NPTⅡ基因和GUS基因在小麦遗传转化中的应用

对小麦遗传转化上常用的选择标记基因NPTⅡ的选择剂及GUS基因在幼胚愈伤组织中的转移进行了研究。结果表明用G418作为选择剂,浓度为20-30mg／L较为合适。幼胚愈伤组织与农杆菌共培养3d后,即可检测到GUS基因的瞬时表达。农杆菌LBA4404由500 mg／L羧卞青霉素抑制;EHA105、AGLI由500 mg／L头孢霉素抑制。而不能用卡那霉素。     

抗水稻条纹病毒安全表达载体的构建及遗传转化

构建了水稻条纹病毒（RSV）外壳蛋白（CP）基因RNAi载体pCMBIA1301+/-R,该载体在理论上可以获得无标记基因的转基因后代植株。在双菌双质粒体系中,比较了不同品种、重组农杆菌浓度配比对遗传转化效率的影响。结果表明：改进的转化体系最适合品种‘爱知旭’的转化,共转化效率达9.07%;推广品种‘武育粳3号’上也转化成功获得了转基因阳性植株（6.59%）。以‘爱知旭’为受体转化时,重组农杆菌E13R和E1301浓度比为3∶1时,共转化率最高（16.33%）,其次分别是2∶1（13.56%）、1∶1(9.09%),以1∶2时最低（5.97%）。通过T-1代自交分离和抗病性筛选,成功获得了无选择标记基因的转基因抗病毒植株16株,为抗RSV转基因水稻的安全释放奠定了基础。     

磺酰脲除草剂H1212对水稻愈伤组织的作用研究

以水稻愈伤组织的悬浮细胞作靶，在ＬＫＢ_２２７７生物活性跟踪仪上，在Ｈ_１２１２存在下检测了水稻愈伤组织悬浮细胞生长的热力学行为。试验表明Ｈ_１２１２对水稻愈伤组织的诱导率抑制作用明显，尤其对幼穗愈伤组织的诱导率的抑制作用极强。在脱化和再分化培养基中加有１０ｍｇ／Ｌ和２０ｍｇ／Ｌ的Ｈ_１２１２，水稻胚的诱导率为８３％和７７％，而水稻幼穗的诱导率仅为２．９％和０；对水稻愈伤组织悬浮细胞在不同浓度的Ｈ_１２１２作用下的热输出曲线测定，初步证实，Ｈ_１２１２抑制细胞的呼吸作用，进而使细胞诱导率受到抑制。     

水稻热休克蛋白HSP70基因克隆、表达分析及原核表达

为明确水稻热休克蛋白70（heat shock protein 70,HSP70）基因在逆境胁迫下的表达特征,以日本晴粳稻水稻品种为材料,通过基因克隆方法获得水稻HSP70基因cDNA全长序列,并采用生物信息学的方法分析其序列特征,利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,RT-qPCR）技术测定不同水稻组织、不同激素、不同温度以及不同逆境下HSP70基因的相对表达量,同时对其原核表达条件进行优化。结果表明,水稻HSP70基因全长1 950 bp,预测蛋白大小为71.18 kD,等电点为5.10,亚细胞定位于细胞质内,有较强的亲水性。水稻HSP70蛋白序列与香蕉HSP70蛋白序列的亲缘性较高;水稻HSP70基因表达具有组织特异性,在茎中的相对表达量最高,在根中最低;低温胁迫后,水稻HSP70基因在12 h内基因相对表达量相对稳定,在24 h时相对表达量达到峰值,为9.60;高温胁迫后,在较短时间内水稻HSP70基因显著上调并达到峰值,为79.10;激素吲哚乙酸、脱落酸和油菜素内酯均能诱导水稻HSP70基因表达;但在甘露醇模拟干旱和NaCl盐胁迫处理下,水稻HSP70基因的相对表达量呈现先升后降的趋势。水稻HSP70蛋白的最佳诱导温度是30℃,异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷最佳诱导浓度为1.2 mmol/L。     

大豆花叶病毒CP基因RNAi载体的构建及大豆遗传转化

为获得含有大豆花叶病毒（Soybean mosaic virus,SMV）CP基因干扰片段的转基因大豆新材料,对11个SMV流行株系的CP基因进行了核苷酸序列比对,采用GATEWAY技术构建了RNA干扰（RNA interference,RNAi）载体pB7GWIWG2（Ⅱ）-CPi,对重组载体测序比对,通过酶切以及PCR方法鉴定载体,并利用农杆菌介导的转基因体系进行大豆遗传转化。克隆出264 bp高度保守的CPi干扰片段,通过测序证实其与目标序列的匹配度达到100%;重组质粒经过XbaⅠ单酶切后出现783 bp和10 818 bp两条带,经过EcoRⅠ、Hind Ⅲ双酶切后出现2 256 bp和9 346 bp两条带,说明2个ccdB结合位点均被CPi取代;PCR反应得到474 bp和460 bp两条带,说明CPi以反向重复形式与pB7GWIWG2（Ⅱ）组合。共获得10棵T₀代转基因幼苗,经除草剂涂抹、PCR、PAT/bar转基因检测试纸检测后,6株为阳性,表明该方法可筛选出对大豆花叶病毒具有抗性的转基因大豆新种质,为SMV抗病育种工程提供良好的亲本材料。     

转抗蚜GNA基因苜蓿的研究

将雪花莲凝集素基因GNA插入双元载体pBI121中的GUS基因的上游,得到植物表达载体pLG66m。GNA与GUS基因构成融合基因,共用一个CaMV35S启动子。将该表达载体导入农杆菌LBA4404,得到LBA4404／pLG66m菌株。利用LBA4404／pLG66m菌株培养液直接浸泡萌动的苜蓿种子,组织学检测表明GUS在种苗上3 d的瞬时表达效率超过90％。待苜蓿长出第3片真叶后检测,GUS表达效率明显下降。GNA基因在种苗期间的短期表达也积累GNA毒蛋白在苜蓿体内的含量,为苜蓿在苗期抗蚜起到一定作用。     

非亲和性稻瘟病菌对水稻的诱导抗性

为研究稻瘟病菌Magnaporthe oryzae不同菌株间的相互作用,选择与单抗性基因系水稻IRBL5-M （携带抗性基因Pi5）表现为亲和性的菌株HN52与非亲和性的菌株HN119为研究对象,将其单独或混合接种到单抗性基因系水稻IRBL5-M中,并通过荧光显微镜观察接种后水稻叶鞘的发病情况及病斑面积,测定接种后水稻内相关抗性基因OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10、OsMAPK2的表达量以及活性氧的变化。结果显示,相较于单独接种亲和性菌株,混合接种后单抗性基因系水稻IRBL5-M病斑发病面积减少;混合接种中亲和性菌株HN52菌丝侵染能力降低,侵染菌丝细胞间扩展率显著降低73.13%;同时单抗性基因系水稻IRBL5-M中OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10和OsMAPK2抗性基因表达量显著增加,水稻叶片中活性氧含量增加,表明在菌株混合侵染过程中,非亲和性菌株可通过激发水稻的抗性反应来降低亲和性菌株对水稻的侵染程度。     

水稻主要抗瘟基因品系对江西省稻瘟病菌分离株系的抗性分析

为明确30个水稻抗瘟基因品系在江西水稻育种中的应用价值,利用2006—2012年分离自江西主要稻区的381个稻瘟病菌株,在抗瘟基因品系苗期喷雾接种,通过供试品系对稻瘟病菌的抗感反应来明确其抗病性。Pi-z^t、Pi-k、Pi-1（1）、Pi-z⁵、Pi-k（C）、Pi-k^p和Pi-9（t）7个水稻抗瘟基因对江西省稻瘟病菌群体表现出较高的抗性频率,其值分别为85.11%、82.95%、71.12%、68.69%、63.53%、62.61%和61.09%,且这7个抗瘟基因对ZG1、ZC15和ZB31小种的稻瘟病菌株的抗性频率均比其它小种菌株高。将抗瘟品系与稻瘟病菌接种反应结果转化为“0-1”模式进行聚类分析,7个抗性频率较高的抗瘟基因被划分为Pi-z^t、Pi-z⁵、Pi-9（t）和Pi-k、Pi-1（1）、Pi-k（C）、Pi-k^p两组不同的抗病类型品系。     

蛋白激发子基因peaT1植物表达载体的构建及其转化棉花的研究*

［目的］ 构建蛋白激发子基因 peaT1的植物表达载体并转化棉花品种‘CCRI24’。［方法］ 设计含有 PstⅠ和XhoⅠ酶切位点的引物,以质粒pET28a-peaT1为模板扩增得到 peaT1序列,将其通过中间载体pG4AS-cup克隆到植物表达载体pCAMBIA2300上,通过农杆菌介导法转化棉花品种‘CCRI24’,诱导并筛选抗性愈伤和胚性愈伤,通过PCR、southern杂交和RT-PCR检测筛选的棉株。［结果］ 构建了含有增强子和多联终止子的植物表达载体pCAMBIA2300-peaT1,获得了大量的胚状体和4棵再生苗并嫁接成活,验证了蛋白激发子基因 peaT1已经整合到再生苗2和4基因组当中。［结论］ 本研究为进一步开展蛋白激发子基因 peaT1转化棉花的研究提供了基础材料。     

薰衣草基因转化直接分化受体系统的建立

以法国孟士德薰衣草(Lavandula angustifolia cv. Munstead)的下胚轴和子叶为研究材料,通过高频再生系统的建立和抗生素敏感性实验,建立了薰衣草基因转化的直接分化受体系统.结果表明:下胚轴的不定芽分化能力比子叶更强,在IAA 0.1 mg·L-1 6-BA 1.0 mg·L-1条件下,10 d苗龄的下胚轴的出愈率和不定芽分化率分别为96.7%和36.7%;所得组培苗在1/2 MS基本培养基上生根率可达95%以上;确定了下胚轴适宜的抗生素筛选浓度,潮霉素的筛选浓度为10 mg·L-1,头孢霉素浓度为200 mg·L-1时即可有效抑制农杆菌的生长,同时又不会对薰衣草不定芽分化产生明显的伤害作用.     

我国北方稻区水稻条纹病毒分子变异和水稻品种抗病性分析

为了明确我国北方稻区水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)群体的分子变异和水稻品种的抗性情况,测定了2004年和2005年从我国6省9个地区采集的34个RSV分离物的外壳蛋白(coat protein,CP)基因的序列,并对其进行了分析,同时用强致病性江苏分离物(RSV-JS)对河南、安徽、山东、河北等省的25个推广品种进行了抗性研究。结果表明,供试RSV分离物间的核苷酸序列一致性和氨基酸序列的一致性分别在93.9%～100%和96.3%～100.0%之间。根据CP基因核苷酸序列一致性,所有分离物可以分为2组。云南4个分离物为一组,其余为一组。在第2组中各分离物CP基因的核苷酸序列和氨基酸序列的一致性与地域无必然联系。且在2年之内,RSVCP基因变异不大。抗病性鉴定表明同一分离物在不同水稻品种上表现不同症状。表现高抗(HR)的品种占供试品种的24%;60%以上的品种表现为感病,且不同水稻品种上表现不同症状。因此,我国北方稻区RSV的CP基因非常保守,但同一分离物在不同水稻品种上可能表现不同症状,不同水稻品种对RSV抗性有显著差异。这些结果为我国北方稻区水稻条纹叶枯病防治和抗病毒基因工程提供了理论依据。     

Biological control of rice blast by the epiphytic bacterium <Emphasis Type="Italic">Erwinia ananas</Emphasis> transformed with a chitinolytic enzyme gene from an antagonistic bacterium, <Emphasis Type="Italic">Serratia marcescens</Emphasis> strain B2

The gene chiA, encoding for the endochitinase ChiA, was cloned from Serratia marcescens strain B2, a tomato epiphytic bacterium, and introduced into the epiphytic bacterium Erwinia ananas NR-1, isolated from rice phylloplane. The gene chiA was introduced under the control of two types of promoter into a broad-host-range plasmid vector. The vector contained various fragments with promoter activity isolated from E. ananas chromosomal DNA. The constructed vectors were designated pchiA-V1pcf9 and pchiA-V1pcf53 for their respective promoters. E. ananas NR-1 transformed with either of these vectors produced and secreted ChiA. The antifungal activity of ChiA produced by transformed E. ananas NR-1 was demonstrated in vitro by the inhibition of Pyricularia oryzae germ tube elongation such as bursting of the hyphal tip. Transformed E. ananas NR-1 suppressed the incidence of rice blast caused by P. oryzae under greenhouse conditions; however, the magnitude of the suppressive effect depended on which promoter was used. Both transformants and the nontransformant E. ananas NR-1 survived on rice phylloplane. It is expected that the rice epiphytic bacterium E. ananas NR-1 carrying a chitinolytic enzyme gene is an efficient biological control agent against rice blast.     

水稻黑条矮缩病毒和水稻条纹叶枯病毒侵染下水稻qRT\|PCR内参基因的筛选

 病毒侵染通常会干扰寄主细胞的生理代谢过程,分析病毒侵染后寄主基因的表达差异,将为病毒与寄主之间的互作研究提供重要的分子基础。实时荧光定量PCR(qRT\|PCR)是目前基因表达分析中应用最广泛的方法之一,选择合适的内参基因对实验进行校正和标准化至关重要。但是,一些常用作内参的看家基因会受到病毒侵染的影响。本研究中,以感染水稻黑条矮缩病毒(Rice black\|streaked dwarf virus,RBSDV)和水稻条纹叶枯病毒(Rice stripe virus,RSV)的水稻总RNA为材料,利用qRT\|PCR技术和3个统计学软件探讨了10个常用内参基因在病毒侵染下的稳定性。结果显示,感染RBSDV和RSV水稻中表达最稳定的都是UBC和β\|TUB。因此,可选用UBC和β\|TUB组合作为分析RBSDV和RSV侵染过程的水稻内参基因。     

葡萄A病毒外壳蛋白原核表达及抗血清制备

 葡萄A病毒（Grapevine virus A,GVA）为线性病毒科（Flexiviridae）葡萄病毒属（Vitivirus）的代表种,是葡萄皱木复合病（rugose wood complex disease）的重要病原之一,可引起葡萄嫁接成活率下降、春季萌芽延迟、生长减弱甚至衰退死亡等危害\[1,2\]。GVA为线状单链RNA病毒,基因组共编码5个开放阅读框（ORF1\|5）,其中ORF4 编码外壳蛋白（coat protein, CP）,是病毒粒子包裹和系统移动所必需的功能蛋白\[3,4\]。GVA自然寄主为葡萄,机械摩擦可侵染本氏烟等草本寄主\[2\],由于嫁接和无性繁殖材料调运等因素造成该病毒远距离传播,目前在世界多个国家和地区均有发生。     

沿黄稻区水稻品种对水稻条纹叶枯病抗性评价

2007年和2008年在田间自然发病条件下, 鉴定了河南省沿黄稻区25个主要推广品种、育种高代品系对水稻条纹叶枯病的抗性。结果表明,在两个年份均表现为抗病的有5个粳稻（5/17）、3个籼稻（3/3）和2个旱稻（2/5）品种;但有4个品种（4/25）表现不一致。2007年17个粳稻品种中的11个表现为感病或中感（64.70%）,5个旱稻品种中2个表现感病或中感（40％）。2008年17个品种中有10个表现为感病或中感（58.80%）,5个旱稻品种中3个表现为感病或中感（60％）。 2008年对25个品种的病情变化和田间灰飞虱种群动态的调查结果表明,抗、感品种间的病情变化具有明显的差异,不同水稻品种间灰飞虱的虫口数量也具有显著的差异,但品种对水稻条纹叶枯病的抗性程度和灰飞虱的虫口数量并不完全一致。     

Positional effect of gene insertion on genetic stability of a clover yellow vein virus-based expression vector

The stability of the inserted genes in the viral expression vector varied depending on the sequence introduced and the position of insertion. Infectious cDNA to Clover yellow vein virus (pClYVV) was modified to insert a foreign gene at two independent sites: one, along with a polylinker, between the NIb and CP genes (pClYVV/CP/W) and the other between P1 and HC-Pro (pClYVV-Pst/CP). The green fluorescent protein (GFP) gene was inserted into either pClYVV/CP/W or pClYVV-Pst/CP. GFP gene was stably maintained and expressed in both vectors following serial passages in plants. Progeny viruses from both constructs accumulated in similar amounts and at rates of 70%–80% of that of the wild-type virus. On the other hand, progeny viruses carrying the human interferon- (hIFN) gene cloned in pClYVV-Pst/CP were genetically unstable owing to frequent deletions of the cloned gene during passage through plants. In contrast, the hIFN sequence cloned in pClYVV/CP/W was stably maintained in viruses after several passages in broad bean plants, and the progeny virus accumulated at the rate of about 50%–100% of that of the wild-type virus. The nucleotide sequence analyses indicated that the genetic instability of the inserted sequence results from homologous recombination of viral vector and inserted DNA sequences; it is not due to the inserted sequence alone.     

水稻条纹病毒不同地区分离物的致病性研究

 利用36个粳稻品种对来自江苏、云南、河北、山东等地的22个水稻条纹病毒(RSV)分离物进行致病性测定,根据各分离物在36个品种上的平均发病率,将参试分离物划分为HV、SH、MV、SL和LV 5个致病类型,致病力强弱为HV > SH > MV > SL > LV,其中MV和SL型占77%,表明RSV对粳稻的致病力中等偏弱。各致病型在地区间和年度间呈随机分布状态,暗示自然条件下特定地区的RSV为混合致病群。根据致病性测定结果同时将36个粳稻品种划分为免疫、抗、中抗、中感、感和高感6个抗感类型,其中中感和感病类型占70%,无高感和免疫类型,显示粳稻对RSV比较敏感但有一定程度的耐受性。根据试验结果筛选出11个具有鉴别能力的水稻品种,可对RSV分离物进行致病型鉴定。研究发现部分抗病品种对一些分离物表现为中抗~中感类型,接种量加大时可转为感病类型,由此提示各地在应用抗病品种防治水稻条纹叶枯病时应根据当地RSV致病型的差异,针对性地选用抗病品种,当灰飞虱超量发生时需及时做好治虫控病工作,并随时监测当地RSV致病型的变化,警惕品种抗性丧失。     

小西葫芦黄花叶病毒北京分离物的鉴定及其基因组3''端特性分析

在北京东郊自然感病的南瓜Cucurbita moschata上获得一病毒分离物（BJ-1），经生物学、血清学和分子生物学鉴定，确定为小西葫芦黄花叶病毒（Zucchini yellow mosaic virus，ZYMV）。为分析其基因组3’端特性，以发病叶片中提取的总RNA为模板，对基因组3’端进行RT-PCR扩增，产物克隆到pMD18-T栽体上进行序列分析，共测定了该病毒分离物包括全部CP基因在内的1269bp。该分离物CP基因由837个核苷酸组成，编码279个氨基酸。对包括该分离物在内的30个序列的760bp（含NIb基因3’端56bp和CP基因中的704bp）片段、NIb蛋白与CP蛋白的切割位点、蚜传必需基序的变异、寄主来源及地域来源进行了分析。结果表明，ZYMV不同分离物的基因分型与上述五个因素无明显关系。