Southern杂交技术在农作物遗传转化研究中的应用

Southern杂交技术作为分子生物学中的经典技术,为特定DNA片段的检测提供了快速、准确、灵敏的方法。在植物遗传转化研究中,Southern杂交技术广泛应用于外源基因的检测及拷贝数的鉴定工作,为植物转基因研究的准确性提供了充分的保障。综述了Southern杂交技术在水稻、玉米、小麦、大豆等主要农作物遗传转化研究中的应用,可为农作物转基因研究方法的明确及转基因食品安全检测方法的探索提供参考。     

花粉管通道法在植物转基因中的研究与应用

花粉管通道法是植物遗传转化的方法之一,它具有易于操作,适用范围广,育种时间短,有利于单子叶植物转化等特点。文章综述了该方法在水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、烟草以及番茄等重要农作物中的应用情况和研究进展。     

作物原生质体培养研究的进展

作物原生质体培养技术是细胞融合、细胞器移植和基因转化的重要基础,在植物遗传工程研究中占有十分重要的地位。目前,由原生质体再生植株的植物种类已超过150种。过去成株的植物大部分属双子叶的茄科、伞形科、十字花科、芸香科;单子叶的禾本科以及双子叶重要农作物原生质体培养停滞不前。近十年国内外科学家努力下,先后解决了几乎全部重要粮食及棉油作物原生质体再生的难题。我国在农作物原生质体培养取得了重大的     

植物遗传转化技术在作物改良中的应用

本文较为系统地介绍了植物遗传转化技术中的各种方法及其特点,同时介绍了利用这种方法在农作物改良中取得的成绩,为进行快速、优质、高产的良种选育提供了一条诱人的全新途径。     

蘸花法在植物遗传转化上的应用研究进展

植物遗传转化是基础理论研究和农作物性状改良的必要手段。随着蘸花法在十字花科植物中的成功应用被越来越多的学者关注,并用于许多模式植物及农作物的遗传转化。蘸花法简便、高效、稳定性好,转化后可直接获得转基因种子。该文介绍了蘸花法的原理,分析影响转化效率的因素,并总结了目前已成功应用蘸花法的研究情况及筛选转基因后代的优化方法。     

植物线虫分子检测方法的研究进展

植物线虫是农作物的重要病原物之一,对农林作物危害巨大,甚至可造成灾难性的损失。文章介绍了核酸分子杂交技术、基于PCR的检测技术、基因芯片检测技术的原理和特点及其在植物线虫检测方面的应用,为植物线虫快速准确检测提供方法。     

植物染色体重排在作物遗传改良中的应用研究进展

染色体重排是一种可能导致DNA片段丢失、重复、易位和倒位的机制,从而改变基因组结构,为创造新的变异性状提供可能。植物染色体重排事件的准确鉴定有助于更深入地理解植物基因组的结构、功能及它们在植物演化和作物育种中的作用。该文深入探讨了植物染色体重排的基本概念,介绍了植物染色体重排的自然发生和人工诱导的技术方法,阐述了植物染色体重排的细胞生物学、分子遗传学和高通量测序鉴定方法。同时,系统总结了植物染色体重排技术在作物遗传育种中的应用,结合具体实践,着重强调了染色体重排技术在提高农作物的遗传多样性、改良农作物的重要性状、增强农作物的环境适应性等方面极具优越性。然而,目前染色体重排的发生概率较低,技术上仍存在挑战,需要更多精准的工具和策略来实现染色体片段的精准定位和重排。通过全面了解染色体重排及其相关技术,研究人员和育种家可以更好地利用植物基因组,为全球粮食安全和环境可持续发展提供创新解决方案。相关研究不仅为深入认识植物基因组提供新途径,也为未来创新作物育种奠定坚实基础。通过挖掘植物基因组的多样性和可塑性,染色体重排技术有望为培育高产、优质、多抗的农作物新品种提供更多可能性,对解决全球日益严峻的...     

抗虫转基因植物的鉴定方法研究进展

农作物受害虫侵害严重,给农业生产带来巨大损失,喷施化学杀虫剂使害虫产生抗药性,且污染环境。近年来,转基因技术研究不断深入,抗虫转化研究工作进展迅速。鉴定转基因植物的方法技术有很多种,在此主要阐述了利用标记基因进行鉴定,分子标记,免役技术三大类方法,并对其原理分别进行了简单介绍。     

有机纳米材料在植物核酸递送中的研究进展

将外源遗传物质导入植物细胞是植物生物技术研究中一项非常重要的技术,对农林业的发展有十分重要的意义,目前常用的植物转基因方法主要包括农杆菌转染法和基因枪法,随着纳米生物技术的发展,基于纳米材料为载体的植物转基因技术为植物遗传转化提供了新途径。本文综述了近年来有机纳米材料作为外源基因载体的特点、携带基因的能力、进入受体植物细胞的机制,并展望了有机高分子纳米载体在植物遗传转化中的应用,以期促进植物转基因技术的发展。     

秸秆生物反应堆技术在蔬菜大棚栽培中的应用

秸秆生物反应堆技术是山东省农业厅、科枝厅向全国推广的一项新技术,该技术以植物饥饿理论、植物生防理论、叶片主动吸收理论和矿物质元素循环再利用理论为基础,利用生物工程技术,将农作物秸秆快速转化为作物、蔬菜生长所需要的二氧化碳气体、热量、抗病微生物孢子、矿质元素、有机质等,使农作物,特别是大棚内的瓜果蔬菜大幅度地提高产量,改善品质,增加经济效益。     

油料作物脂肪酸基因工程研究回顾与展望

从脂肪酸生物合成关键酶的研究、遗传转化方法、植株再生及转化体筛选技术等方面概括了近年来主要油料作物脂肪酸基因工程研究新进展,并结合目前主要农作物转基因研究现状和商品化转基因作物的推广状况讨论了油料作物基因工程研究的发展前景。     

茶树离体再生和遗传转化的研究进展

茶树是我国重要的经济作物之一,通过组织培养技术,利用茶树茎段、腋芽、叶、花粉、种子等器官作为外植体建立茶树遗传转化的再生系统,对获得优质茶树种质资源至关重要.目前关于茶树遗传转化方法的研究,主要集中在农杆菌介导法和基因枪法.综述当前茶树遗传转化再生系统的研究进展,并对今后茶树遗传转化提出展望.     

植物基因工程在果树遗传改良上的应用

利用植物基因工程进行果树遗传改良潜力很大，目前已建立有效的转化体系，并在１０多种果树作物上获得了转基因植株。转基因包括少数有应用前景的目的基因，如抗虫，抗病毒基因，一些重要果树的控制主要农艺性状的基因图谱已经或正在开始建立，要使基因工程改良果树品种走向实用化，还应在提高转化率和植株再生率，果树主要农艺性状遗传 转 表达和调控等方面进一步深入研究。     

大豆规模化转基因技术体系的构建及其应用

大豆是最早进行转基因品种大面积商业化种植的作物,也是目前转基因品种种植面积最大的作物,在食品、营养、工业和医药领域发挥着重要作用。1996-2012年的17年间,全球共累计种植转基因大豆76 310万公顷,给种植户带来了约370亿美元的收益。2013年,共有11个国家种植了8 450万公顷转基因大豆,约占全球转基因作物种植面积的48%,大豆种植面积的79%。尽管抗除草剂转基因大豆已在全球市场占据了主导地位,但长期以来大豆的转基因技术体系一直未能实现重大突破,高效、稳定的转基因技术体系仍是开展转基因品种选育和基因功能研究的瓶颈因素。根癌农杆菌介导的子叶节转化系统和基因枪介导的体细胞胚转化系统是目前最为常用的大豆转基因技术体系。自1988年采用这两种方法几乎同时获得了首批可育转基因大豆植株以来,大量的研究工作者对其开展了改良和优化研究,实现了转化效率的提升和再生方式向胚性悬浮细胞等的拓展,在大豆农艺性状改良和基因功能研究中发挥了作用。文章综述了大豆转基因技术的主要研究进展和问题,比较了大豆不定芽器官发生再生途径、体细胞胚再生途径和原生质体再生途径的特点;归纳了根癌农杆菌和基因枪介导的大豆转基因体系构建研究的典型案例,总结了其在大豆基因型选用、外植体选材、再生方式、筛选策略等技术参数和转化效率。分析认为：尽管通过多年努力,目前,可用于大豆转化的基因型、外植体类型等均有了很大拓展,转化效率也得到了显著提高,在多个报道中获得了超过10%的转化效率,甚至出现了转化效率高达30%以上的研究报道。但这些转化效率数据多数是在样本量较小的试验中获得的,而且在同一研究报道中,不同转化操作重复间的转化效率差异往往很大;在单因素对比试验中获得的高转化效率,往往在多因素整合试验中并没有得到很好的重演。这说明试验中尚有很多难以控制的未知因素对转化效率产生着影响,不同转化操作技术人员的技术熟练程度、操作习惯等人为因素,不同实验室设施设备条件的差别等环境因素,也都会对转化效率产生很大影响,这就造成了同一转化流程在不同实验室间的重演性不佳、不同操作人员间的转化效率差别较大、同一实验室的转化效率稳定性较差等问题,在很大程度上限制了大豆规模化转基因技术体系的形成。文章还概述了中国大豆转基因技术体系构建和转基因材料创制研究工作的发展历程,总结了近年来中国在农艺性状改良转基因大豆材料创制工作中取得的主要进展,并对基因组编辑技术、定点整合技术等新兴转基因技术在大豆中的应用前景进行了展望。     

Advancements in plant regeneration and genetic transformation of grapevine(Vitis spp.)

Grapevine(Vitis spp.) is one of the most economically important fruit crops worldwide, and there is considerable interest in improving its major agronomic and enological traits in response to ever-changing agricultural environments and consumer demands. Molecular genetic techniques in particular, associated with rapid technological advancements, provide an attractive alternative to conventional breeding approaches for developing new grapevine varieties with enhanced yield performance, quality, stress tolerance and disease resistance. To date, several grapevine varieties have been transformed with genes associated with diverse functions through biolistic bombardment and/or Agrobacterium-mediated transformation, and transgenic grape lines have been obtained using established regeneration systems. Nevertheless, a wide range of factors, including genotype, explant source and culture medium, have been shown to affect the efficiency of plant regeneration. Moreover, the selection and use of acceptor materials, bacterial strain and cell density, selectable markers and selection methods also influence transformation efficiency. This paper provides an overview of recent advances in grapevine regeneration and genetic transformation and in-depth discussion of the major limiting factors, and discusses promising future strategies to develop robust plant regeneration and genetic transformation in grapevine.     

芸薹属蔬菜作物的遗传转化研究进展

从再生体系的建立、转化方法、导入的外源基因以及植物基因型等方面介绍芸薹属蔬菜作物遗传转化的研究进展，并对研究中存在的问题进行讨论。     

Improvement of Plant Regeneration from Immature Embryos of Wheat Infected by Agrobacterium tumefaciens

Wheat, one of the most important food crops, has been extensively studied with respects to plant regeneration and transformation employing the immature embryos as recipient tissues. However, the transformed tissues often become severely necrotic after co-cultivation with Agrobacterium, which is one of the major obstacles in gone delivery. In this study, wheat varieties CB037, Kenong 199, Xinchun 9, Lunxuan 987, and Shi 4185 showed desirable culture potential or high infection ability in Agrobacterium-mediated transformation. Similarly, optimal regeneration conditions were determined by testing their ability to inhibit the cell necrosis and cell death phenotype. Two auxins of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid(2,4-D) and 3,6-dichloro-o-anisic acid (dicamba) were evaluated for highly significant effect on both callus and plantlet production, although they were genotype-dependent in wheat. Substitution of 2,4-D by dicamba enhanced the growth and regeneration ability of callus from the immature embryos of most genotypes tested. The callus growth state couldn't be modified by adding antioxidants such as ascorbic acid, cysteine, and silver nitrate or organic additives such as thiamine HCl and asparagine to the media. On the contrary, the best tissue statement and plant regeneration was achieved by employing the media containing the simplest MS (Murashige and Skoog) components and dicamba without organic components and vitamins. Thereby, our results are thought to inhibit wheat cell necrosis effectively and suggested to be used for more wheat genotypes.     

Co-treatment with surfactant and sonication signifi cantly improves Agrobacterium-mediated resistant bud formation and transient expression efficiency in soybean

Soybean is a widely planted genetically modified crop around the world. However, it is still one of the most recalcitrant crops for genetic transformation due to the difficulty of regeneration via organogenesis and some factors that affect the transformation efficiency. The percentages of resistant bud formation and transient expression efficiency are important indexes reflecting the regeneration and transformation efficiency of soybean. In this study, the percentages of resistant bud formation and transient expression of β-glucuronidase(GUS) were compared after treatment with sonication or surfactant and co-treatment with both. The results showed that treatment with either sonication or surfactant increased the percentage of resistant bud formation and transient expression efficiency. The highest percentages were acquired and significantly improved when cotyledon node explants were co-treated with sonication for 2 s and surfactant at 0.02%(v:v) using two different soybean genotypes, Jack and Zhonghuang 10. The improved transformation efficiency of this combination was also evaluated by development of herbicide-tolerant soybeans with transformation efficiency at 2.5–5.7% for different genotypes, which was significantly higher than traditional cotyledonary node method in this study. These results suggested that co-treatment with surfactant and sonication significantly improved the percentages of resistance bud formation, transient expression efficiency and stable transformation efficiency in soybean.     

小麦规模化转基因技术体系构建及其应用

在主要农作物中,小麦属于遗传转化比较困难的作物,转化效率较低,重复性较差,转化规模较小,优良转基因材料较少,基因工程育种进程明显落后于大豆、玉米、棉花、水稻等作物。目前,应用于小麦中的转基因技术主要包括基因枪介导法和农杆菌介导法,有些实验室也采用花粉管通道、离子束注入、激光微束穿刺、PEG、花粉介导和农杆菌浸花等方法。在外植体利用方面,多数研究主要利用小麦幼胚及其愈伤组织作为起始转化材料,以成熟胚、幼穗、花药愈伤组织为材料转化成功的报道还比较少,需要进一步探索。在转化效率方面,基因枪报道为0.1%-16.7%,农杆菌报道为0.7%-44.8%,变化幅度较大。在目标基因转化方面,除了nptⅡ、bar、hpt、GUS、GOX、pmi、ALS等筛选基因和报告基因外,转化的功能基因主要涉及小麦品质、抗病性、耐旱性、抗蚜虫和抗除草剂等性状改良。农杆菌介导和基因枪介导转化小麦幼胚的转化效率除与受体基因型有关外,还与受体材料的生理状态有关,供体植株生长期间的温度条件、光照条件、营养条件和水分条件对转化效率有至关重要的影响,开花到幼胚取样期间适宜的昼夜温度有利于转化后胚性愈伤组织诱导和候选转基因植株的获得。从整体水平看,中国小麦转基因技术研究虽然取得了较大进展,如建立了小麦成熟胚高频率再生体系并应用于小麦转化,改进了小麦幼胚再生体系和转化体系,将一批抗病、耐旱和品质改良相关基因转入小麦,初步建立了小麦规模化转基因技术体系,但与国际先进水平相比,尤其与一些跨国生物技术公司相比,在转化规模和转化效率方面仍然存在较大差距。认为转化效率较低、基因型依赖性强、人工气候条件不够先进、转化队伍不稳定是限制中国小麦规模化转基因技术发展的瓶颈;建立主栽品种转化体系、提高转化效率、开展多基因转化、开发安全型转化技术、避免载体骨架序列插入、减少基因沉默、实现定点整合等是小麦转基因技术研究的发展趋势;通过对组织培养技术、植株再生和转化相关基因的研究,以及优良受体基因型筛选、培养基改良和各个转化影响因素的优化、集成等,克服农杆菌转化小麦的瓶颈,提高小麦转化效率,扩大转化规模。文章重点综述了基因枪和农杆菌转化技术在小麦中的应用和发展,回顾了近5年中国小麦规模化转基因技术研究进展,对于促进转基因小麦新品种培育和小麦功能基因组学研究具有一定参考价值。     

水稻基因遗传转化方法研究进展

介绍水稻遗传转化方法的发展历程和科研成果，为水稻遗传转化体系的研究和应用提供借鉴。从生物介导转化法和非生物介导转化法2类方法出发，介绍各种转化方法在水稻上的首次报道和重要进展并进行了展望。生物介导转化法中，农杆菌Agrobacterium介导转化法通过侵染种胚、稻穗、愈伤组织和茎尖进行转化，种胚及其诱导的愈伤组织作为材料的转化体系较为成熟，稻穗和茎尖转化法则操作简便、转化再生周期短；此外，有研究尝试用根瘤菌Sinorhizobium和Rhizobium以及附着剑菌Ensifer adhaerens转化水稻。非生物介导转化法中，物理方法转化法(基因枪法、电击法、花粉管通道法和显微注射法)是较为传统的转化方法，基因枪法应用较为成熟，花粉管通道法则取得较多育种成果；介质介导转化法中，纳米材料的应用正逐步成为研究热点。水稻遗传转化体系的发展可从转化材料的筛选和优化介导转化的载体入手，同时将转化体系和DNA-free、单倍体诱导等技术结合起来，以提高转化效率和安全性，缩短转化再生周期。