转sck和hpt基因对水稻不育系及其组合农艺性状的影响

本研究以通过基因枪转化法获得的保持系D62BS-1、2为供体,不育系D62A为受体进行hpt、sck的杂交转移,获得转sck的不育系,并以转育成的不育系D62AS进行杂交配组,对它们进行了遗传表达、农艺性状、叶绿素含量、净光合速率、干物质生产特性、抗虫性的检测.结果表明:sck和hpt能够保持紧密连锁,杂交转移到杂种F1中,但也有极少数的hpt,sck没有实现转移;D62AS及其所配杂交组合的农艺性状、叶绿素含量、净光合速率、干物质生产特性基本保持不变;外源sck基因在杂种F2代按孟德尔单基因显性3:1的方式分离.钻蛀性螟虫危害的水稻白穗植株PCR均检测出阳性株.     

转基因水稻高世代农艺性状的表现

以转SCK基因和bar基因粳稻恢复系超优1号和转GNA基因和hyg基因粳稻保持系早花二号自交高代(恢复系T5,T6,保持系T4,T5)材料为试材,进行抗性筛选鉴定和农艺性状考察。结果表明:转基因恢复系表现高抗除草剂,对二化螟呈不同程度抗性;保持系表现高抗潮霉素,大部分株系低抗稻飞虱,个别高抗褐飞虱、白背飞虱,田间表现高抗条纹叶枯病;转基因不育系表现高抗潮霉素;外源基因导入粳稻恢复系和保持系并在高代稳定表达。转基因恢复系生育期、株高、穗长、穗颈节等性状有不同程度变异;保持系株高、穗型变异较大。转基因恢复系与转基因不育系配制的多元转基因杂交组合F1表现高抗除草剂和潮霉素,其他农艺性状表现与对照(非转基因组合)基本一致。对转基因水稻的安全释放进行了探讨。     

菜心核基因雄性不育系转育研究

以白菜核基因雄性不育系(简称核不育系)03S025为不育源,根据大白菜核基因雄性不育系“复等位基因遗传假说”设计转育方案,通过杂交、自交等方法,向菜心可育品系03S001(翡翠油青菜心)中转育核不育基因,获得了新的菜心100%核不育系及其相应的甲型两用系和临时保持系。     

小麦雄性不育系保持系过氧化物酶同工酶的比较研究

从小麦雄性不育系、保持系的10个不同组织、器官中共检测出8种过氧化物酶,在叶、芽鞘、根、节、节间、穗轴、叶鞘和芒中,不育系和保持系的过氧化物酶基本相同,说明这种酶由细胞核编码,但在花粉粒发育的3个不同时期,不育系与保持系间的过氧化物酶有明显差异,表现为不育系中的过氧化物酶同工酶多于保持系,这可能是由于不育系中细胞质不育基因对核基因的表达有调控作用,这种调控作用表现为不育细胞质基因的去阻遏作用,即不育细胞质基因可以去除细胞核中编码过氧化物酶基因的阻遏作用,使不育系中有更多的过氧化物酶基因得以表达,造成不育系中过氧化物酶同工酶多于保持系的现象.     

小麦K型不育系育性恢复基因的遗传分析

选用K型不育系豫麦3号、S43及其相应的保持系,与恢复系豫麦2号和豫麦49组配了不育系//保持系/恢复系、不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系三种回交群体,对小麦K型不育系育性恢复基因进行了遗传分析。结果表明,不同恢复力的恢复系携带的恢复基因对数不同,恢复力较强的豫麦2号携带2对主效基因,恢复力较低的豫麦49仅携带1对主效基因。此外,还有微效基因对育性恢复起作用,这种基因不仅存在于恢复系中,也存在于不育系（保持系）中。在K型细胞质背景下,不携带恢复基因的雄配子的传递率很低,而雌配子传递正常。     

甘蓝型油菜NCa细胞质雄性不育系统花药败育前期的基因差异表达

采用cDNA-AFLP技术研究了甘蓝型油菜NCa不育系、保持系和可育F1花药败育前期的基因差异表达谱。用224对引物对不育系、保持系及育性恢复F₁等3个材料的cDNA进行AFLP分析。回收、克隆可能与花药育性有关的差异条带,筛除假阳性,获得41条阳性差异条带（TDFs）;经测序、同源比对、功能预测,归并为35个非重复的TDFs。大多数TDFs在甘蓝型油菜中属首次报道。将已知功能的28个TDFs按其推测功能分为2大类10小类,82%的TDFs与细胞形态建成和降解、蛋白质合成、加工和转运、能量代谢、信号传导有关;基本涵盖花药发育相关的关键代谢过程。对其中7个TDFs基因进行了RT-PCR分析。结果表明,果胶甲酯酶基因和氨基酸通透酶基因都在不育系花蕾中大量表达,果胶甲酯酶基因在不育系叶片、保持系的花蕾、叶片中都没有检测到;而氨基酸通透酶基因有微量表达。驱动蛋白和乙醛脱氢酶主要在保持系花蕾中大量表达,而在不育系花蕾、叶片以及保持系叶片中都只有微量表达。玉米黄素环氧化酶（ZEP）和单脱氧抗坏血酸还原酶则在保持系花蕾、叶片和不育系叶片中大量表达,而在不育系花蕾中微量表达。花粉油体蛋白在不育系和保持系的花蕾中都有表达,不过保持系花蕾中的表达量约2倍于不育系花蕾;但是在两者的叶片组织中都没有检测到。本试验获得的差异表达基因对于了解油菜花药育性形成的调控机制提供了重要的分子信息。     

水稻质核互作雄性不育系选育的反向杂交法研究

不同的部分保持系可能存在不同的微效恢复基因,通过有性杂交,产生基因重组,能够获得完全保持系类型,但只有在不育细胞质中才能观察得到微效恢复基因是否存在以及它们的作用大小.反向杂交法以不育细胞质为选择背景,在杂交后代植株中直接观察到微效恢复基因的表达,获得的完全不育株,在一定程度上排除微效恢复基因,不育株再通过高温处理转换为可育后自交,来自不育株的微效恢复基因可以进一步排除掉,从而产生出没有(或很少)微效恢复基因的"亲本",利用该"亲本"高温处理后仍可转换为可育的特性,作为父本进行杂交或回交育种,在其后代中获得没有微效恢复基因的完全保持系.该研究为Cp 26不育细胞质源创造出了完全保持系.如果在田间鉴定出优异的完全不育株,对其进行单倍体育种(诱导孤雌生殖或花培),选择到没有(或很少)微效恢复基因的纯合不育株.再对其进行花培,筛选可育的突变体;或者利用纯合不育株的原生质体与一个已破坏细胞核的可育系原生质体融合,都可能得到具有纯合不育株细胞核和可育细胞质的保持系,而能够完善和改进反向杂交法.反向杂交法不但能够为所谓不能保持的不育细胞质源创造出保持系,而且有利于加强新不育系选育的目标性和预见性,提高不育系配合力和培育不同类型优异不育系.     

小麦K-型细胞质雄性不育系COI1基因的克隆与表达分析

COI1(coronatine-insensitive 1)基因是茉莉素信号传导中起关键作用的基因,与植物的抗病性、花粉育性密切相关。为探讨COI1与小麦K型细胞质雄性不育性之间的关系,本研究从小麦K型细胞质雄性不育系豫麦3号中同源克隆得到COI1基因的三个拷贝。该基因大小为2.8 kb,开放阅读框为1 761 bp,编码586个氨基酸残基的蛋白,含有COI1蛋白典型的F-box和LRR保守结构域。进化分析结果表明COI1基因的三个拷贝分别与来自小麦祖先种乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草和粗山羊草、大麦以及短柄草的COI1亲缘关系较近,而与拟南芥、大豆、黄瓜等的COI1亲缘关系较远。利用中国春缺体四体系统进行染色体定位分析,发现它们分别定位于小麦4A、4B、4D染色体上。对COI1基因在小麦品种中国春的根、茎、叶和幼穗中的表达模式分析发现三个拷贝呈组成型表达,但幼穗中Ta COI1A的表达量明显高于Ta COI1B和Ta COI1D。在不育系、保持系和F1代不同发育时期的花药中,COI1基因的三个拷贝在不育系单核期花药的表达量明显高于保持系,在二核期至三核期(不育系花粉败育的关键时期),Ta COI1B和Ta COI1D在不育系和保持系中的表达趋势一致,而Ta COI1A在不育系中的表达呈上调趋势,在保持系和F1代中的表达呈下调趋势,说明Ta COI1A基因在不育系和可育系(保持系和F1代)花药中的表达有明显差异,可能跟不育系的花粉败育有关。     

籼型红米雄性不育系红宝石的选育及其特性

为了对红米红宝石实现三系配套,回交转育了红宝石A,并对红宝石A进行了以下分析:不同细胞质来源的野败型不育系珍汕97A、印尼水田谷型不育系Ⅱ-32A、D型不育系D62A、G型不育系G46A、红宝石A(来源于D62A)育性基因具有等位性.而Bg1639、R527、R881、250(CDR22/Bg403)具有的恢复这几个不育系的恢复基因等位.通过考种分析,发现在每产量上红宝石A的F1杂种显著大于常规稻红宝石,最大每公顷能增产2 392.5kg,证明了红宝石A具有强的配合力和杂种优势,具有生产利用价值.     

大葱雄性不育系及保持系atp6基因的克隆及表达分析

为进一步研究atp6基因与大葱细胞质雄性不育的关系,以章丘大葱不育系和保持系作为本研究的实验材料,利用同源克隆的方法获得大葱atp6基因序列,并对其在蛋白质二级结构和生长发育各时期atp6基因表达量进行了比较。结果表明:不育系与保持系atp6基因开放阅读框第171碱基处存在一个A/T多态性位点,这一多态性位点使蛋白质二级结构的比例发生了轻微变化,但并未改变ATP6蛋白跨膜结构。利用实时荧光定量聚合酶链反应检测atp6基因苗期、抽薹期、开花期以及开花后期在根系和叶/花蕾中的表达水平,结果表明:在植株整个发育过程中,根系atp6基因表达量表现出先升高后降低的趋势,在开花期达到最大值,保持系是不育系的1.14倍;叶/花atp6基因表达量在整个生育期逐渐降低,苗期最高,保持系是不育系的1.96倍。     

转SCK基因水稻田间抗虫性评价

用转sck基因的M81、R527、C162、秋B、D62B系列水稻及对照,进行了田间抗三化螟性调查和评价。结果表明：与对照相比,用枯心指数和白穗指数作评价指标,所有转sck水稻在早造和晚造大田种植中对三化螟抗性均明显提高,达中抗以上,而对照均为中感或感级。而且评价指标枯心指数和白穗指数之间,早造和晚造之间所得结果较一致,在以后抗螟虫鉴定中可考虑选用枯心指数或白穗指数作指标,在早造或晚造进行。     

转基因抗虫水稻米质的研究

研究了转sck水稻及对照的稻米品质变化。结果表明：与对照相比,转基因株系的加工品质、粒长、糊化温度等指标没有明显变化,D62系列中表现出粒长/宽比增加、垩白度和垩白大小降低、胶稠度和蛋白质含量显著增加,总体表现趋好;而转基因M81的外观品质、胶稠度、蛋白质含量均下降,变差;C162S变化不大。     

转基因杂交水稻组合农艺性状及其育种利用研究

利用转sck高代稳定纯系水稻亲本进行杂交配组，并对所获得的组合及C162S01、C162S02亲本的农艺性状进行考察。与相应非转基因对照相比，C162S系列组合在株高、剑叶宽、千粒重较多组合出现变异，其余性状则只是有的性状、与个别母本组合出现显著变异，且C162S-1、C162S022株系所配组合变异规律基本一致，但也存在一定差异：C162S01、C162S02除有效穗数、单株粒重无显著变异外，其他指标均发生显著变异；M81S、D62AS系列组合，也只是少数性状且为极少数组合变异显著。     

转sbk和sck抗虫基因水稻的获得

转入多个抗虫基因是解决水稻抗虫的一条有效途径.本研究采用根癌农杆菌介导法将2个抗虫基因(sbk和sck)同时转入3个水稻品种中,通过一系列的分子检测(PCR和RT-PCR)分析,这2个基因已经成功转入3个水稻品种中并得到了表达;同时还获得1株不含抗生素筛选标记基因(hpt)和抗虫sbk基因,却含抗虫sck基因的转基因植株,命名为YJ27-5sck.用该植株作为供体,通过杂交将sck抗虫基因转育到另外5个水稻品种中且同样得到了表达,获得了不含筛选标记基因的转sck基因阳性植株.     

The integration and insertion site of GbVe1 gene in the genome of transgenic cotton (Gossypium hirsutum)

[Objective] The aim of this study was to obtain the flanking sequences of T-DNA in the transgenic cotton containing a GbVe1 over-expression cassette. [Method] The T-DNA insertion copy number in the transgenic GbVe1 cotton was analyzed by southern blot. Flanking sequences of the transgenic lines with putative single T-DNA insertion copy were obtained using high-efficiency Thermal asymmetric interlaced polymerase chain reaction (hiTAIL-PCR). The T-DNA insertion sites were further confirmed by PCR with specific primers. [Result] RB-flanking sequences (119-1 018 bp) and LB-flanking sequences (243-516 bp) were obtained from three transgenic lines with low copy number of T-DNA insertion. The AT content was more than 63% in these flanking sequences. A same single insertion site in the intron of Gohir.D01G157600.1 was found in the two transgenic lines 7/100826-152 and 12/100826-393, while two separated insertion sites, one also in the intron of Gohir.-D01G157600.1 and the other in the intergenic region of A12 chromosome, were found in the transgenic line 1/w-ch14. A deletion of 21 bp was found in the insertion site in the intron of Gohir.D01G157600.1. The T-DNA insertion in the intron of Gohir.D01G157600.1 was further confirmed by the specific PCR. [Conclusion] The flanking sequences of T-DNA in the transgenic GbVe1 cotton were obtained and the specific transformation event in the intron of Gohir.D01G157600.1 was further confirmed by PCR.     

抗根肿病甘蓝型油菜新品种华油杂62R的选育

我国油菜根肿病发病面积在66.7万公顷左右,约占总生产面积的10%,已严重威胁到油菜的安全生产。基于此,本研究以含有CRb抗根肿病位点的大白菜材料CR Shinki为供体亲本,以甘蓝型油菜国审杂交种华油杂62的父本Pol.CMS恢复系Bing409为受体亲本,通过杂交、回交及自交等育种程序,结合前景和遗传背景筛选,将CRb抗病位点导入到Bing409中。在BC3F2代获得了遗传背景高度接近Bing409且含CRb抗病位点的抗根肿病新恢复系Bing409R,进而成功选育了我国首个抗根肿病杂交油菜新品种华油杂62R。CRb抗病位点在甘蓝型油菜背景中表现为单基因显性遗传,根肿病抗性遗传改良的同时并未对Bing409R及由其配制的杂交种华油杂62R的产量、品质造成不良影响,Bing409R及华油杂62R对我国四川、湖北、安徽等地区根肿菌生理小种具有免疫抗性。本研究的开展为我国油菜抗根肿病育种提供了宝贵资源,为我国抵抗油菜根肿病的威胁提供了重要保障。     

大豆GmMYB12B2植物表达载体的构建及转化烟草

为研究大豆MYB转录因子-GmMYB12B2在转基因植物类黄酮代谢中的作用,利用吉林大学植物种质资源与利用研究室前期克隆的GmMYB12B2基因,以PPZP质粒为表达载体,构建了由组成型CaMV35S启动子驱动GmMYB12B2基因的植物表达载体PPZP-GmMYB12B2;然后,采用冻融法转入农杆菌EHA105菌株,通过叶盘法对烟草进行遗传转化。经PCR随机扩增鉴定9株转基因烟草,其中有6株是阳性植株,初步证明已获得转大豆GmMYB12B2基因的烟草。     

转基因小麦外源品质基因1Dx5表达的遗传研究

转基因小麦B72-8-11b中外源品质基因1Dx5表达量是内源相应基因表达量的6倍。利用小麦转基因品系为父本，常规品种鄂麦12、鄂麦18和日喀则8号分别为母本，配置3个杂交组合。采用SDS—PAGE技术，检测各组合亲本、F1、F2代的HMW-GS组成，研究转基因小麦B72-8-11b中外源品质基因1Dx5表达的遗传。结果表明：外源1Dx5基因有功能拷贝整合在1个位点，如同内源品质基因，遵从孟德尔遗传模式。这对育种选择策略的制订具有指导意义，也表明了基因枪转化法能够使得外源基因有功能拷贝整合在1个位点并能稳定传递。     

利用Bt基因和Xa21基因转化获得抗螟虫、白叶枯病的转基因水稻

利用水稻的愈伤组织作受体, 采用PIG基因枪法, 首先成功地将Bt基因[cryIA(b)]连同抗除草剂bar基因导入栽培水稻品种中国91, 选育出纯合稳定的株系T91系. 然后将T91系与黄淮区主栽品种豫粳6号杂交, 并辅以标记基因选择, 选育出纯合稳定、综合性状优良的转Bt基因株系C48. 利用农杆菌介导的转化系统将Xa21基因转入C48, 根据标记