粳稻转基因恢复系的研究

利用基因枪转化法将抗除草剂的bar基因和抗二化螟的SCK(修饰后的CpTI)基因导入到优质粳稻恢复系超优一号中。经对转基因植株进行分子检测,表明外源基因已整合到水稻基因组中;经田间除草剂抗性检测和二化螟接种鉴定,表明转基因稳定株系直到T6仍表现高抗除草剂且没有分离,说明bar基因能稳定遗传并高效表达;转基因恢复系与非转基因恢复系相比,抗虫性有所提高,但提高程度在株系间有差异。经对转基因恢复系所配杂交组合进行除草剂检测和优势测定,表明转基因杂交稻也高抗除草剂,且F1全部正常结实,结实率达80%以上,并具很强的杂种优势,说明亲本抗性基因通过制种已转移到F1中并得到高效表达,同时说明外源基因的导入没有改变原受体的优良性状;经对部分转基因杂交稻进行纯度鉴定,表明秧田喷施除草剂后,本田的不育株率和杂株率明显降低,特别是两系杂交稻效果更明显。     

粳稻转基因恢复系的研究*

 利用基因枪转化法将抗除草剂的bar基因和抗二化螟的SCK（修饰后的CpTI）基因导入到优质粳稻恢复系超优一号中。经对转基因植株进行分子检测，表明外源基因已整合到水稻基因组中；经田间除草剂抗性检测和二化螟接种鉴定，表明转基因稳定株系直到T6仍表现高抗除草剂且没有分离，说明bar基因能稳定遗传并高效表达；转基因恢复系与非转基因恢复系相比，抗虫性有所提高，但提高程度在株系间有差异。经对转基因恢复系所配杂交组合进行除草剂检测和优势测定，表明转基因杂交稻也高抗除草剂，且F₁全部正常结实，结实率达80%以上，并具很强的杂种优势，说明亲本抗性基因通过制种已转移到F₁中并得到高效表达，同时说明外源基因的导入没有改变原受体的优良性状；经对部分转基因杂交稻进行纯度鉴定，表明秧田喷施除草剂后，本田的不育株率和杂株率明显降低，特别是两系杂交稻效果更明显。     

分子标记辅助选育甘蓝型油菜抗磺酰脲类除草剂恢复系

选育抗磺酰脲类除草剂的甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育(polima cytoplasmic male sterility,pol CMS)恢复系,为培育抗除草剂pol CMS "三系"杂交种打下基础。以甘蓝型油菜pol CMS恢复系2350C为母本与抗磺酰脲类除草剂油菜M342杂交,利用苯磺隆除草剂在F2分离群体中筛选抗性单株,采用分子标记辅助选择纯合抗性植株并与pol CMS不育系测交,鉴定携带纯合pol CMS恢复基因的单株,经过多代自交成功选育了抗除草剂的pol CMS恢复系18Z363,利用18Z363配制的抗除草剂pol CMS "三系"组合中有1个比对照品种油研50增产3. 85%、2个组合与对照产量持平,表明该恢复系具有一定的配制高产组合的潜力。     

从亲和性及F_1的适合度评价抗除草剂转基因油菜向不同种群野芥菜的基因漂移风险

[目的]了解抗除草剂转基因油菜(Brassica napus)向不同种群野芥菜(wild B.juncea)漂移的可能性,为抗除草剂转基因油菜的安全性评估提供依据。[方法]以抗草甘膦和抗草丁膦转基因油菜为父本,17个种群野芥菜为母本,研究人工授粉条件下的结实能力和抗性基因的传递频率及F_1在温室(套袋自交)和田间(开放授粉)的适合度;统计F_1后代的出苗率及抗性基因的传递频率。[结果]供试的野芥菜授2种转基因油菜花粉后每角饱粒数大于8粒;获得的F_1植株对相应除草剂都具有抗性;温室和田间种植后营养生长良好;温室条件下自交不结实;田间种植后单株有效角果数、角果长及每角饱粒数均显著低于各自的亲本野芥菜,单株有效角果35.42~147.00个,每角饱粒数0.19~0.78;绝大多数F_1的总适合度和各自的亲本野芥菜无显著差异。各F_1后代种子都有20%以上正常出苗,且有8.33%~77.78%的后代表达对相应除草剂的抗性。[结论]2种抗除草剂转基因油菜的抗性基因具有相似的向各种群野芥菜漂移的可能性。在我国释放转基因油菜务必防范向野芥菜的基因漂移。     

野芥菜向抗除草剂转基因油菜基因流动的研究

采用人工授粉的方法,分别以转基因抗草丁膦和抗草甘膦油菜为母本,野芥菜为父本,研究野芥菜的基因流动到转基因油菜中的可能性。结果表明,野芥菜和抗草丁膦及抗草甘膦油菜的亲和性指数明显低于其自交授粉的亲和性指数,只有0.44和0.54。经除草剂筛选和PCR检测证明,所有F1都携带了相应的抗性基因并表现出对相应除草剂的抗性。对F1的适合度研究表明,两种F1种子萌发率及营养生长情况和野芥菜没有明显差异,但结实明显下降,携带抗草丁膦基因的F1和携带抗草甘膦基因的F1每个角果饱满种子粒数分别是0.50和0.61。分别以两种F1为母本,野芥菜为父本进行回交,结实仍然很低,携带抗草丁膦基因的F1和携带抗草甘膦基因的F1与野芥菜回交每个角果饱满种子粒数分别只有0.35和0.33。上述结果表明,野芥菜基因流动到两种抗性油菜的可能性均比较小。     

抗除草剂基因在粳稻恢复系中的基因枪转化及其在后代中的表达

利用基因枪法把抗除草剂基因bar基因导入粳稻恢复系超优一号,经PCR,PCR-southern杂交分析,证明外源基因已整合到水稻基因组中,且能稳定遗传;田间喷施除草剂抗性检测结果表明,bar基因在转基因恢复系及后代中均表达,表现抗除草剂,在恢复系与不育系所配制的杂交种中,高效表达,表现高抗除草剂;部分转基因植株T1代分离比符合孟德尔显性单基因的遗传规律,即3∶1规律,部分不符合。     

粳稻恢复系bar基因纯系的选育及在杂种优势上的应用

采用根癌农杆菌介导法将bar基因导入粳稻恢复系H84中,获得12棵转基因阳性苗。T1个体的叶片除草剂抗性鉴定结果表明:8个群体的分离比符合3∶1分离;对T3株系进行芽苗的除草剂抗性鉴定,从中获得了10个抗性表现为纯合的株系。用这些株系与1513A不育系杂交,并分别鉴定和测定了F1杂种的除草剂抗性、纯度、育性和主要农艺性状,结果表明:F1杂种对Basta除草剂均表现为抗性,F1的育性和主要农艺性状与对照相比没有明显差异,显然bar基因的插入对该恢复系的恢复力和与不育系的配合力没有影响,同时显示bar基因的应用,对控制水稻杂交种的纯度和田间杂草以及提高产量有着积极意义。     

转Bt基因在洞A型核不育两系法中的应用研究

利用杂交转育,将抗虫转Bt基因导入洞A型抗病两用系抗A2中,培育出转基因抗虫两用系抗A3。抗A3高抗红铃虫,接近高抗棉铃虫。对不同类型(抗虫×抗虫、抗虫×非抗虫、非抗虫×抗虫)的核不育杂交组合的抗虫性、生育期、纤维品质和产量等性状进行比较,结果表明抗虫两用系与优质恢复系配制的杂交组合品质较好,其杂交F1代的平均增产率在所有类型的杂交组合中最高。利用抗A3为母本,优质丰产品系ZR5为父本培育出转基因抗虫杂交种川杂棉15,该品种高抗红铃虫、高抗棉铃虫,皮棉产量及纤维品质优势突出。     

转EPSPS基因抗除草剂棉花在杂交制种中的应用初探

以转EPSPS基因抗除草剂棉花种质为父本,以不具有除草剂抗性的普通陆地棉种质为母本,实施不去雄直接授粉配置杂交组合,并继而对其F1代杂交种苗期进行除草剂筛选鉴定,据此探讨出一种简化制种方法。SSR分子标记检测结果表明,该方法可以得到100%纯度的杂交种。该方法进一步改良后可以结合营养钵育苗在棉花杂交制种中推广,在简化制种技术上有重要利用价值。     

基于亲本对条锈病敏感性预测小麦杂交种的抗性

【目的】通过亲本条锈病的抗性评价预测F1代杂交种的抗病性,增强杂交小麦抗病育种的可预见性。【方法】以CYR23、CYR31、CYR33、CYR34 4个小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)生理小种作为供试菌源,感病小麦品种铭贤169作为阴性对照,通过成株期混合接种,对13份恢复系(父本)材料和21份不育系(母本)材料及其F1代杂交种进行抗病性鉴定,并利用Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26等抗条锈基因的分子标记或基因标记对其可能携带的抗条锈基因进行分子检测。同时通过半定量PCR方法在亲本及部分F1代植株的成株期进行条锈菌侵染量测定。【结果】所有材料均未鉴定到Yr5、Yr10、Yr15,Yr26多存在于四川品系,Yr9、Yr17多存在于北方品系,本研究所有恢复系材料均未鉴定到Yr18。亲本抗条锈基因在F1代杂交种得到了聚合,符合遗传规律,表明分子标记可以用于杂交小麦抗病辅助选育。来自四川的恢复系及其F1代杂交种整体表现优良抗性,推测其具有纯合显性的抗条锈基因,同时,这些小麦材料可以用于我国小麦抗条锈育种。F1代的实际鉴定反应型趋于亲本反应型的平均值,二元回归分析结果表明亲本和F1代的反应型之间有显著相关性(R2=0.812)。来自四川的恢复系及其F1代对新毒性小种CYR34表现优良抗性,但亲本中未检测到Yr5、Yr15,推测其可能含有未知的抗条锈病基因。利用半定量PCR方法对所有恢复系、不育系和部分F1代杂交种分别进行了供试条锈菌生理小种的菌量测定,结果显示所有亲本及其杂种中均未检测到CYR23,恢复系15CA50、不育系17L6078和15L7128有少量CYR31侵染,恢复系川13品6、MR1101和川麦98及其F1代杂交种未检测到CYR33、CYR34。同时发现,对不同生理小种抗性互补的亲本能有效提高F1代的抗病性。【结论】根据双亲对条锈病的反应型可以预测其F1代杂交种的抗性水平,双亲的抗病水平越高,其F1代杂交种的抗性就越好。同时可以选用具有不同条锈病生理小种抗性互补的亲本来提高F1代杂交种的抗性水平。研究结果有助于探究亲本与F1代杂交种之间的抗病规律,同时为杂交小麦抗病育种提供可参考的实践方案。     

籼型杂交水稻恢复系“752”抗除草剂转基因研究

用基因枪法对籼型杂交水稻恢复系“75 2”进行了bar基因的遗传转化 ,共获得可育的抗除草剂Basta的转基因株系 6个。PCR检测结果表明 ,抗性转基因植株表现为阳性 ,而非转化的对照表现为阴性 ,证明T0 代转基因水稻基因组中整合有bar基因。转基因植株的抗性能遗传至后代 ,在T1 代中观察到了抗、感分离现象     

利用Cre/lox重组系统建立番茄基因工程雄性不育恢复系

 【目的】利用Cre/lox重组系统具有的重组删除特性建立番茄工程恢复系,特异删除F1中的雄性不育基因恢复其育性。【方法】将TA29-Barnase雄性不育基因表达盒置于两个同向lox位点之间并与NPTⅡ基因、Bar基因融合后获得植物表达载体pBinBarloxTABn,转化番茄获得雄性不育转基因植株。Cre基因在 CaMV35S启动子的驱动下转入番茄获得工程恢复系。两者在开花时进行杂交,利用Cre重组酶删除F1中的TA29-Barnase不育基因表达盒使育性恢复。【结果】利用NPTⅡ作为转化筛选标记基因获得了番茄雄性不育转基因植株。转基因植株中的Bar基因能正常表达,真叶叶盘在含PPT 3 mg?L-1（phosphinothricin）分化培养基上能分化愈伤组织及芽;真叶具有抗PPT 20 mg?L-1浓度以上的能力。获得的TA29-Barnase转基因植株表现雄蕊退化、无花粉产生或产生少量形状畸形且无生活力的花粉。雄性不育植株自花授粉不能坐果,用非转基因保持系花粉授粉后,果实正常膨大结籽,杂交后代对除草剂Basta的抗性按1﹕1分离。不育植株与Cre转基因工程恢复系杂交后,果实也正常膨大结籽。对不育植株与Cre转基因工程恢复系杂交后代进行分子检测,结果发现同时含Bar 基因和Cre基因F1植株中的TA29-Barnase雄性不育基因被精确删除。TA29-Barnase基因删除植株育性被恢复,能正常开花结果。【结论】利用Cre/lox重组系统建立的Cre工程恢复系成功将番茄F1代中的不育基因删除,恢复了 F1的育性。该研究结果为植物基因工程雄性不育系的育性恢复提供了一条新的途径。     

抗Atrazine基因导入黑龙江大豆品种及其表达和遗传

 用子房直接注射法将抗Atrazine基因导入了24个黑龙江大豆品种（系）中。经两次叶片涂抹法检测证实，对Atrazine表现出抗性的植株达29.4%～43.7%。进一步用PCR法检测证明，在99份导入抗性基因的材料中有5份（内有F#-1代，F#-2代株）扩增到了抗性基因。这表明抗性基因导入后已获表达，并遗传到了后代。初步的大田检测表明，导入抗性基因的克交87-4265F#-2代植株，在出苗前土壤喷施Atrazine情况下植株不受害，生长正常，表明它对该除草剂有抗性，而对照株则92%受害死亡。     

小麦K型雄性不育育性恢复性能的研究

采用国内指标法和国际指标法对豫麦３号雄性不育系育性恢复性能进行了研究。结果表明,１６３个恢复系间的恢复主差异显著,国内法恢复度超过８０％的恢复系占１１．６３％;Ｋ型杂种小麦小穗中部小花的结实性与恢复系的恢复能力呈高度正相关。     

Inheritance of Fertility Restoration for Cytoplasmic Male Sterility in a New Gossypium barbadense Restorer

In order to clarify inheritance mechanism of fertility restoration for cytoplasmic male sterility （CMS） in a new Gossypium barbadense restorer line Hai R which was found in the fertility test crossing of G. hirsutum CMS lines with G. barbadense germplasms. 23 fertility segregation populations of F2 and backcross were used to analyze the inheritance of fertility restoring gene（s） of Hai R. The result showed that Hai R had one major dominant gene （RfB） to control the CMS fertility restoration and this fertility restoration gene functioned at the sporophytic level. The sterile cytoplasm background might not only influence the transmission rate of male gamete but also that of female gamete when the restorer gene was recessive. It could be deduced that this fertility restoration gene might come from G. harknessii cotton, Hai R is of value in the application of cotton interspecific hybrid breeding.     

用花粉管通道法将bar基因导入水稻获得可遗传的转基因植株

利用花粉管通道法将抗Basta除草剂的bar基因导入水稻品系“E32” ,获得转基因植株。抗性鉴定表明 ,转基因植株能充分表达对Basta除草剂的抗性 ;通过对转基因植株后代进行PCR分析 ,证实bar基因已整合到受体植株的基因组中。遗传分析表明 ,bar基因能在有性生殖过程中传递给后代 ,并在T3 代开始分离出抗性一致的稳定株系     

农杆菌转化花粉愈伤组织获取纯合的转基因水稻植株

应用农杆菌介导法成功地将玉米转座子Ds导入粳稻(OryzasattvaI.subsp.japontca)中花11的花粉愈伤组织中,基因转化以对除草剂PPT有抗性的Bar基因和潮霉素抗性基因Hpt为选择标记.共获得了18个独立的转基因绿苗,其中单倍体11株,二倍体7株.转基因植株均抗除草剂BASTA.考查了二倍体植株种子后代(T1)对BASTA的抗性,7个株系的所有植株均抗BASTA,而未发生感抗分离,表明外源基因在转基因植株中是纯合的.PCR和Southernblotting的研究支持上述结果.对获得纯合转基因株系的各种方法做作了比较和讨论.