The Application of TDZ in Enhancing Regeneration of Transgenic Plants

At present, transgenic plants are globally grown. Availability of a reliable regeneration system predominantly from a single transformed cell is the prerequisites for gene transfer, but regeneration is still a key problem （Wenzel, 2006）. The application of genetic modification technology in plants is closely related to the efficiency of the regeneration protocol. Shoot formation is oilen enhanced by the combination of auxins and cytokinins. TDZ （Thidiazuron, N-phenyl-N＇-1,2,3-thiodiazol-5-ylurea）, a non-purine, has been shown to promote differentiation of organized centers of growth in cultured tissues at much lower concentrations, and shoot regeneration occurs with an efficiency comparable to or greater than that of other cytokinins （Fiola et al., 1990）. By addition of TDZ, a series of plants which were difficult to culture in vitro or less sensitive to plants growth regulators obtained somatic embryos and regenerated plants, some of them have become the eminent transformation system for genetic engineering. TDZ has been reported to be very efficient in stimulating adventitious shoot production in several recalcitrant plants. TDZ is considered as a potential growth regulator for in vitro shoot regeneration and somatic embryogenesis of several crops. This review summarized how the new growth regulator TDZ to affect the regeneration of transgenic plants.     

转基因植物中选择标记基因的控制策略

近年来,转基因植物中的选择标记的安全性问题引起公众关注,如何消除选择标记,培育无选择标记基因的转基因植物已成为基因工程研究的热点。本文系统介绍了通过共转化、转座子、染色体内重组和位点特异性重组消除选择标记及用正向选择标记基因代替负向选择标记基因手段培育无选择标记的转基因植物的发展策略。     

抗阿特拉津(Atrazine)转基因大豆植株的田间检测表现

地面(出苗前)或植株(幼苗分枝期)喷施Atrazine液后,从田间观测及考种结果看,未导入抗性基因的大豆对照株受害严重,或枯死或严重减产;导入抗性基因的大豆植株后代F_4、F_5代基本不受影响,单株产量与未喷液的对照株相近或略高。这显示了导入的抗性基因对Atrazine的抵抗作用。通过喷施Atrazine已筛选出了多个抗性较强的株系,有望从中进一步筛选出抗性稳定的株系,用到大田生产。     

安全选择标记和无选择标记转基因技术研究进展

转基因植物中选择标记的存在是影响转基因植物安全的重要因素之一。目前主要从两个方面来解决转基因植物中选择标记的安全问题,一是选用安全的选择标记,二是构建无选择标记或标记删除转化系统。对目前几种重要的安全标记和无选择标记转基因技术的最新研究进展进行了综述,并对这些技术在转基因植物研究中的应用前景进行了展望。     

转基因植物对农业、农民和生态发展的意义

转基因植物商业化生产10年以来,尽管遇到各种各样的阻力,仍以前所未有的速度发展。长期积累的数据表明,在经济利益上,采用转基因植物的农民获得了显著的经济效益。由于采用转基因植物,农药特别是高毒农药使用量减少,减少了农田环境和水环境的化学毒素毒物的残留。由于转基因抗虫植物虫害减少,在粮食产品中有害微生物及其毒素毒物残留大大降低。这表明,在现有技术基础上,转基因植物商业化有利于农民生活质量的提高和环境的改良。     

波动性不对称:转基因植物安全性评价的生态指标

转基因作物的商业化释放为目标害虫的抗性进化和非靶标生物的种群质量提供了高强度的选择压力，而波动性不对称（ＦＡ）的水平可用来指示某一种群对这种环境压力的进化和适应能力。ＦＡ方法比常规的生活史参数更加灵敏，而且可将环境压力的影响定量化，同时其测定和分析都比较简单，不需要昂贵的设备和试剂，使研究和监测成本大大降低。因此，ＦＡ是一种方便易用、经济快捷的生物监测工具，可作为转基因植物所造成的生态压力的早期预警指标。本文综述了国外进化生态学研究中有关ＦＡ的进展及在我国开展ＦＡ研究的科学意义和应用前景。     

The release of transgenic plants from containment, and the move towards their widespread use in agriculture

Summary The use of transgenic plants in breeding makes it possible to utilise a wide variety of novel genes from unrelated plants, microbes and animals. Because of the diversity of genes that have now become available for modifying crop plants, it is agreed internationally that there should be a risk assessment before transgenic plants are grown outside the laboratory or glasshouse. Various aspects are considered in a risk assessment including any non-target effects of the transgene, changes in plant persistence and invasiveness, and the possibility of movement of the transgenes to wild populations by cross pollination. It is generally argued that the need for risk assessment and regulation should be determined by an analysis of certain products of transformation, rather than a risk assessment being required for all plants modified by the process of transformation. A possible consequence of considering the product only, however, could be that some of the products of conventional breeding may need to be assessed by the risk assessment procedures developed for transgenic plants. There are discussions with interest groups on the use of transgenic plants in the environment and in food products. It is likely that some form of labelling will be required for certain foods containing ethically-sensitive genes. There is little doubt that transgenic plants will make a significant contribution to agriculture in the coming decades. Developments in the patenting of genes, release regulations, food labelling, consumer reaction etc., will influence the rate of progress and should be considered in the strategic planning of plant breeding programmes.     

双抗TMV＋CMV辣椒转基因工程植株的再生及抗病毒鉴定

在构建的ＴＭＶｃｐ和ＣＭＶｃｐ双价表达载体和建立辣椒高效转化体系的基础上上农杆菌介导法转化辣椒栽培品种农大４０和湘研一号，对５２个抗卡那霉素再生植株进行杂交鉴定，结果１６株为ＴＭＶｃｐ和ＣＭＶｃｐ阳性，而ＰＣＲ检测发现其中２株为假阳性株，进一步温室攻毒试验表明有７个阳性转基因植株对ＴＭＶ和ＣＭＶ同时表现为免疫。     

W6基因的过表达提高转基因烟草的耐盐性

W6基因是由普通小麦地方品种小白麦cDNA文库中克隆获得的ERF类转录因子, 属于ERF IV家族。将W6基因构建在由组成型CaMV35S强启动子控制的双子叶转化载体pBI121上, 通过农杆菌介导法将其转入烟草新华1号。利用RT-PCR技术分析W6基因的过量表达对下游抗性基因表达水平的影响, 并测定高盐胁迫下转基因烟草的SOD酶活性和叶绿素含量。结果显示, 所检测的转基因烟草阳性株中W6基因均有不同程度的表达, 其耐盐性明显提高。W6基因的表达诱导并增强了含有GCC box的PR(pathogenesis-related)基因和含有DRE/CRT元件的COR/RD基因的表达。在高盐胁迫下, 转基因烟草的SOD酶活性和叶绿素含量明显高于对照。W6基因既能诱导抗病相关的PR基因表达又能诱导与提高非生物胁迫能力的COR/RD基因表达, 可能与生物胁迫和非生物胁迫相关, 证实转录因子W6参与了耐盐胁迫相关基因的调节, W6基因的过表达提高了转基因烟草的耐盐性。     

烟草叶绿体转化载体的构建及转基因植株的获得

选择烟草叶绿体基因组同源片段ｒｐ１２－ｔｒｎＨ－ｐｓｈｂＡ和ｔｒｎＫ－ＯＲＦ５０９Ａ,及ａａｄＡ抗壮观霉素基因,构建烟草叶绿体转化载体ｐＴＲＺ,制备ｐＴＲＺＤＮＡ金粉子弹,通过基因枪轰击烟草幼苗叶片,经壮观霉素筛选获得了愈伤组织和转化再生植株,对烟草叶绿体转化植株进行ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分析,结果证明其中Ｎｏ１３,１６,２３为整入了外源ａａｄＡ的叶绿体转基植株,同时其子代呈现壮观霉素抗性ａａＤ     

转基因作物的生物安全：基因漂移及其潜在生态风险的研究和管控

转基因作物品种在商业化推广的20多年间发展迅猛,在保障食品供应、拓展农业功能、缓解资源约束、保护生态环境等方面做出了卓越贡献。在创造巨大经济、环境和社会效益的同时,转基因作物的生物安全问题也引起了全球的广泛关注和讨论。其中,难以准确预见的外源基因通过基因漂移逃逸至非转基因作物及其野生近缘种,进而导致潜在的生态风险就是国内外学者的研究热点。围绕基因漂移的机制及其生态风险、风险评估、控制措施等问题进行介绍和讨论,并展望转基因生物技术的发展趋势。     

抗虫棉生长发育过程中Bt杀虫基因及其表达的变化

目前已商品化生产的国内外抗虫棉品种在生产上均存在“苗期抗性强,后期抗性减弱”的现象。从DNA、mRNA和蛋白质3个水平上对双价抗虫棉139-20 R4代植株中Bt杀虫基因及其在整个生长发育期的时空表达进行了系统研究。研究结果表明,Bt杀虫基因在抗虫棉中的表达具有时空特异性。同一组织,Bt杀虫蛋白含量在整个生长发育期呈动态     

新疆转基因棉花育种研究现状

本文简述了新疆转基因棉花育种现状，比较分析了主要转基因棉品种在新疆的表现及存在的主要问题，提出了新疆转基因棉育种的方向和加快转基因育种进程的建议。     

转水稻OsSIK1基因玉米植株的获得及抗旱性分析

类受体激酶基因Os SIK1具有通过激活抗氧化系统,增强水稻对于干旱和盐胁迫抗性的作用。为了丰富可利用的作物抗旱基因,获得具有较高抗旱水平的玉米新种质,通过超声波辅助花粉介导法,将水稻类受体激酶基因Os SIK1导入玉米自交系郑58中,并对转化株进行卡那霉素筛选及T1、T2、T3的PCR及Southern Blotting杂交等分子检测,获得转化植株并在T3获得转基因纯合株系。对T3转基因玉米和非转基因玉米对照以16.1%的PEG模拟水分胁迫进行抗旱性分析。结果表明,与对照相比,在水分胁迫处理下,转基因玉米株系叶片相对含水量提高了7.4%~19.8%,叶绿素含量提高了11.3%~106.9%,SOD活性上升45.8%~93.4%,而转基因玉米叶片的相对电导率下降了35.4%~58.1%,MDA含量下降了25.7%~50.4%,说明转Os SIK1基因玉米植株抗旱性得到提高,其中,5个转化株系与对照在抗旱性方面有显著差异,且生长状况明显优于对照。综上所述,研究最终获得5个转Os SIK1基因玉米株系,并证明导入水稻Os SIK1基因可以提高玉米植株的抗旱性。     

草甘膦生物抗性和生物降解及其转基因研究

草甘膦(N—phosphonomethyl—glycine，glyphosate)毒性作用机理是竞争性抑制莽草酸途径中的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(5-enolpyruvyl—shikimate—3—phosphate synthase，简称EPSP合成酶)的活性。EPSP合成酶是植物和微生物体内芳香族氨基酸(包括色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸等)生物合成过程中的一个关键酶。该酶由aroA基因编码。抗草甘膦微生物或植物中EPSP合成酶基因的核苷酸序列在相同或相近位点发生了突变。将编码EPSP合成酶的突变基因导入大豆和烟草等作物中，均能获得转基因的抗草甘膦作物。草甘膦的生物降解途径主要有两条，C-N断裂生成氨甲基磷酸(AMPA)或C-P键断裂生成肌氨酸(sarcosine)，然后两种中间代谢物进一步代谢为磷酸、甘氨酸和二氧化碳等。     

Production of Drought and Salt Tolerant Transgenic Cereal Plants

Genetic transformation of cereal plants is a powerful method for producing agronomically useful transgenic plants. Salt and drought stress result in substantial yield losses, which amounts to many billions of dollars each     

利用转基因番茄表达人酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)

迄今为止，在人类中已经发现了22个成纤维细胞生长因子(FGF)超家族成员。成纤维细胞生长因子不但能够促进包括成纤维细胞、内皮细胞、软骨细胞、平滑肌细胞、黑色素细胞等多种细胞的增殖，而且还能够促进脂肪细胞的分化，引发巨噬细胞和成纤维细胞产生白细胞介素6(IL-6)，刺激星形细胞的迁移，延长神经元的寿命。FGF在个体的发育、血管发生、造血、肿瘤发生中发挥重要作用，FGF是通过在细胞外与4种FGF酪氨酸受体蛋白激酶相互作用来实现其生物学功能的。人酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)是成纤维细胞生长因子超家族成员。来自于三个胚层的多种细胞都可以表达aFGF。aFGF在治疗帕金森综合症、急性脊柱扭曲性损伤、断指中神经功能重建、脑缺血、肾缺血、心肌梗塞、闭塞性脉管炎、视网膜缺血、胃溃疡及难愈合性伤口等多种临床应用方面具有巨大潜力。为了满足对aFGF这种价格昂贵的细胞因子的需求，本实验探索利用转基因植物表达aFGF。利用转基因植物大规模生产治疗性蛋白是一种非常有潜力的方法，这是因为此种方法安全、生产成本低、易于操作。我们构建的双元表达载体带有一个经过改构的人酸性成纤维细胞生长因子基因(afgf)，载体上的选择标记基因为manA，它使得转化过程中可以使用PMI这种不含抗生素及除草剂的选择系统。利用农杆菌介导的转化方法获得了afgf转基因番茄植物，并且通过PCR-Southern、RT-PCR证明了afgf在宿主基因组中的整合及表达。     

转抗稻瘟病基因水稻遗传和表达的初步研究

稻瘟病是水稻三大病害之一,长期的生产实践证明,水稻抗瘟性品种的选育和利用是防治稻瘟病行之有效的措施。溶菌酶是一个广泛分布的酶家族,并且具有几丁质酶的活力,能够分解细菌或真菌细胞壁组分中多糖的糖苷键,从而抵御病原菌的侵染。本文以转溶菌酶基因水稻的10个株系当代及其后代为研究对象,对其农艺性状以及它们对稻瘟病的抗性水平变化进行研究,并利用PCR检测来研究外源基因在转基因株系各世代中的分离规律。结果表明:在R0、R1代群体中农艺性状、外源基因分离情况比较大,在R2代群体中只有个别株系分离较大。在R0代群体中单株之间的表现差异可能是由外源基因插入的位点和拷贝数不同而造成的,R1代表现出来的群体差异要比当代更大,在R1代中的差异可能是由于当代植株中的外源基因是杂合型,分离世代造成的,在R2代群体中由于外源基因趋于纯合,群体中株系相差小,同对照水平接近。与未转化株系比较,转基因植株进行了苗瘟、叶瘟和穗茎瘟的鉴定,在转基因的两个品系中溶菌酶基因的插入整合提高了转基因株系的抗稻瘟病的能力。     

抗全蚀病、根腐病的转PgPGIP1基因小麦的获得与鉴定

全蚀病和根腐病是小麦(Triticum aestivum)重要的土传真菌病害。PgPGIP1是人参(Panax ginseng)的一种多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白,可以抑制部分病原真菌分泌的多聚半乳糖醛酸酶的活性。本研究人工合成了PgPGIP1基因,并构建PgPGIP1基因的单子叶植物表达载体pA25-PgPGIP1,通过基因枪介导法将其转入小麦品种扬麦18中。对转PgPGIP1基因的T₀至T₄代植株进行PCR、RT-PCR和Q-RT-PCR分析,并对其全蚀病和根腐病抗性进行鉴定。结果表明,PgPGIP1基因能够在4个转基因小麦株系中遗传、转录与表达。与未转基因的小麦扬麦18相比,4个转基因小麦株系对全蚀病与根腐病的抗性明显提高,说明PgPGIP1表达增强了转基因小麦对全蚀病与根腐病的抗性。     

表达bar基因的抗除草剂转基因甘薯的获得

用农杆菌介导法将bar基因导入甘薯主栽品种徐薯18的胚性悬浮细胞中,获得了抗除草剂的转基因植株.农杆菌菌株EHA105携带的双元载体pCAMBIA3300上含有bar基因.来自于徐薯18胚性悬浮细胞的直径为0.7～1.3 min的280个胚性细胞团用于遗传转化.共培养3 d后,首先在含有2 mg/L 2,4-D、100 mg/L Carb的液体MS培养基中培养1周,然后将胚性细胞团转移到添加2 mg/L 2,4-D、100 mg/L Carb 和0.3 mg/L PPT的固体MS培养基上进行选择培养.选择8周后,将获得的37个PPT抗性愈伤组织转移到添加1 mg/L ABA、100mg/L carb和0.3 mg/L PPT的固体MS培养基上,其中的34个愈伤组织诱导得到体细胞胚并发芽形成小植株,共获得了164株拟转基因植株.PCR分析表明,其中的123株为转基因植株.Southern blot和Northern blot分析表明,bar基因稳定整合到转基因植株的基因组中并正确表达.除草剂喷洒试验结果表明,转基因植株具有高度除草剂抗性.