述了分子标记在大豆育种中的应用情况,并对存在的主要问题进行了探讨,为大豆的进一步开发利用提供了依据。     

农杆菌转化法将抗虫基因导入大豆获转基因植株

利用根癌农杆菌(Agrobacteriumfaciens)介导法将抗虫基因导入大豆子叶节。大豆无菌苗子叶节经过与根癌农杆菌共培养、卡那霉素抗性筛选获得96株抗性植株，经PCR和PCR—Southern鉴定，有4株为阳性株。     

转基因技术在大豆抗病毒育种中的应用研究进展

介绍了大豆遗传转化的再生系统、遗传转化的研究方法以及大豆抗病毒基因工程的主要成果。     

转基因技术在大豆育种中的应用

转基因技术作为一门新兴技术,在大豆育种中应用前景巨大.简要介绍了转基因技术在国内外的应用,同时概述了大豆遗传转化主要采用的花粉管通道法、农杆菌介导法和基因枪法.     

大豆遗传转化的研究进展及在农业上的应用

文章介绍了应用于大豆遗传转化的研究方法,讨论了遗传转化过程中存在的再生系统不完善以及转化效率低等问题,以及遗传转化在农业应用上取得的一些成果,以便拓展其在农业上的应用范围。因此,建立高效的大豆组织培养再生体系,使之广泛应用于大豆生产成为亟待解决的问题。     

草莓（Fragaria ananassa Duch）遗传转化研究进展

从遗传转化的途径、导入的外源基因、影响转化效率的因素等方面综述了草莓遗传转化研究进展 ,并对存在的转化率低、外源基因整合的随机性等问题进行了讨论     

农杆菌介导大豆遗传转化的影响因素

采用农杆菌介导法,以大豆无菌苗子叶节为外植体,将含有Bar基因及大豆隐花色素基因的表达载体导入大豆子叶节中,在含除草剂的筛选培养基中连续筛选,获得转化植株.研究了农杆菌菌液浓度、浸染时间、共培养时间、乙酰丁香酮的浓度等因素对大豆转化效率的影响,结果表明,农杆菌对大豆转化率的影响较大,当转化的菌液浓度OD600为0.7、浸染时间为30～45min、共培养时间为3d、乙酰丁香酮的浓度为100 μmol·L-1时转化效率较好.     

农杆菌介导的番茄遗传转化研究进展

综述了农杆菌介导法的转化机理及影响农杆菌转化效果的诸多因素 ,如 :植物基因型、转化受体、预培养、菌液浓度和侵染时间等 ,以及采用遗传工程技术改良番茄品种的现状     

能源甜高粱遗传改良研究进展

甜高粱是最有应用前景的再生能源作物之一,它的能源转换效率取决于植株总生物量和茎秆汁液含糖量的高低。探明决定甜高粱总生物量和茎秆汁液含糖量积累相关过程的生物学机制并开发相应分子标记,是选育生物能专用甜高粱品种的有效途径。该文从甜高粱糖分积累、遗传多样性研究、遗传图谱的构建、含糖量相关性状的定位及遗传工程研究等方面介绍了近年来甜高粱遗传研究进展。     

大豆凝集素和脂肪氧化酶双价RNAi表达载体的构建及其遗传转化

【目的】应用RNA干扰技术,同时抑制大豆凝集素(Soybean agglutinin,SBA)和脂肪氧化酶(Lipoxygenase,Lox)基因在种子中的表达,改良大豆营养品质,为培育优质大豆材料奠定基础。【方法】根据RNAi原理,酶切获得Lox目的片段,构建以除草剂Bar基因为筛选标记、种子特异性启动子P7αP启动SBA和Lox双干扰的pCAMBIA3301-SBA-Lox(pSBA-Lox)干扰表达载体,并通过农杆菌介导法转化大豆(品种为吉农28),采用PCR、Southern杂交和实时荧光定量PCR对转基因植株进行检测。【结果】质粒PCR和酶切鉴定结果表明,双价RNAi植物表达载体pSBA-Lox构建成功。将其转入到大豆中,对转化植株进行PCR、Southern杂交检测,结果显示,外源基因以单拷贝形式整合到植物基因组中,并能遗传给后代。T1代转基因植株的实时荧光定量PCR分析显示,转基因植株中SBA基因和Lox基因在籽粒中的表达量比未转化受体植株均明显降低,SBA基因表达量降低了35.9%~47.2%,Lox基因表达量降低了32.8%~56.1%,而在幼嫩叶片中的表达量相比对照植株变化不大。【结论】获得了大豆凝集素和脂肪氧化酶表达量均明显降低的T1代转基因大豆。     

大豆农杆菌介导转化系统的优化研究

对大豆子叶节再生系统及其农杆菌介导转化的适宜筛选剂浓度进行了优化 ;同时以发芽 5天的大豆无菌苗的下胚轴切段为外植体 ,以抗性愈伤为指标 ,对影响农杆菌介导的大豆转化频率的因子进行了研究。结果表明 :不同大豆品种对选择剂的敏感性存在一定差异。 4种选择剂比较 ,PPT抑制效果最好 ,品种之间比较稳定 ;潮霉素次之 ;卡那霉素的有效浓度最高。 4种选择剂的适宜浓度分别为 :卡那霉素 10 0～ 2 0 0 mg· L-1;G4 185 0～ 75 mg· L-1;潮霉素 2 0～ 30 mg·L-1;PPT5 mg· L-1。农杆菌感染时间和共培养时间均对大豆的转化有明显的影响。感染时间以 8分钟左右为宜 ;共培养时间以 2～ 4天为宜。在农杆菌感染和共培养阶段的乙酰丁香酮浓度和 p H值对大豆转化频率有明显影响。p H值以 5 .4 0～ 5 .6 0为宜 ;乙酰丁香酮的适宜浓度为 10 0 μmol· L-1左右。在感染农杆菌之前 ,让外植体在高渗培养基上预培养一段时间能提高大豆下胚轴切段的转化频率。最适预培养天数为 1d。     

利用SSR分析标记鉴定大豆育种中杂交真伪和后代系谱

研究通过筛选亲本间具有多态性的SSR引物,对材料的亲本和后代进行分子鉴定,获得材料间的系谱关系.供试的23份材料通过分子鉴定得到:4份后代材料可能为伪杂种后代;1对基因型相同的姊妹系;另外确定12份后代材料可能的一个亲本材料和1份后代材料的两个可能亲本.研究结果表明,在亲本基因型纯合的情况下,采用分子标记有助于大豆育种的系谱分析与鉴定.     

抗逆基因GmUBC2的大豆胚尖遗传转化以及抗性材料的鉴定

本研究利用前期建立的大豆胚尖遗传转化体系,借助农杆菌转化技术将抗逆基因GmUBC2导入河北省推广大豆品种中,获得了抗逆能力强的优良大豆新材料。结果表明,6个供试河北省优质大豆品种中,‘冀豆16号’的胚尖再生率较高,可达到75.57%,‘五星2号’转化植株的PCR阳性率较高,可达到9.91%。不同农杆菌菌株中,农杆碱型的EHA105菌株侵染效率明显高于胭脂碱型的GV3101和C58C1。在侵染阶段和共培养阶段添加600mg/L L-Cys和2.0mmol/L DTT能够明显提高‘冀豆16号’胚尖的发芽率和平均重生芽数,提高转化效率。经PCR以及RT-PCR检测,获得了转抗逆基因GmUBC2的‘冀豆16号’和‘冀豆12号’转化植株及其T3代种子。经200mmol/L NaCl胁迫25d,T1代阳性转化材料仍然能够正常生长,而对照植株已经完全枯黄。经0~300mmol/L NaCl胁迫处理的T2代阳性植株,随着NaCl浓度的升高,植株叶片的脯氨酸积累量比对照明显增高,而丙二醛含量均明显降低。结果表明转GmUBC2基因的植株能够降低盐胁迫对膜质造成的伤害,具有一定的抗盐胁迫能力。     

Broadening soybean genetic basis in the northeast of China

The bottle neek of advancement of soybean breeding inthe Northeast of China is the lack of genetic diversity of the parents used in cross breeding.In order to overcome this constrained condition,under the sponsorship of China National Committe of Natural Science Fundation,a network project with the topic“Broadening and Improving of the Genetic Basis of the Northeast Soybeans“ was established in 1990,and the Northeast agricultural University was apointed to take charge of the project.The project included the following four items:I.Breeding high yield and improved quality Northeast Soybeans,directed by Hcilongjiang Academy of Agricultural Sciencee .II.Development of new soybean gerplasms highly resistant to diseases epidemic in Northeast China directed by Northeast Agricultural University.Ⅲ.Exploitation of the potential of wild and semicultivated soybeans for broadening and improving the genetic basis of Northeast soybeans,directed by Jilin Academy of Agricultural Science.Ⅳ.Improving methods and technique for development of new soybean genetic resources.directed by Nanjing Agricultural University .Each item contained several research subjects conducted by research workers of different institutes of agricultural sicences.During the period 1991-1992.considerable promising new germplasms had been discovered or developed.The new germplasms not only possessed specific improved characters but also behaved with appropriate ecological types adapted to different conditions of Northeast.Among the numerous new germplasms developed.Gong Jio 8757-3 had a protein content of 49.41%,100 seed weight 16-17g,and acceptable agronomic characters,which was considered a very valuable new high protein content germplasm.Such developed new germplasma with enforced and imprved genetic basis will be used primarily as parents in soybean cross breeding.