农杆菌介导热激转录因子8基因转化大豆

环境胁迫严重影响作物的生长和发育,热激转录因子(heat shock factor 8,HSF)是一类在热应激反应中起重要作用的蛋白质,主要功能是在热休克基因的表达过程中与相应热激元件结合,启动基因的转录过程,最终促进热休克蛋白(HSP)基因的表达.本文将热激转录因子8(hsf8)基因构建在植物表达载体pCAMBIA3300中,以大豆子叶节作为受体,通过农杆菌介导法将hsf8基因导入品质性状优良的两个高产大豆新品系哈交5337和哈交5489中,最后获得转基因植株.在开展大豆遗传转化过程中,探讨了农杆菌介导大豆子叶节转化体系的影响因素,优化了转化条件.在共培养后,采用延迟筛选的方法来提高选择效率.并确定草胺磷筛选浓度为3.5 mg/L.获得转化质粒pCAMBIA3300-HSF8的转基因植株,其中T1代PCR阳性植株17株.采用Real-time PCR的方法对T1代抗性植株进行hsf8基因的转录水平的相对定量分析,确定9株较非转基因植株哈交5337表达量明显提高.有1株明显低于哈交5489的hsf8基因表达量.     

农杆菌介导大豆子叶节遗传转化的研究

直接以农杆菌转化系统为平台,以栽培大豆(Glycine max L.) 吉林35、中黄28、南农、铁丰29、铁丰30、开育12的子叶节为外植体,用LBA4404 农杆菌（含pPC-KSA质粒）研究了影响大豆子叶节转化的因素。结果表明,大豆品种之间转化存在着差异,吉林35转化率最高,平均转化率为2.16%,单次最高转化率达6.12%;中黄28次之,平均转化     

用根癌农杆菌介导法转化大豆萌动子叶节细胞

利用根癌农杆菌转化萌动大豆成熟子叶节获得了高频率的转基因大豆。从萌发12～16 h的大豆种子切取半片种子作为目标组织,对其子叶节组织进行伤处理后,接种于含有pGB载体的LBA4404农杆菌溶液。pGB载体含有除草剂（phosphinothricin, PPT）抗性基因bar和绿色荧光蛋白基因sgfp。将接种的外植体分别在含有3或5 mg/L PPT的芽诱导培养基、3 mg/L PPT的芽伸长培养基及2～4 mg/L PPT的根诱导培养基上进行了筛选。利用萌发5 d的外植体进行PPT浓度筛选的结果表明,芽诱导、芽伸长及根诱导阶段的PPT浓度分别为5、3及3 mg/L时,转化效率达到最大值,为5.3%。PCR和Southern杂交结果证实了外源基因稳定地整合在大豆基因组中。Northern杂交和GFP分析结果表明被整合的外源基因在大豆细胞中得到了稳定的表达。成熟植株对体外喷洒100 mg/L PPT溶液产生抗性。转化效率达8.9%。     

大豆热激转录因子GmHsFA1对高温和干旱信号的表达反应

本研究将热激转录因子GmHsFA1基因构建在植物表达载体pCAMBIA3300中,以大豆子叶节作为受体,通过农杆菌介导法将热激转录因子GmHsFA1基因导入到高产品种黑农53中,获得一批转基因株系。采用Real-time PCR的方法对各代株系GmHsFA1基因的转录水平进行相对定量分析,确定转基因大豆中热激转录因子GmHsFA1的表达量明显提高。利用转热激转录因子GmHsFA1大豆研究了高温和干旱胁迫下,大豆热激转录因子GmHsFA1应对高温和干旱信号的基因表达,生理生化特性,光合特性及产量性状的变化反应,采用胁迫系数与灰色关联分析相结合方法,对转GmHsFA1基因大豆的耐热性和抗旱性进行综合鉴定和评价。结果表明:转热激转录因子GmHsFA1大豆品系在高温和干旱诱导条件下,大豆叶片中GmHsFA1、GmHSP70、GmHSP22和GmHSP17.9基因的表达量明显高于非转基因受体黑农53,叶肉细胞中的脯氨酸含量和可溶性糖含量明显高于受体,丙二醛含量增幅较小,叶片的光合特性受胁迫变化较小,光合特性能力和产量性状表现高于受体,表明过量表达的热激转录因子GmHsFA1大豆植株的耐热能力和抗干旱能力得到明显的提高。     

农杆菌介导法将DREB2A基因转入玉米

通过农杆菌介导法将耐盐基因DREB2A转入玉米自交系H99以及杂交种H99×A188中,同时研究了农杆菌浓度、侵染时间和AS浓度等因素对转化效率的影响。研究表明:农杆菌菌液浓度在OD值为0.5~0.6时农杆菌感染能力最强,适宜的侵染时间为20min;共培养基中乙酰丁香酮(AS)的适宜浓度为150μmol/L。通过该优化体系获得的转基因植株110株,经PCR分析鉴定,其中5株表现阳性,初步证明外源基因已经整合到玉米基因组中。     

农杆菌介导法将海藻糖合成酶基因转入芦荟的研究

采用农杆菌介导法将海藻糖合成酶基因otsA导入芦荟,共培养后的芦荟外植体在含10~15 mg L^-1 G418筛选剂的MS培养基上经多次筛选和分化,获得了一定数量的抗性再生芽,对移栽成活的抗性再生植株进行PCR检测,表明otsA基因已经导入芦荟基因组中,转化率约为0.77%。Southern检测表明,目的基因在60%的阳性植株基因组中表现为单拷贝整合,进一步证明otsA基因已经整合到芦荟基因组中。气相色谱法测定转基因植株的海藻糖含量表明,转基因植株中的海藻糖含量为未转化植株的2.934倍,证明otsA基因在转基因芦荟植株中已得到表达。     

农杆菌介导棉花基因转化的研究

以棉花无菌苗下胚轴为外植体,通过愈伤组织培养,使供试的20个棉花新品种(系)中19个培养出体细胞胚或再生植株.在此基础上,选用易获得再生植株的邯93-2、邯无2031、衡无89-30、C201、C312,利用农杆菌介导转化Bt基因,抗卡那霉素愈伤组织诱导率约为50%,其中约40%表现GUS阳性.从邯93-2 GUS阳性愈伤中获得再生植株,其50%呈GUS阳性,且Bt基因的导入经Southern杂交验证.     

关键因子对棉花利用农杆菌介导法导入外源基因的影响

用5～6d的棉花无菌苗下胚轴切段与农杆菌共培,将Bt基因和tfdA基因导入棉花。菌株质粒中GUS基因为标记基因,NPTⅡ基因为选择基因。在含有0.1mg/L2,4-D和0.1mg/LKT的MS培养基上共培48h,转移到添加头孢霉素500mg/L、卡那霉素50mg/L培养基中诱导和筛选抗性愈伤组织。70～80d时,进行GUS检测,选择GUS阳性愈伤组织,经体细胞胚     

农杆菌介导大豆不同外植体遗传转化研究

以MYB转录因子GmPHR1为目的基因,冀豆12、冀豆16和绥农14为转化受体,比较农杆菌介导大豆不同外植体的遗传转化技术,为大豆转基因育种提供技术支撑。结果表明,以茎尖转化系统的不定芽诱导率、植株再生率和转化效率最高,且对基因型的依赖性最小,但由于对抗生素的敏感性较差,因而存在一定程度的假阳性;其次,以胚尖转化系统的不定芽诱导率、植株再生率和转化效率较高,对基因型的依赖性较小,同时对抗生素的敏感性较强,因而是一种较为理想的转化系统。而子叶节、下胚轴转化系统则表现出不定芽诱导率、植株再生率和转化效率均较低,且存在较强的基因型依赖性等不足。同时,利用上述4种转化系统,获得了3个供试大豆品种的转基因T1植株。     

农杆菌介导法将高赖氨酸蛋白基因sb401导入水稻

培育高赖氨酸的水稻品种是提高稻米营养品质的重要途径。本研究利用农杆菌介导法将水稻胚乳特异表达启动子PGlu驱动的马铃薯花粉特异水溶性蛋白基因sb401导入粳稻品种日本晴和籼稻恢复系501R的幼胚愈伤组织中,以期提高水稻胚乳中赖氨酸的含量。经PCR检测,从70株T0再生植株中筛选出18株转基因植株(日本晴13株,501R5株)。对转基因植株的Southern blotting分析表明,sb401基因已经转入并整合进了水稻基因组中。测定10株T0代转基因植株成熟种子的总蛋白含量和赖氨酸含量,结果表明,有8株的总蛋白含量,5株的赖氨酸含量皆提高了20％以上;其中,8号样品(日本晴转基因植株)的种子总蛋白含量和赖氨酸含量分别为10．5％和0．383％,与对照相比分别提高了32．74％和35．34％,表明sb401基因在大部分转基因植株中的翻译水平上得到了比较有效的表达。     

利用农杆菌介导法将查尔酮合酶基因导入大岩桐

本项研究通过植物基因工程技术,以改变花色为目的,对花卉进行遗传改良,以期产生新的花色品种,来改变现有花卉花色单一、品种缺乏的现状,丰富我市花卉品种资源。在应用转基因技术进行定向改良花色的研究中用的最多也最成功的基因就是:查尔酮合酶基因。查尔酮合酶(Chalconesynthase,CHS)是花色素合成途径中的一个关键酶,它在植物中表达的量可能影响花的颜色。本项目以查尔酮合酶(Chalconesyn-thase,CHS)基因作为目的基因,以大岩桐为研究对象。具体从矮牵牛(Petuniahybrida)特定发育阶段的花瓣的cDNA中,克隆到查尔酮合酶基因CHSA,进行质粒的重组后,插入到含有花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子的植物中间表达载体中pBI121中,转化农杆菌LBA4404。通过农杆菌介导法(之叶盘法)遗传转化大岩桐,具体过程如下:农杆菌LBA4404pBI121chsA的培养→农杆菌与大岩桐叶盘共培养→脱菌筛选→抗性芽的扩繁与继代培养→抗性株的生根筛选→移栽成活。经过研究,成功地得到大岩桐转化植株,其中8个株系的转基因植株经PCR检测呈阳性,证明外源基因已整合进入受体植物。有一株玫红品系植株的花瓣上出现了白色的不规则斑点。     

大豆抗病基因同源序列的克隆与分析

本研究根据已知抗病基因的NBS保守序列区设计4对简并引物和1对特异引物，以大豆农家种兴县灰布支黑豆为材料，应用PCR方法获得了11条来自基因组DNA的RGA序列和2条来自cDNA的RGA序列，序列长度在500—633bp之间，其中8条来自基因组DNA和2条来自cDNA的RGA序列已在GeneBank登录(登录号为：AF305388—305392，AY008380—008382，AY048863-AY048864)。13条序列都不同程度的含有NBS保守区的P-环(GGVGKTT)、kinase-2(VLDD)、kinase-3(GSRII)及跨膜区GLPL等特征序列结构，由此推导出的氨基酸序列同已知抗病基因L6、RPMl、SRPS2、N编码的氨基酸序列表现出从25％——42％的同源性。本研究克隆的RGA序列根据其相似性可分为4组，与已发表的大豆抗病类似基因(RLG)具有较高的相似性。     

一个大豆孢囊线虫抗性相关基因RGA的克隆

大豆是主要的油料作物,起源于中国,在我国种质资源十分丰富。大豆孢囊线虫(SCN)(HeteroderoglycinesIchinohe)是一种土传的定居性内寄生线虫,不易防治,常引起大豆黄萎病等病害,是大豆生产上危害最大的病害之一。大豆孢囊线虫病生理小种多达十几种,在我国,大豆孢囊线虫病病原主要为3、4号生理小种。大豆抗孢囊线虫的研究一直是世界上大豆抗病育种研究的热点之一。在本课题的前期研究中,根据已克隆的植物抗孢囊线虫病基因的保守序列设计引物,对经常规鉴定为抗(感)孢囊线虫3号生理小种的15个大豆品种基因组DNA进行PCR扩增,在大豆抗病品种中获得一条大豆抗孢囊线虫的特异条带。本研究在此基础上利用该对引物,对高抗孢囊线虫3号小种的北京小黑豆基因组DNA进行扩增,并克隆了特异扩增片段,命名为RSCN3,经测序及BLAST分析,发现其DNA序列与GenBank、EMBL、DDBJ、PDB中的大豆似受体激酶RHG4、水稻TMK(leucinerichprotein,receptor-likekinase)基因等均有80%以上的同源性。根据该DNA序列推测其氨基酸序列,在其序列中共找到21个亮氨酸,将该序列与蛋白质序列同源性进行比较,结果发现与植物中的受体激酶、富含亮氨酸重复的蛋白激酶有较高的同源性。因此推测RSCN3克隆片断为一个与受体激酶有类似作用的抗病相关基因的RGA,并将该序列登录到GenBank中,登录号为:AY580161。     

利用大豆分子连锁图定位大豆孢囊线虫4号生理小种抗性QTL

大豆孢囊线虫 (SCN ,HeteroderaglycinesIchinohe)是一种土传的定居性内寄生线虫 ,是引起大豆黄萎病的病原 ,是大豆生产上危害最大的病害之一。SCN的生理小种多达十几种 ,在我国大豆孢囊线虫病原主要为 4号生理小种 ,它是现有生理小种中致病力最强的小种。经典遗传学研究已经确定大豆孢囊线虫抗性基因由 1- 4对核基因控制 ,估计有 10个以上的抗性座位。近年来分子标记技术及QTL定位方法的发展为深入研究该病害的抗性遗传规律提供了有效的手段 ,这对加速我国抗大豆抗孢囊线虫新品种培育具有重要意义。本研究以晋豆 2 3×ZDD2 315组合F2 群体 (2 5 3个单株 )为试验材料 ,其中灰布支黑豆 (ZDD2 315 )是我国山西省农家品种 ,对大豆孢囊线虫 4号生理小种表现为高抗。利用塑料钵柱法进行SCN抗性鉴定 ,构建大豆孢囊线虫抗性主座位所在区域的分子图谱 ,并进行SCN的QTL定位及遗传效应分析。根据已发表的大豆A和G连锁群的分子遗传图谱 ,应用BSA法 ,获得了 8个与SCN4号生理小种抗性基因相关的SSR标记 ,它们是Satt0 38(176bp/ 182bp) ,Satt30 9(130bp/ 135bp) ,Satt6 10 (2 4 0bp/ 2 2 2bp) ,Sat_14 1(189bp/ 184bp) ,Satt187(30 0bp/ 2 5 0bp) ,Satt315 (2 5 3bp/ 2 4 8bp) ,Satt6 32 (2 86bp/ 2 90bp)和Sat_16 2(2     

热激和外源激素处理影响大豆花荚离层组织HSP70基因表达

本研究通过热激(43～45℃)和2种外源激素吲哚乙酸(IAA)、乙烯利对6个大豆品种的花荚期植株进行单一处理和复合处理,研究不同处理对大豆HSP70基因表达的影响。Northem杂交结果显示,单一热激处理时所有供试品种的HSP70基因表达量明显高于常温(30～32℃)处理组。用激素(IAA或乙烯利)单一处理时,所有供试品种的HSP70基因表达量与各自的水处理对照组无明显差异,当热激附加IAA(0．05～0．15g／L)复合处理时,所有6个品种的HSP70 mRNA转录量均高于各自的单一激素处理,而热激附加乙烯利(1～7ml／L)复合处理的作用效果较为复杂,HSP70基因的表达水平因品种而异。实验结果说明,热激处理能够提高大豆植株花荚离层组织HSP70基因的表达水平,外源激素(IAA或乙烯利)单独处理基本不能促进大豆HSP70基因的表达,但IAA处理能够加强热激对该基因的表达作用,表现协同效应,这种协同效应对于提高大豆抗逆性和降低花荚脱落率具有实际意义。     

河南栽培大豆的RAPD品种鉴定和聚类分析

用CTAB法提取了10个大豆品种总DNA,使用RAPD技术对其进行了品种鉴定和聚类分析。从73条随机引物中筛选出12条扩增出较稳定DNA条带的引物扩增这些品种总DNA,共扩增出67条带,大小0．2-5 kb,每种引物扩增出4-9条带;多态性条带共51条,多态性比例为76．12％。利用SPSS11．0软件所做的统计分析和聚类分析结果表明,10个品种间的相似系数在0．528-0．776之间,平均相似系数为0．641 6;可聚成3类:豫豆24号、周豆11号、周豆 12号、豫豆11号、周豆13号、豫豆6号,可聚为A类;中作98-3和豫豆15号可聚为B类;豫豆26号和豫豆22号聚为 C类。同一类品种间体现了一定的相关性。     

大豆中GmRAD与GmDIV基因的in silico鉴定及表达分析

RAD与DIV属于MYB转录因子家族成员,在金鱼草研究中发现它们对花对称性的形成起着重要作用。本研究利用全基因组信息鉴定了大豆中的GmRAD与GmDIV基因,分析了其蛋白的理化性质、二级结构,基因结构与其在染色体上的分布,并对其系统发生和表达方式进行了研究。研究表明:大豆中存在5个GmRAD基因和5个GmDIV基因,它们分别属于MYB家族的R1和R2R3类,分布在大豆的9条染色体上;进化分析显示GmRAD和GmDIV基因具有不同的进化历程,GmDIV比GmRAD基因更趋于单元发生;表达分析证明,GmDIV和GmRAD成员具有不同的表达模式,其中GmRAD3和GmRAD5以及GmDIV1、GmDIV3、GmDIV4和GmDIV5在花组织中有较高的表达。     

大豆重组自交系Jinf的构建及主要农艺性状和SSR基因型分析

本研究以晋豆23为母本，灰布支黑豆为父本，用“单粒混传”法构建了一个含有474个家系的F10代的大豆重组自交系Jinf。2002年本研究组对F8代RIL群体Jinf进行生育期、形态性状、产量构成及抗逆性等29个性状进行了观察记载和统计分析研究。所有观察性状在RIL群体Jinf中均表现有较大的变异范围，绝大部分性状呈连续变异、正态分布，且存在双向超亲分离现象，表明这些观察性状大都为数量性状由多基因控制。从表型分析初步认为各家系内部趋于纯合。本研究进一步选取了能覆盖大豆基因组的355对SSR引物对RIL群体Jinf进行SSR分析，212对SSR在亲本中表现有多态性，多态率为59．72％。212对引物获得213个座位用来评估大豆群体的遗传结构，各座位在群体中的多态性指数趋向于0．5，在0．375—0．500范围内波动。160个SSR座位(75．12％)在群体中呈1：1的分离比，53个SSR座位(24．88％)在群体中偏分离，SSR座位的杂异率在0—9．32％之间。分析还表明111个家系(94．07％)趋于纯合，其中31个家系(26．27％)完全纯合，而有7个家系的杂合率在15．31—42．72％之间。分析表明大豆RIL群体Jinf的各个家系的基因型组成父本灰布支的贡献率为51％，初步表明双亲对子代的遗传贡献基本上是平衡的。偏斜度(Skewness=-0．1052)与峰值(Kutosis=0．1597)及X^2检验表明群体的基因型组成分布呈正态分布。本研究初步认为，大豆RIL群体Jinf是一个遗传结构合理，适合于大豆遗传作图、基因定位等基因组研究和育种应用的RIL群体。