转ipt基因四季海棠植株抗旱性分析

利用ipt重组表达载体质粒,通过农杆菌介导法建立了遗传转化体系,并筛选出四季海棠(Begonia semperflorens)转ipt基因植株。研究结果发现,在细胞分裂素的调控下,转基因植株的高度、叶片面积均有不同程度的减小,但根系长度增加;在渗透胁迫条件下,转基因植株体内脯氨酸含量和SOD活性都明显增加。通过温室栽种,发现在同等情况下转基因植株的耐旱性明显强于非转基因植株。     

马铃薯种薯切块大小与植株抗旱性关系研究

以脱毒马铃薯品种费乌瑞它为试验材料,采用20、35、50、70 g不同切块大小进行田间播种试验,结果表明:种薯切块20、35、50 g3个处理随着种薯切块重量的增加,出苗率提高,植株长势增强,单位面积产量增加,即呈显著正相关。早疫病、晚疫病的发病率呈下降趋势,呈负相关,50 g与70 g薯块未有明显差异。因此,在白城地区,从抗旱夺高产、保品质、高效益、节成本角度出发,种薯切块大小应在35~50 g。     

转rolB基因棉花抗旱性研究

以导入rolB基因的第6代转基因棉花植株为供试材料,对转基因株系进行苗期抗旱性鉴定,茎粗、根/冠比的调查和分析。结果表明:rolB基因的导入不仅使转基因棉的茎粗明显提高,而且还使其生根能力明显增强,根/冠比显著大于对照,表现为根系更为强大,抗旱性更强。     

低磷胁迫下对转AtGAPC2基因马铃薯株系的评价与筛选

【目的】研究转AtGAPC2基因马铃薯试管苗对低磷胁迫的响应,评价并筛选耐低磷优良株系。【方法】以26个转AtGAPC2基因马铃薯株系及其非转基因对照品种"川芋10号"的试管苗为材料,在组培体系下设置正常磷(1.25×10-3 mol/L)与低磷(1.25×10-5 mol/L)两个水平,测定相关指标。【结果】结果表明:低磷胁迫下,相比于"川芋10号",转AtGAPC2基因株系株型正常,部分表现出地上部生长势旺、根系发达、试管薯产量高等特征,转基因株系间在形态学方面亦存在差异;运用模糊隶属函数法将所有株系划分为4个级别,96.15%转AtGAPC2基因株系的隶属函数平均值高于"川芋10号",其中以第一级别中L13、L1、L3、L18、L19这5个株系表现最好;合单株块茎产量的综合值,最终筛选出L13、L1、L3这3个株系,其单株块茎产量综合值分别是56.2%、93.0%、83.1%,显著高于"川芋10号"的26.1%。【结论】转AtGAPC2基因能提高马铃薯试管苗对低磷胁迫的耐受性。     

转无毒基因马铃薯抗晚疫病的研究

晚疫病菌(Phytophthora infestans)引起的马铃薯晚疫病是危害全球马铃薯生产的严重病害.通过基因工程方法把外源基因导入植物体内以增强抗病性被证明是一条行之有效的途径.应用植物基因工程技术将具有能激活植物自身防御系统的无毒基因与适合于植物背景、非专一性的病原物诱导启动子组合成嵌合基因构建到植物表达载体中.通过农杆菌或基因枪的介导转化植物,可筛选出高效广谱的抗真菌和细菌病害的转基因植株.本研究从病原细菌Pseudomonas syringae PV.tomato中获得的无毒基因avrD(0*93kb)和从病原真菌Phytophthora parasitica中获得的无毒基因Elicitin(0.294kb)分别与非专一性病原物诱导启动子Pill和BG组成含2个嵌合基因(Pill-avrD,BG-Elicitin)的植物表达载体pYH144和pYHEt.通过农杆菌LBA4404介导转化马铃薯,其中用pYH144载体转化2个品种(克新1号,2号),用pYHEt载体转化3个品种(Desiree,克新2号,4号),通过组织培养分别获得潮霉素(HygromycinB)标记的转基因马铃薯试管苗.将转基因试管苗扩繁,应用马铃薯脱毒微型种薯生产技术获得转无毒基因微型薯,在温室(15～25℃和湿度高)条件下,观察转无毒基因马铃薯植株中对晚疫病菌自然感染的抗性.1998年和1999年(每年的3-5月)的温室试验初步表明用avrD和elicitin基因分别转化的转无毒基因马铃薯植株都具有较明显的对晚疫病菌侵染的抗性,大部分转基因植株不表现或表现轻微的感病症状,对照植株(未转化)则表现明显的感病症状.转基因植株生长正常,且在感染后期(恢复期)生长良好.对照植株在恢复期生长弱和缓慢.在获得较多数量的转无毒基因马铃薯微型种薯的时候,将进行人工接种晚疫病菌和田间种植试验,从中筛选出抗真菌病和细菌病的转基因马铃薯株系.     

8个马铃薯品种抗旱性研究初报

以贵州省大面积种植的8个马铃薯品种为材料,通过盆栽控水试验研究了水分胁迫对各品种产量、抗旱系数、抗旱指数及丙二、可溶性糖、游离脯氨酸含量的影响.结果表明,8个品种中米拉、坝薯10号、大西洋、中薯3号的抗旱性最强,底西芮、费乌瑞它抗旱性中等,会-2、合作88抗旱性最弱.建议在贵州干旱常发生的地方选用米拉、坝薯10号、大西洋、中薯3号这4个品种.     

玉米转ABP9基因植株的获得

ABP9参与ABA信号传导及ROS代谢调节,增强植物抵抗非生物逆境胁迫的能力,因此该基因在作物抗逆性改良上有潜在应用价值。为了获得转ABP9基因的玉米植株,向玉米抗逆育种提供新材料,构建了由组成型启动子Ubi驱动抗逆转录因子ABP9基因的植物表达载体,并通过农杆菌介导对玉米自交系齐319进行了遗传转化。经草铵膦抗性筛选和用两对不同的基因特异引物进行PCR扩增检测,证明已将ABP9基因导入玉米齐319基因组中,获得转基因植株。     

转cry3A基因马铃薯外源蛋白表达和对马铃薯甲虫抗性分析

利用生物技术工程的方法获得了转cry3A基因马铃薯株系,首先对这些转基因株系的表达量和抗虫性进行分析,结果显示,Cry3A抗虫蛋白在4个株系C3-6,C3-11,C3v-5,C3-9新鲜叶片中表达量分别为1.4,2.8,5.0,9.0μg/mg;4个转基因株系离体叶片喂养马铃薯甲虫6 d的致死率分别为30.0%,46.7%,50.0%,100%,幸存的马铃薯甲虫发育滞后1.4～4.2 d,表明抗虫性和蛋白表达量呈正相关。其次,田间调查C3-9转基因株系幼苗期叶片为害情况低于对照,C3-9百株虫口数为26.6头,对照为1 993头,该株系农艺性状和对照没有明显差异,在不使用任何农药的情况下其产量和使用农药的对照相似。因此,转基因株系C3-9为高抗马铃薯甲虫且农艺性状优良的材料。     

转P5CS基因马铃薯“东农303”耐盐、抗旱性研究

利用拟南芥Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因(P5CS)进行了马铃薯品种"东农303"的遗传转化,在盐和干旱胁迫下研究转基因植株的耐盐性和抗旱性。经PCR扩增,证实P5CS基因已整合到马铃薯基因组中。用150 mmol/L Na Cl溶液和干旱(基质含水量为20%~25%)胁迫处理20 d,发现转基因植株叶片的脯氨酸含量显著增加,SOD活性明显上升,而丙二醛积累量则缓慢,从而说明该品种更适合生长在干旱和盐胁迫条件下。     

转AtNDPK2基因甘薯的耐盐性鉴定

以转AtNDPK2基因甘薯植株为试材,根据其生理指标及表型变化来鉴定转基因甘薯的耐盐性。室内鉴定结果表明:在100、150 mmol/L NaCl胁迫下,转基因株系JN1~JN6的根长显著高于对照。田间鉴定结果表明:在50 mmol/L NaCl胁迫下,转基因株系JN1~JN6生长正常,而对照10 d后出现黄叶及枯萎等症状;在100 mmol/L NaCl胁迫下,对照植株和JN2~JN6在处理4 d后出现枯萎,而JN1生长正常。     

转IPT基因水稻的抗旱性研究

水稻抗旱性研究是当前水稻研究的热点。采用农杆菌介导法将IPT基因导入籼稻IR64,并获得了254株再生植株,并对其进行PCR检测和Southern杂交分析,确定目的基因已整合到水稻中。选择两个单拷贝的转基因株系和一个野生型株系在开花期对其进行干旱胁迫,在同等水平干旱胁迫条件下,IPT转基因植株的细胞分裂素含量和叶绿素含量明显高于野生型,叶片温度稍微低于野生型,且转基因植株茎叶衰老延缓,这些结果表明IPT基因在抗旱育种及机理研究方面有积极的研究意义。     

植物抗旱基因工程研究进展

综述了植物耐旱的生理机制、调控途径、耐旱相关调控蛋白和基因等方面的研究成果,提出抗旱育种工作中抗旱评价指标的选择可根据植物的特点、研究目的来确定,也可采用单因素与多因素进行对比综合分析来确定,指出今后抗旱育种工作重点仍为探索植物抗旱机制方面。     

植物抗旱机理研究进展

干旱严重影响了植物的生长发育,从植物形态结构、渗透调节性物质、脱水保护、代谢调整及抗旱基因的克隆等几个方面,较为全面地探讨了植物抗旱、耐旱的机制及研究进展。     

过表达AtNEK6转基因烟草的耐旱耐盐性研究

NEK6基因编码一种丝/苏氨酸蛋白激酶,具有调控植物细胞周期蛋白基因表达和乙烯信号转导的功能,与植物抵抗逆境胁迫相关。将拟南芥AtNEK6基因导入烟草,利用甘露醇和NaCl模拟干旱和盐胁迫环境对T2代转基因烟草进行研究。结果表明,在无胁迫处理条件下,转基因烟草根长、侧根数和鲜重显著高于野生型;在干旱和盐胁迫条件下,转基因烟草根长、侧根数和鲜重均极显著高于野生型,表现出较强的耐旱耐盐性;胁迫处理的转基因烟草叶片叶绿素荧光参数值(Fv/Fm)、SOD和CAT活性以及Pro含量极显著高于野生型,MDA含量极显著低于野生型,进一步证明了AtNEK6基因能够促进烟草的生长和提高转基因烟草对于干旱与盐碱的抵抗能力。     

Analysis on Drought Tolerance of Transgenic Wheat

[目的]评价小麦TaPIMP1基因在小麦耐旱种质培育方面的应用潜力。[方法]将由ubiquitin启动子驱动的TaPIMP1转基因纯合株系B64和B208及受体对照扬麦158在模拟的干旱胁迫条件下进行培养,测定种子萌发、幼苗生长以及部分耐旱相关生化指标的变化。[结果]在20％PEG6000模拟干旱胁迫条件下,转基因株系及其对照的TaPIMP1表达量在24h内变化剧烈：转基因株系的种子发芽率、胚芽鞘和胚根长度显著高于受体对照。在10％-20％PEG6000模拟干旱胁迫条件下,转基因株系的叶片相对含水量和可溶性糖含量明显高于受体对照。在15％-20％PEG6000模拟干旱胁迫条件下。转基因株系的叶片丙二醛（MDA）含量明显低于受体对照。[结论]该研究表明转基因株系的耐旱能力较受体对照扬麦158有显著提高。TaPIMP1基因可应用于转基因小麦耐旱种质的培育。     

异源表达irrE转基因烟草的耐盐耐旱性

【目的】IrrE是从耐辐射异常球菌中发现的全局调控蛋白,主要通过修复强辐射等逆境条件下DNA损伤,提高耐辐射异常球菌对极端逆境环境的抗性。研究按植物密码子优化的irrE后导入烟草对转基因烟草耐逆能力的提高,为棉花等作物耐逆育种研究打下基础。【方法】按照植物密码子优化细菌irrE并合成基因;通过酶切连接法构建irrE植物表达载体;通过叶盘法转化烟草并PCR验证获得阳性转基因再生苗;通过实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析转基因株系中irrE的表达量;通过蛋白免疫印迹法(Western blot)检测IrrE编码蛋白;通过NaCl和甘露醇模拟盐处理和干旱处理分析纯和转基因株系的耐盐耐旱性,通过测定抗逆相关生理指标鉴定其对植物耐逆的贡献。【结果】按照植物密码子对irrE进行改造,共优化了241个密码子;构建了高效植物表达载体GBI-IE;利用除草剂草甘膦作为筛选剂获得转基因再生幼苗,并通过PCR验证共获得15个独立的转基因株系;通过q RT-PCR分析从中选取两个表达量最高的株系GO1和GO2进行后续的抗逆性分析;Western blot验证IrrE编码蛋白在GO1和GO2中能正确翻译。转基因烟草耐盐耐旱性分析:种子萌发试验表明,正常1/2 MS培养基上,转基因株系GO1和GO2发芽率和非转基因野生型对照之间没有明显的差异。然而250 mmol·L~(-1)NaCl培养基上GO1和GO2萌发率分别为78.8%和90.0%,野生型仅为10.3%,分别提高了68.5%和79.7%。类似地,300 mmol·L~(-1)甘露醇条件下,野生型的萌发率为39.7%,转基因株系GO1和GO2分别提高了42.9%和50.8%;正常萌发的种子移栽到250 mmol·L~(-1) NaCl和300 mmol·L~(-1)甘露醇条件12 d后,转基因株系根长、侧根数以及鲜重等生理指标显著高于野生型对照;温室中正常生长30 d的苗期烟草在250 mmol·L~(-1) NaCl处理下,转基因烟草SOD、CAT活性比野生型对照分别提高了48.80%和88.55%,而MDA含量比野生型对照降低了61.61%,胁迫响应基因Nt ABF2、Nt LEA5、Ntzfp、Nt CDPK2在GO1和GO2转基因株系中表达量均显著高于非转基因野生型。和盐处理结果类似,300 mmol·L~(-1)甘露醇的处理下,转基因烟草的耐旱生理生化指标均优于非转基因对照。【结论】烟草中异源表达耐辐射异常球菌irrE可以显著提高耐盐耐旱性;其多效性耐非生物胁迫能力的提高表明其可作为植物耐逆基因工程的优良基因源。     

转LOS5玉米的大田抗旱性鉴定

【目的】培育转基因抗旱玉米新品种是解决玉米生产问题的重要途径。通过鉴定和分析拟南芥LOS5转入玉米后对玉米田间抗旱性的影响,筛选抗旱性突出的转LOS5的玉米株系用于抗旱育种。【方法】在150、225、300、375、450和600 mm(CK)梯度灌水胁迫处理条件下,大田鉴定8个转LOS5玉米株系及其受体郑58的抗旱性,测定产量和其他农艺性状的变化,明确LOS5在提高玉米抗旱性方面的主要田间表现形式,同时筛选抗旱性显著优于受体的转基因株系。【结果】随着累计灌水量600—150 mm逐渐降低,9个试验材料的产量和抗旱性均相应下降。8个转基因玉米株系的产量在225—450 mm灌水范围内均显著高于受体郑58,且在正常灌水600 mm的一半处理(300 mm)时差异最大化。300 mm灌水处理中,8个转基因株系的抗旱性指数为0.56—0.70,显著高于受体郑58(0.5),抗旱性提高12%—40%。抗旱性从强到弱的材料顺序是T8920B6、T8920B2、T8920B7、T8920B5、T8020B1、T8920B4、T8920B3、T8920B8和受体郑58。营养体生长和发育方面,在灌水150—225 mm处理中,8个转基因材料灌浆末期的叶色SPAD值38.4—42.4,均极显著高于受体郑58(28.7—37.5),但地上部生物重量、株高和穗位高没有显著差异;果穗发育方面,在灌水150—225 mm处理中,8个转基因株系的穗重为42.3—61.6 g,穗长为10.9—13.1 cm,均极显著高于受体(36.4—40.7 g和8.5—11.8 cm),但轴重和穗粗的差异不显著;籽粒发育方面,8个转基因株系的穗粒数为86.6—182.6,行粒数为8.4—15.6,也显著高于受体的穗粒数57.3—83.2和行粒数4.9—7.1,但穗行数和百粒重差异不显著。【结论】LOS5转入受体郑58后,对转基因玉米开花前营养生长的影响较小,但在开花之后维持受旱玉米的穗长、行粒数和灌浆后期叶色等方面发挥了积极作用,使受旱玉米的穗重、穗粒数和产量保持在相对较高的水平,从而提高了玉米的抗旱性;LOS5转基因玉米株系的抗旱性均高于受体郑58,但抗旱性提高程度有显著差异,对不同转化株系进行大田抗旱性鉴定和筛选是十分必要的;正常灌水量一半的胁迫强度能最大化玉米抗旱性的差异,有利于鉴定和筛选出有利用价值的转基因材料。