湖南省第一个转基因水稻通过现场评议

湖南杂交水稻研究中心培育的“转基因抗除草剂杂交早稻恢复系Ｂａｒ 6 8及其所配杂交早稻香 12 5Ｓ Ｂａｒ 6 8” ,于 2 0 0 2年 7月 9日通过了湖南省科技厅组织的现场评议。这是湖南省育成的第 1个转基因水稻 ,标志着湖南籼稻转基因育种取得新的进展。该项研究以早籼稻两系恢复系Ｄ6 8为材料 ,采用基因枪法转化抗除草剂Ｂａｒ基因 ,获得稳定表达的转基因品系Ｂａｒ 6 8;用Ｂａｒ 6 8与香 12 5Ｓ所配的组合香 12 5Ｓ Ｂａｒ 6 8,也具有抗除草剂的特性。而Ｂａｒ 6 8与原Ｄ6 8、香 12 5Ｓ Ｂａｒ 6 8与香 12 5Ｓ Ｄ6 8在农艺性状、品质性状、…     

外源基因转水稻的途径、遗传行为和表达

随着分子生物学和转基因技术的快速发展,人类对外源基因在植物体内的遗传和表达有了进一步的认识。本文着重介绍了水稻转基因技术以及外源基因在水稻中的遗传、表达行为。     

应用单引物PCR获得以Bar基因为锚定基因的转基因水稻侧翼序列

 确定外源基因在水稻基因组上的插入位置,是转基因水稻研究的重要内容之一。为了建立一种简单、快速、准确的获取外源基因在水稻基因组上插入位置侧翼序列的方法,结合前人TAIL PCR引物设计的原则和经验,以转入水稻基因组中的Bar基因为锚定基因,设计了既能作为锚定引物又能作为随机引物使用的一系列单引物,应用这些单引物通过单引物PCR成功获得了外源基因在水稻基因组插入位点的侧翼序列。这种方法与目前较为常用的TAIL PCR相比,简化了70%左右的试验步骤,节省了60%以上的试验时间,是一种简便、快捷的获得未知侧翼序列的方法。     

转基因水稻后代中外源基因的遗传表达及其对非目标性状的影响

转基因技术是进行水稻品种遗传改良的一种新的技术手段。综述了近年来国内外转基因水稻后代目标性状的遗传表达及其影响因素、外源基因导入对水稻受体非目标性状的影响及其产生变异的原因、转基因水稻杂交配组应用等方面的研究进展。     

农杆菌介导的转ICE1基因提高水稻的耐寒性

利用农杆菌介导的转基因技术,成功地将通过RT PCR克隆的拟南芥ICE1基因导入垦鉴稻10号中,经PCR和Southern检测确认目的基因已整合到水稻基因组中。潮霉素抗性测定结果表明,与未转基因水稻相比,T1代表现出对潮霉素较高的抗性和孟德尔式的单位点遗传。抗寒能力检测结果表明,在同等低温胁迫条件下T1代转基因株系的死亡率明显低于未转基因对照。脯氨酸含量增幅明显高于未转基因对照。上述结果表明,转ICE1水稻提高了抗寒能力。     

转基因水稻中重组植酸酶的表达

为通过在转基因植株中表达植酸酶降解植酸来提高水稻中无机磷利用率,构建了由玉米泛素基因Ubi启动子控制的植酸酶基因植物表达载体,并以来源于水稻未成熟胚的愈伤组织作为转化受体,经农杆菌介导法将植酸酶基因导入水稻中,共获得15个独立的转基因株系。对转基因水稻总DNA的PCR和Southern 杂交分析证明目的基因已整合入转基因水稻植株基因组中,并能稳定遗传。对部分转基因水稻未成熟种子总RNA进行RT PCR分析,表明导入的植酸酶基因能够在转基因水稻种子中正常表达。无机磷含量分析表明含目的基因的转基因水稻种子及其后代叶片中的无机磷含量较未转化植株均有了明显的提高。     

几个转bar基因水稻外源基因的遗传学行为研究

利用春江03等4个品种的转基因株及后代稳定系进行遗传研究表明,bar基因作为一个显性单位已整合在水稻核基因组中,转基因株稳定系TR3、TR4、TR5、TR6对除草剂Basta的抗性均受1对显性基因控制,且4个转基因株稳定系间bar基因互不等位,不同位点的bar基因之间存在基因互作,表现为基因重叠作用。Southern杂交分析结果表明,TR5、TR6的bar基因整合位点互不相同,但可通过杂交育种重组到同一个水稻核基因组中。     

转Bar基因抗除草剂两系杂交早稻恢复系Bar 68-1的培育研究

通过基因枪转化方法将抗除草剂基因Bar转入早籼稻两系恢复系D68中,育成了转基因抗除草剂恢复系Bar 68-1和杂交早稻组合香125S/Bar 68-1;Southern杂交检测和除草剂抗性鉴定结果显示,它们具有抗除草剂特性并能稳定遗传。转基因抗除草剂杂交稻组合香125S/Bar 68-1和对照香两优68(香125S/D68)相比,株高显著降低,直链淀粉含量极显著降低,其它农艺、品质和产量性状没有明显变化。     

水稻抗虫基因工程研究新进展

水稻抗虫基因工程为防治水稻害虫开辟了一条崭新的道路。尽管目前已经有许多优良的抗虫转基因水稻株系(种)被批准进入中间试验或环境释放,但是其抗虫水稻基因还存在着许多令人不满的缺点,如外源基因的表达水平不高,转基因植株的抗虫持久性不长等问题。因此,本文对近年来水稻抗虫基因工程所取得的最新研究进展进行了比较全面的综述,特别是对目前已广泛用于水稻抗虫基因工程的Bt杀虫晶体蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因和外源凝集素基因等单基因策略进行了一一详述,并对水稻抗虫基因工程中的多基因策略进行了简单的介绍。     

GUS基因和NPTII基因在转基因花生后代的遗传研究

对β－ 葡糖苷酸酶（ＧＵＳ）基因在转基因花生Ｔ１－ Ｔ３ 代植株中的活性测定和ＮＰＴ ＩＩ基因在Ｔ３ 代植株中的活性和ＰＣＲ检测表明：Ｔ１ 代的ＧＵＳ基因为１ ∶１、３∶１ 等分离, Ｔ２ 和Ｔ３ 代ＧＵＳ基因符合３ ： １ 单基因显性遗传规律的植株数增加,１ ： １ 分离单株比例逐渐减少。从Ｔ３ 代中就可选择到ＧＵＳ基因纯合的单株,得到了４ 株遗传性稳定的单株,说明ＧＵＳ基因在转基因花生植株后代的遗传应属于单基因显性遗传规律。实验证明,位于同一质粒上的ＧＵＳ和新霉素磷酸转移酶（ＮＰＴ ＩＩ）基因,在转基因花生植株中表现为连锁遗传。     

转基因水稻经花药培养获得纯系的研究

 利用基于苯乙酸的一步成苗法,获得了来源于多个品种转基因水稻当代植株的花培苗上百株。对其中两个含bar基因插入的转基因粳稻当代植株京引119-B3和京引119-B4的花培植株及其后代进行了详细的研究分析。bar基因在所获得的单倍体和二倍体花培植株中均可正常表达出对除草剂Basta的抗性。PCR、Southern分析进一步证明导入的bar基因在绝大多数花培植株中没有发生变化。即使对粳稻京引119-B4这一有多位点插入的转基因植株,花药培养也可达到使外源基因一次纯合、后代不再分离的目的。结果表明对转基因植株进行花药培养可用于快速纯合外源基因以获得纯系。并就这一技术体系的技术要点进行了讨论。     

抗除草剂转基因水稻稳定系TR4的获得及其遗传研究

 用Bar基因通过基因枪法轰击京引119未成熟胚,得到抗除草剂Basta的转基因植株,经加代和选择得到抗除草剂的稳定系TR4,其基本农艺性状与京引119相仿。用TR4与4个粳稻品种杂交进行遗传分析表明,TR4的抗除草剂特性由一对显性基因控制,符合孟德尔遗传规律。该外源基因可通过有性杂交转育,在杂交稻和常规直播稻的选育上有较大的利用价值。     

转抗除草剂基因水稻与亲本的稻米理化特性及主要营养成分比较

对转抗除草剂基因水稻与原亲本稻米的理化特性和关键性营养成分进行了比较,发现在最高粘度、热浆粘度和冷胶粘度等RVA谱特征值上两者有显著差异,但在表观直链淀粉含量、胶稠度和淀粉粘滞特性的崩解值和消减值等淀粉食用品质方面基本相同;在粗蛋白、粗脂肪、总灰分、氨基酸和矿物质等关键性营养成分上不存在显著差异。表明在水稻遗传转化操作过程中,T-DNA插入并未显著改变原亲本的上述品质性状。     

转抗菌肽B基因和bar基因籼稻植株的再生

 运用基因枪法将含有bar基因和cecropin B基因的质粒pCB1导入籼稻品种特青的幼胚细胞,筛选后得到3株转基因植株。PCR检测和Southern杂交结果表明,外源基因已整合到水稻基因组中。转化当代植株表现出对Basta很强的抗性,同时也增强了对水稻白叶枯病的抗性。     

T5代γ-亚麻酸转基因大豆的遗传稳定性分析

利用PCR检测和标记基因抗性检测对表达γ-亚麻酸转基因大豆第5代植株的外源基因遗传稳定性及目的基因和抗性基因的分离情况进行了分析。结果表明:在20个转基因大豆株系中,有2个转基因大豆株系(TS824和TS825)只含有△6-fad基因而没有bar基因;7个转基因大豆株系(TS81、TS83、TS85、TS87、TS811、TS814、TS818)只含有bar基因而没有△6-fad基因;9个转基因大豆株系(TS88、TS89、TS810、TS813、TS815、TS816、TS817、TS819和TS820)既有△6-fad基因也有bar基因;2个转基因大豆株系(TS82和TS86)既没有△6-fad基因也没有bar基因。因此,△6-fad基因在部分株系中获得了稳定的遗传,同时有2个株系目的基因和抗性基因在后代中分离。     

Comparative analysis of the proteomic and nutritional composition of transgenic rice seeds with Cry1ab/ac genes and their non-transgenic counterparts

Nutritional assessment of transgenic crops used for human food and animal feed is an important component of safety evaluations. Profiling techniques, such as proteomics, are currently used as complementary analytical tools to detect the unintended effects of transgenic. We analyzed the proteomic profiles and nutritional composition of transgenic rice seeds containing the Cry1Ab/Ac protein to assess the safety of these transgenic seeds. We focused primarily on the effects of genetic modification and growth environment. By comparing proteomic profiles, we found that 21 proteins were up- or down-regulated as a consequence of environmental influence (WT01 vs. WT02). Similarly, 20 to 22 protein levels were differentially modulated in transgenic rice seeds in comparison to their non-transgenic counterparts (T01 vs. WT01; T02 vs. WT02). These latter changes may be due to the influence of growth environment and the insertion of a single gene into the rice genome. Based on the nutrient composition analysis (proximates, amino acids, fatty acids, minerals, vitamins and anti-nutritive components), we conclude that the nutritional quality of the rice from the transgenic lines was equivalent to that of its non-transgenic counterparts and that the effect of growth environment on the rice was no less than that of the single gene insertion.     

在蒙导条件下转bar基因水稻与无芒稗间的基因漂移

以转基因水稻Y0003和99-t为父本,无芒稗为母本,在蒙导条件下研究转基因水稻与无芒稗间潜在的基因漂移可能性。用光学显微镜观察了用不同方法（紫外灯照射,反复冻融,黑暗放置）制备的蒙导花粉蒙导条件下转基因水稻花粉在无芒稗柱头上的萌发生长情况,并与无芒稗自花授粉的情况相比较。结果表明,在供试的所有蒙导花粉蒙导条件下,两种转基因水稻的花粉在无芒稗柱头上虽能萌发,但花粉管扭曲成各种形状而不能进入无芒稗柱头。与无芒稗自花授粉的花粉萌发生长有极明显的差异。杂交也不结实。说明蒙导花粉不能克服转基因水稻和无芒稗的不亲和性,转基因水稻与无芒稗间基因漂移的可能性极小。     

小麦中转基因成分PCR与实时荧光PCR的定性检测低限

为了确定小麦转基因成分PCR和实时荧光PCR方法的定性检测低限,将转基因小麦B73与非转基因小麦(检测外源基因)、小麦与大米(检测内源基因)分剐进行质量分数配比后提取DNA用于测定相对检测低限,再将100%转基因小麦B73的DNA进行浓度稀释用于测定绝对检测低限,并应用已知的NOS、bar、ubiquitin,ui-dA(GUS)外源基因和肌Wx012、GAG56D内源基因的引物和探针时模板DNA分别进行PCR与实时荧光PCR扩增.结果表明,最终确定PCR方法检测小麦转基因成分的相对检测低限为0.1%(质量分数),绝对检测低限为0.5 ng/ⅡL;实时荧光PCR方法的相对检测低限为0.1%(质量分数),绝对检测低限为0.01 ng/μL.所确定的检测低限可满足国家对转基因产品的最低标识要求.