转即SP融合基因小麦植株的获得及抗旱性初步鉴定

为了培育抗旱小麦新材料,在构建含大肠杆菌海藻糖-6-磷酸合成酶基因（otsA）和海藻糖-6磷酸磷酸酯酶基因（otsB）融合基因TPSP的表达载体pBS-ATPSP的基础上,利用花粉管通道法对小麦品种豫麦34和豫麦18进行了遗传转化。两个品种共处理2495朵小花,获得T0代种子1611粒。两个品种分别获得T1代小麦植株857和659株,经PCR鉴定转基因植株分别为11株和7株。通过半定量RT—PCR技术对4个T2代转基因株系中融合基因TPSP的表达分析显示,3个株系中TPSP基因受水分胁迫而诱导表达,其中2个株系在温室进行的干旱胁迫鉴定中表现出较强的抗旱能力。     

小麦转TPS基因植株的获得及其初步功能鉴定

为了探索利用基因工程改良小麦抗旱性和耐盐性的途径,通过基因枪法将具有抗旱和耐盐碱功能的海藻糖合酶(TPS)基因导入普通小麦品种CB9945,获得了转TPS基因的小麦植株,对T0代植株进行了PCR检测,对T2代植株进行了叶片涂抹除草剂检测并进一步进行了验证,鉴定出15个转基因株系.采用模拟抗旱、耐盐环境,对15个转基因株系进行了初步功能鉴定,发现转TPS基因小麦植株的抗旱、耐盐能力得到了一定程度的提高.     

转RD29A:DREB1A融合基因小麦的获得及其抗旱性研究

为了提高小麦的抗旱能力,通过转基因将拟南芥 RD29A:DREB1A转入到小麦品种陇春30中,成功获得三个单拷贝本底DREB1A蛋白低表达水平的纯合转基因家系,并在干旱胁迫下测定了其生理指标及产量相关农艺性状。结果表明,与陇春30相比,转基因小麦的脯氨酸和可溶性糖含量以及SOD、CAT和POD活性都显著提高,H₂O₂含量、MDA含量和相对导电率均显著降低,株高、穗长、穗粒数、千粒重、地上生物量显著增加,说明 RD29A:DREB1A外源基因的导入能够显著增强陇春30的抗旱性。     

转ABP9基因冬小麦的抗旱性评价

为了解转ABP9基因冬小麦材料的抗旱性,在雨养和灌溉条件下,对32份转ABP9冬小麦株系及其受体亲本石4185的主要农艺性状和抽穗期部分生理指标进行了测定,并采用隶属函数值法和抗旱性度量(D)值法对其抗旱性进行了综合评价,利用灰色关联度法对相关抗旱性状与抗旱指数之间的关联度进行了分析。结果表明,采用隶属函数值法和D值法评价时,分别有6和10份转基因小麦材料的抗旱性较受体亲本石4185增强。各农艺性状和生理指标依照与抗旱指数的关联度从高到低依次为单穗粒重、结实小穗数、千粒重、穗粒数、叶绿素含量、POD活性、MDA含量、SOD活性、株高、有效分蘖。因此,在对转ABP9基因抗旱小麦进行鉴定筛选时,应主要以单穗粒重、结实小穗数、千粒重、穗粒数等农艺性状作为参考,适当考虑生理指标的影响;由于不同指标或性状对小麦抗旱性的贡献不同,采用抗旱性度量值较平均隶属函数值进行抗旱性综合评价更为可靠。     

转抗除草剂基因小麦植株的筛选方法研究

为了降低小麦转bar基因时产生较高比例的假阳性植株,采用测定T0代转基因植株叶片释放NH4 浓度和对T1代植株喷施Basta除草剂等辅助筛选方法,建立了简便有效的转bar基因小麦筛选体系。研究结果表明,2叶期和5叶期叶片释放的NH4 浓度与bar基因PCR检测结果呈极显著相关,相关系数分别为0.86和0.75。对391株T0代再生植株进行叶片释放NH4 浓度测定,筛选到34株转基因植株,其中27株为bar基因的PCR检测所证实。用100 mg/L Basta除草剂对381株T0代植株的后代(3 800余株)进行喷施筛选,根据后代抗性分离筛选到13株T0代阳性植株,与PCR检测结果吻合度达到100%。这两种方法可用于以bar基因为选择标记基因的转基因植株的筛选。     

我国小麦抗旱性研究进展

从小麦抗旱的形态、生态特征、抗旱的生理生化基础和抗旱性鉴定等方面对国内外小麦抗旱性的研究进展进行了综述,并对今后抗旱性的研究方向进行了展望,为我国小麦的抗旱保苗工作以及小麦抗旱品种的选育提供了参考。     

耐旱基因cspB转化大豆的研究

为提高大豆的耐旱性,本研究根据大豆偏爱的密码子将来源于枯草杆菌抗旱相关基因cspB序列进行了优化,并构建了植物表达载体pCAMBIA3301-cspB,利用农杆菌介导法将cspB基因导入大豆栽培品种Bert中。用于遗传转化子叶节外植体共3 800个,经PCR和Southern鉴定,并结合PPT抗性筛选,共获得了95棵阳性转基因植株,转化率为2.5%。经初步筛选,获得了7份耐旱性较好的转基因大豆新材料。这些材料将进一步用于耐旱转基因大豆新品种培育工作。     

异源细胞质小麦的抗旱性研究

以分别具有山羊草属、小麦属和簇毛麦属的15种普通小麦近缘种细胞质的异源细胞质小麦为材料．采用高渗溶液法、水培盆栽法和田间鉴定法研究了异源细胞质对小麦抗旱性的遗传效应。结果表明,波斯小麦（T.persicum）、柱穗山羊草（Ae．cylindrica）、簇毛麦（Hanaldia villosa）和粗厚山羊草（Ae．crassu 6x）细胞质对小麦的抗旱性具有明显的遗传效应。其效应值的性质、大小与核亲毒品种的基因型有关,在特定的核质组合中波斯小麦、柱穗山羊草、簇毛麦和粗厚山羊草细胞质可明显提高小麦的抗旱性。具波斯小麦细胞质的异质系（T．persicum）-s．c66种子发芽阶段和三叶期的抗旱性比相应核亲本明显增强．并且超过抗旱品种晋麦47。成熟期的鉴定结果表明．经核基因型改良的粗厚山羊草细胞质小麦新品系NC223、NC232和NC236等15个异质系具有较强的抗旱性。因此,进一步研究异源细胞质提高小麦抗旱性的遗传机制,有助于拓宽小麦抗旱育种途径。     

冠菌素诱导冬小麦幼苗抗旱性的初步研究

为研究不同冠菌素浓度对冬小麦抗旱性的诱导效应,以两个冬小麦品种为材料,研究了不同浓度冠菌素对20%PEG-6000模拟干旱条件下幼苗生长及其抗旱性指标的影响.结果表明,无论是抗旱性品种长武134还是水分敏感型品种陕253均表现相同的趋势,即:0.01 μmol·L-1和0.1 μmol·L-1的冠菌素预处理有利于幼苗叶片维持相对含水量,提高可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量;对增加幼苗干重和根系长度、提高根冠比、扩大根表面积、特剐是提高根系活力有显著效应.由此说明,冠菌素能诱导小麦幼苗提高抗旱能力.     

转AtGA2ox1基因玉米自交系和杂交种的耐旱性分析

AtGA2ox1基因是调控赤霉素代谢的关键基因。以3个AtGA2ox1基因转化体回交转育玉米自交系和配制的杂交组合为研究材料,系统开展玉米自交系和杂交种的耐旱性分析。结果表明,3个转化体在回交转育过程中,多世代间遗传稳定。苗期不同转化体玉米在干旱胁迫24 d后复水仍能正常生长;对照材料胁迫后叶片卷曲至萎蔫,复水后无法恢复生长。通过对丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等生理生化指标的跟踪监测发现,干旱胁迫条件下转基因玉米的MDA含量低于对照约20%;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性高于对照20%,降低玉米细胞膜氧化损伤来增强转基因玉米耐旱胁迫能力,与玉米耐旱表型一致。成熟期干旱条件下,对照玉米果穗变小,穗长变短,穗重减轻。转基因杂交种的粒重和百粒重显著高于对照,其中杂交种NKYGA09*X923-1百粒重高于对照杂交种21.21%,表现出潜在的育种价值。     

转GmHAP3-17基因大豆的抗旱性分析

Gm HAP3-17基因是一个与At HAP3-1同源的转录因子,本研究利用超表达Gm HAP3-17大豆,在模拟干旱条件下以及田间干旱试验下进行了转基因大豆的抗旱性分析。结果显示:在大棚盆栽模拟干旱胁迫条件下,转基因大豆H16、H18、H26比野生型大豆WT根系发达,主根长且侧根较多,植株生长状态比对照好,叶片枯萎发生较迟、程度较轻。转基因大豆与野生型相比,MDA含量低,叶片伤害度较轻,叶片含水量较高。进一步研究表明,在田间自然干旱胁迫下,转基因大豆同样表现出较好的生长状况,较低的叶片伤害度和较高的叶片含水量。在自然干旱条件下,与野生型大豆相比,转Gm HAP3-17基因大豆表现为根系发达、扎根深、侧根多,增加了株高、主茎节数、有效分枝数。H26株系的有效荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重均比野生型提高明显,表现出了显著的产量优势。上述结果表明:GmHAP3-17基因具有正调控干旱的功能,因而该基因将成为培育抗旱转基因作物的一个有效的基因资源。     

大豆GmFDL06基因抗干旱及耐盐性研究

bZIP转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中起着十分重要的作用,大豆GmFDL06是bZIP转录因子家族A组成员,其表达水平受PEG和高盐胁迫影响。本研究分析了GmFDL06转基因大豆苗期的抗干旱和耐盐性。PEG和盐处理后GmFDL06转基因植株的相对植株高度(RPH)和相对植株干重(RSDW)显著高于非转基因大豆东农50。在盐胁迫下,GmFDL06转基因植株比东农50伤害程度低,并且GmFDL06过表达减少了Na~+离子积累,降低了盐胁迫带来的伤害,且过表达GmFDL06促进了下游逆境胁迫基因的表达。这些研究结果表明GmFDL06参与大豆非生物胁迫反应,并有潜力改善大豆的干旱和盐胁迫耐受性,为大豆抗逆基因的研究及抗逆大豆材料的筛选提供了依据。     

转GmDREB1基因小麦新品系G19-349的抗旱特性

为明确转GmDREB1基因小麦G19-349的抗旱特性,以分子检测为阳性的转基因植株和受体对照济麦19为材料,利用小区试验测定和分析了浇二水和浇四水条件下小麦叶片叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光等光合参数,SOD、POD和CAT活性,以及MDA含量和籽粒产量,同时通过大区试验分析了在浇三水条件下小麦水分消耗特征参数和籽粒产量。对供试材料分子检测结果表明,目的基因已整合到小麦基因组中,并已正确转录。小区试验结果表明,在浇二水条件下,G19-349的旗叶叶绿素相对含量,气体交换参数P_n、G_s、T_r和C_i,叶绿素荧光参数F_v/F_m和Φ_(PSⅡ),以及三种抗氧化酶活性和产量均显著高于对照,而MDA含量显著低于对照;浇四水条件下,G19-349的各项指标与对照均无显著差异。大区试验结果表明,在浇三水条件下,G19-349较对照济麦19耗水量显著降低,而水分利用效率和产量均显著增加。说明转GmDREB1基因小麦G19-349在缺水条件下具有较高的抗氧化和光合能力,这是其在有限灌水条件下较受体济麦19具有较好水分利用特性的生理基础。     

人工模拟水分胁迫条件下小麦幼苗抗旱性鉴评指标的分析

为了明确小麦幼苗抗旱性鉴定评价的最佳时期和有效指标,以小麦加倍单倍体(Doubled haploid,DH)群体的150个株系为材料,采用模拟干旱胁迫法,研究了水分胁迫及复水条件下,幼苗叶片相对含水量、叶片相对电导率、根冠比、根干重和最大根长等五个抗旱相关性状的动态变化和遗传力,分析了各性状及其与平均隶属函数值之间的关系.结果表明,在水分胁迫72 h(WS72)和复水24 h(RW24)时,基因型之间的性状变异范围较大,是进行幼苗抗旱性鉴定评价的较好时期;平均隶属函数值不仅受各性状的直接影响,还受到性状之间交互作用的影响.在选择适当的与抗旱性关系密切性状的基础上,估算平均隶属函数,作为评价抗旱性的综合指标,可能是进行作物抗旱性综合评价的有效途径.