通过基因枪和农杆菌介导用BADH基因转化小麦

土壤盐碱是一种严重障碍作物生产的环境因子,甜菜碱醛脱氢酶BADH基因是一种重要的可赋予植物渗透调节抗性的基因。本研究用基因枪法及农杆菌介导法向小麦幼胚和成熟胚愈伤组织导入了BADH基因。用PDS-1000／HE基因枪轰击2933块幼胚愈伤组织,分化出了45株再生植株,分化率为1．53％。PCR分析表明,其中的5株为BADH基因转化植株。用PPT涂抹其叶片,进一步证实了PCR的结果。以小麦成熟胚愈伤组织为受体,用农杆菌介导转化1968块愈伤,仅再生出了5株绿苗,PCR检测结果均为阴性。但对其转化愈伤组织的PCR检测表明,外源基因已在受体细胞中实现了整合。以幼胚愈伤组织为受体,用农杆菌介导转化2933块愈伤,共再生出了21株绿苗。对其进行PCR检测,仅有5株为BADH基因转化植株。转化处理过的幼胚愈伤组织的绿苗再生率（0．72％）高于成熟胚愈伤（0．25％）。与对照相比,所有的转化植株均能够在0．5％NaCl（w／w）条件下正常生长,表明外源BADH基因已经整合并表达。     

抗草甘膦基因aroA转化陆地棉胚性愈伤组织的研究

为了建立以草甘膦为选择标记的农杆菌介导的棉花胚性愈伤组织转化体系,本研究将草甘膦抗性基因(aroA)转化陆地棉WC和YZ-1的胚性愈伤组织,分别以5 mg·L-1和10 mg·L-1的草甘膦浓度作为选择压,经过2~3轮筛选,获得了抗性胚性愈伤组织,诱导出胚状体并发育成苗。对T0再生植株进行PCR及草甘膦抗性检测,以WC和YZ-1为受体的转抗草甘膦基因(aroA)分别获得了33株和10株阳性植株,转化效率分别为82.5%和62.5%。该体系为棉花遗传转化提供了实验方法,获得的抗草甘膦棉花为棉花育种提供种质资源;同时抗除草剂基因还可以作为筛选标记与其它基因串联在一起转化棉花,进行基因功能验证。     

适用于4种玉米基因型的农杆菌转化方法的探讨

利用改良的农杆菌培养液、侵染液、共培养培养基和筛选培养基等技术体系,对4个玉米基因型Hi-Ⅱ、H99、国内2个优良自交系R18-599和齐319的新鲜幼胚、预培养幼胚、胚性愈伤组织进行了农杆菌转化研究,并比较了不同共培养方式对农杆菌侵染不同玉米组织的影响。结果表明,Hi-Ⅱ新鲜幼胚在固体培养基上共培养和滤纸上共培养后GUS基因瞬间表达率分别为83.7%和4.4%,前法优于后法;Hi-Ⅱ新鲜幼胚、预培养3 d的幼胚愈伤组织经农杆菌侵染后GUS基因瞬间表达率分别为83.7%和12.1%,新鲜幼胚比预培养的幼胚愈伤组织更适合于农杆菌转化。用上述优化的条件对另外3个不同基因型的2种不同外植体H99、齐319(新鲜幼胚)和R18-599（胚性愈伤组织）进行遗传转化,共培养3 d后的GUS基因瞬间表达率分别为65.2%、52.6%和58%,表明该转化体系适合于上述4种基因型的幼胚和胚性愈伤组织的遗传转化。此外农杆菌侵染Hi-Ⅱ新鲜幼胚后经在含巴龙霉素25~100 mg L^-1培养基上3轮选择后,抗性愈伤组织获得率为2.4%,近似反映了本研究的遗传转化率。其他3个基因型的抗性愈伤也正在筛选中。结果初步表明,本研究建立的农杆菌介导的玉米遗传转化体系可能对4种基因型均适用。     

玉米成熟胚胚性愈伤组织的诱导、高频再生及转化的研究

以玉米自交系CML295、CML304和18-599R的成熟胚为外植体, 结合幼胚离体培养方法, 探讨并优化了成熟胚来源的胚性愈伤组织诱导及继代培养方法。对其愈伤组织的形态和组织切片的研究结果显示, 继代过程可产生良好的Ⅱ型胚性愈伤组织。在分化培养中分别获得68.6%、75.4%和84.8%的高频再生率, 每愈伤组织块成苗数分别为2.45、2.43和2.75。利用基因枪法转化pCAMBIA1301质粒后的GUS瞬时表达效率分别为57.9%、62.5%和73.1%, 转化pCAMBIA1303质粒后检测GFP的瞬时表达效率分别为23.3%、40%和45.5%。以上3种基因型成熟胚来源的愈伤组织转化率与其对应的幼胚来源的胚性愈伤组织转化率相似。这一技术体系为玉米的遗传改良和功能基因组研究提供了重要的技术平台。     

玉米再生相关基因ZmLEC1的序列变异及其与胚性愈伤组织形成能力的关联分析

以95份玉米微核心种质和3份常用玉米转基因受体材料(A188、HiII和综31)组成的关联作图群体,对玉米再生相关候选基因ZmLEC1进行序列变异分析,并利用候选基因关联分析策略揭示该基因与胚性愈伤组织形成能力的关系,发掘提高胚性愈伤组织形成能力的有益等位变异。结果表明,不同材料之间的幼胚胚性愈伤组织形成能力和再生能力有显著差异,其中粤267-1-1诱导的愈伤组织和国际上普遍利用的HiII极为相似,胚性愈伤组织率达到98.48%,可以用于幼胚的遗传转化。ZmLEC1基因多态性分析表明,在852 bp编码区内共发现33个SNPs和9个INDELs,LD衰减距离为300 bp (R²=0.1),ZmLEC1基因中4个多态性位点与胚性愈伤组织形成能力存在显著关联。     

转基因棉花再生植株育性影响因素研究

【目的】探究影响农杆菌介导棉花体细胞转化体系产生的再生植株育性的影响因素。【方法】从载体大小、目的基因大小、不同阶段组织培养时间等因素对6个载体的转基因再生植株当代(T₀)育性影响进行分析。【结果】不同载体/目的基因的转基因植株不育率呈现显著差异，但是转基因植株育性与载体大小、目的基因大小之间没有明显关系。进一步研究发现转基因再生植株不育率与胚性愈伤组织分化-植株再生的培养时间呈显著正相关，分化-植株再生培养时间少于110 d、110～130 d、130～150 d、150～170 d、超过170 d的植株不育率分别为19.6%、45.5%、63.8%、72.3%、94.5%；而与诱导愈伤组织形成-胚性愈伤组织分化的持续培养时间没有相关性。【结论】转基因棉花再生植株育性受到胚性愈伤组织持续培养时间的显著影响，缩短胚性愈伤组织到植株再生的培养时间能够提高转基因再生植株的育性。     

黄独冻后培养胚性愈伤组织抑制消减杂交cDNA文库的构建与分析

为了初步探讨黄独胚性愈伤组织冻后黑暗培养修复超低温保存伤害的分子机理,本研究构建了黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织和冻后光周期培养胚性愈伤组织两个c DNA文库(正,反向抑制消减杂交),并对其阳性克隆进行序列测定和分析。结果表明:所构建的正、反向消减文库有效富集了差异基因,消减效率达到要求,插入片段集中于100~500 bp之间,插入片段大小符合要求,重组率大于95%,文库质量较好。正、反向消减文库在基因表达谱上存在一定的差异,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织文库在山药储藏蛋白dioscorin、线粒体蛋白、衰老相关蛋白和水解酶等基因与冻后光周期培养胚性愈伤组织文库有较大差异。正、反向消减文库的建立为进一步了解黄独胚性愈伤组织冻后黑暗培养修复超低温保存伤害的分子机制提供帮助,有利于进一步分离和筛选差异表达基因,并克隆部分与黄独胚性愈伤组织冻后黑暗培养有关的全长基因。研究其表达模式,为探索黄独胚性愈伤组织超低温保存后植株再生的机制提供了理论依据。     

农杆菌介导的植酸酶基因转化棉花的研究

摘要：本研究采用农杆菌介导的方法,将外源植酸酶(Phy)基因导入棉花品种的胚性愈伤组织中,经培养获得再生植株。PCR检测证明植酸酶基因已经插入到棉花基因组中,晋棉14和陕724的转化效率分别为33%和8.3%。此外,本研究还对影响农杆菌侵染棉花胚性愈伤转化效率的因素,如卡那霉素浓度、胚性愈伤组织生长状态、受体材料的基因型等进行了较为系统的比较研究,旨在建立一种转化效率高、稳定性好的棉花农杆菌遗传转化体系。     

双丙氨磷在橡胶树遗传转化中的应用

本研究以GV3101::pMP90RK为工程菌株,bar基因作为筛选标记基因,研究了双丙氨磷在橡胶树根癌农杆菌介导法转基因体系中对转基因愈伤组织的筛选效果,并利用该体系将橡胶树转录因子HbWRKY5转入橡胶树无性系热研8-79中。实验结果表明,3mg/L双丙氨磷可作为橡胶树转基因体系中抗性愈伤组织筛选的最佳浓度。本研究中共获得了3个抗性愈伤组织系,抗性愈伤经过体细胞胚发生共获得234个体细胞胚,经植株再生培养后共获得22株再生植株。对再生植株进行的PCR鉴定结果表明,所获得的再生植株均为转基因植株。因此,bar基因结合双丙氨磷的筛选体系可以作为橡胶树转化体系中的有效筛选体系。     

影响籼稻成熟胚愈伤组织植株再生频率的几个因素

以优良籼稻品种的成熟胚为材料,探讨不同浓度ABA、愈伤组织继代次数、培养时间以及干燥处理等因素对籼稻成熟胚愈伤组织再生能力的影响。结果表明：（1）在分化培养基上添加3.0～5.0 mg/L ABA对促进胚性愈伤组织的形成及胚状体发生,提高植株再生能力有显著作用。（2）继代3次、培养20～30 d的成熟胚愈伤组织,质量较好,分     

利用农杆菌介导法将反义Wx基因导入水稻的研究

利用根癌农杆菌将含多基因(hpt选择标记基因、反义Wx基因、GFP和GUS报告基因)的pCAMBIA1304载体导入水稻品种(501R、中花9号和日本晴)的幼胚愈伤组织,分别在含35mg/L、45mg/L和65mg/L潮霉素浓度的筛选培养基上筛选获得抗性愈伤。后经PCR检测,从415株T0代再生植株中选出92株(其中501R、中花9号和日本晴分别为4株、43株和45株)。对这些转基因后代植株进行Southern blotting分析表明：hpt、反义Wx基因已经整合进植物基因组中。绝大多数转基因植株后代的表型正常。成熟种子直链淀粉含量分析表明,部分转基因植株的T1代种子中的直链淀粉含量有不同程度的下降,最低的已下降至6．3％,与对照相比下降了9．8％。     

提高农杆菌介导法将PinII抗虫基因导入滇型水稻的转化效率

本论文对滇型水稻品种玉优一号、HT-7的愈伤组织诱导、基因转化及植株再生进行了研究。通过实验，将质粒pCAMBI1300上带有的PinⅡ抗虫基因导入水稻愈伤组织细胞中，获得了一批Hyg抗性植株。185株抗性苗经过PCR检测和叶片对潮霉素的抗性试验，证明其中有59株为转基因阳性植株。结果显示，受体、农杆菌状态以及共培养方式等是影响基因转化效率的关键因素；以叶片对潮霉素的抗性作为转基因植株的快速筛选是可行的，大大提高了检测效率。     

根癌农杆菌介导的花魔芋遗传转化体系的研究

本研究以潮霉素抗性基因为选择标记,建立了根癌农杆菌介导的花魔芋(Amorphophalluskonjac)的遗传转化体系。同时探讨了魔芋愈伤组织的培养基、筛选剂和筛选时间等因素对转化效率的影响。通过筛选时间不同的两个转化试验,分别从300个花魔芋愈伤组织中得到了16个和18个具有潮霉素抗性的愈伤组织,其抗性愈伤率为5.33%和6.00%。获得的抗性愈伤组织进一步在分化培养基上进行分化,其分化效率分别为31.2%和22.2%。移栽后,分别得到了39株和36株成活植株。PCR检测表明分别有26株和21株再生花魔芋出现了800bp的特异性扩增带型,其阳性率分别为66.7%和58.3%。随机挑取20个PCR阳性植株的DNA进行斑点杂交检测,结果表明外源基因已经整合到花魔芋的基因组中。     

运用农杆菌介导法将PTA和反义Wx双基因导入水稻的研究

利用根癌农杆菌将含多基因(hyg选择标记基因、反义Wx 基因、PTA基因、GFP和GUS报告基因)的pCAMBIA1304载体导入水稻品种(501R、中花9号和日本晴)的幼胚愈伤组织,分别在含35mg/L、45mg/L和65mg/L潮霉素浓度的筛选培养基上筛选获得抗性愈伤。后经PCR检测,从415株T0代再生植株中选出92株(其中501R、中花9号和日本晴分别为4株、43株和45株)。对这些转基因后代植株进行Southern blotting分析表明：hpt、反义Wx 和 PTA基因已经整合进植物基因组中,绝大多数转基因植株后代的表型正常。成熟种子直链淀粉含量分析表明,部分转基因植株的T1代种子中的直链淀粉含量有部分程度的下降,最低的已下降至6.3%,与对照相比下降了9.8%。     

冬小麦遗传再生体系及根癌农杆菌介导的转化研究

摘要:以冬小麦品种临优145的幼胚为外植体,消毒后用解剖刀挑取幼胚,盾片朝上接种于MS+2,4-D 2 mg/L+肌醇100 mg/L＋MES 400 mg/L＋CH 100 mg/L[7]＋40g/L麦芽糖＋8g/L琼脂的培养基中诱导愈伤组织, 每两周继代一次,将诱导出的淡黄色、颗粒状Ⅱ型胚性愈伤组织接种于分化培养基（MS+ZT 1 mg/L+IAA 1mg/L+ MES 400 mg/L＋CH 100 mg/L+麦芽糖40g/L+gelrite 2.6g/L,PH5.8）上培养2－3周,然后转接到再生培养基(1/10MS+NAA 0.5mg/L+KT 0.5mg/L+蔗糖30g/L+ gelrite 2.6g/L,PH5.8)中进行再生成苗。接种1229块幼胚,得到987块愈伤组织, Hyg抗性愈伤组织123块,抗性再生植株34株。在建立了再生体系的基础上,用根癌农杆菌介导法将GUS基因导入幼胚愈伤组织,抗性植株的PCR检测呈阳性。X－gluc染色表明, 少部分愈伤组织出现肉眼可见的蓝色晕斑,说明GUS基因已经在小麦幼胚愈伤组织中表达。     

NAA或潮霉素对小麦成熟胚愈伤组织分化的影响

以5个栽培小麦品种诱导而来的成熟胚愈伤组织为外植体,研究了在分化培养基中加入NAA对小麦成熟胚愈伤组织分化的效果以及潮霉素浓度对不同阶段成熟胚愈伤组织分化的影响。研究结果表明,在对照的分化培养基中(含5mg/L激动素)加入0.1mg/L萘乙酸(NAA,1-naphthlcetic acid)形成的分化培养基,可显著提高4个供试小麦基因型的成熟胚愈伤组织的分化率,提高幅度达到12%～32%。不同的潮霉素浓度在"花培1号"愈伤组织的诱导阶段进行抗性筛选的结果表明,即使是在潮霉素浓度达到250mg/L时,仍有24%左右的愈伤组织存活率,这些存活的愈伤组织仍可能分化形成绿点甚至分化成苗,说明在"花培1号"愈伤组织的诱导阶段进行潮霉素抗性筛选是不适合的。5个不同小麦品种分化阶段进行潮霉素筛选具有明显的效果,但不同品种之间存在一定差异,其中:宁麦13的适宜潮霉素浓度为20mg/L,花培1号和扬麦158的适宜潮霉素浓度约为30mg/L,宁麦9和宁麦16的适宜潮霉素浓度在30～40mg/L左右。因此,我们认为,在分化阶段进行潮霉素抗性筛选是理想的筛选时期,在分化培养基中添加20～40mg/L浓度的潮霉素即可完全抑制小麦成熟胚愈伤组织的分化。本研究结果将有助于改进和完善普通小麦成熟胚遗传转化体系。     

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     

农杆菌介导法将反义蜡质基因转入杂交稻亲本

通过农杆菌介导法将反义蜡质基因导入特青(OryzasativaL.subsp.indica)和广粳1号(OryzasativaL.subsp.japonica)这两个杂交稻亲本的愈伤组织中,获得了经PCR检测证明外源基因已整合进植物基因组中的再生植株,其中含潮霉素抗性基因的植株有6株,但仅有2株能够扩增出反义蜡质基因的特异条带,其原因可能是在转基因植株中出现了基因丢失或沉默现象。试验表明,粳型稻广粳1号的不同外植体(成熟胚、幼胚、幼穗、花药)的愈伤诱导率比特青的高,且随着继代时间的延长,不同基因型水稻诱导的愈伤之间的转化率存在着极显著性差异(P<0.01);经过转染的水稻愈伤在一定的筛选压力下会出现“逃逸”现象,抗性筛选后成活愈伤PCR检测发现广粳1号和特青的愈伤转化率只有44.4%和29.4%;不同凝固剂对愈伤诱导的质量有着明显的影响,植物凝胶作凝固剂比琼脂作凝固剂时的愈伤褐化率低。     

以抗除草剂Bar基因稳定转化谷子技术研究

农杆菌介导的谷子遗传转化效率一直是制约谷子功能基因研究及转基因育种效率的主要因素。本研究以冀谷11谷子幼穗为外植体, 选取0.5~1.0 cm的幼穗, 切成0.5 cm左右的小段, 置改良后的MS培养基上诱导15~20 d形成胚性愈伤组织3120块。愈伤组织侵染转化前用侵染液悬浮浸泡, 并经45°C热激预处理3 min, 可以有效提高26.1%的瞬时遗传转化效率。将转化后的愈伤组织经草丁膦(PPT)筛选后获得513块抗性愈伤组织, 抗性愈伤组织获得率为16.4%。抗性愈伤组织经分化、壮苗培养后获得7株抗性植株, 经PCR和Southern杂交检测得到6株T₀代转基因阳性株, 对T₃代转化植株叶片进行PPT抗性分析, 并结合Bar蛋白抗体试纸条鉴定, 表明Bar基因已稳定整合到谷子基因组中。本研究建立了农杆菌介导转化谷子优良品种的遗传转化体系, 对提高谷子转基因育种效率和谷子模式研究系统的建立有重要意义。