农杆菌介导的玉米合子基因转化

本研究建立了农杆菌介导的玉米合子转化方法。用农杆菌介导合子转化方法,以含有bar基因的标准双元载体PTF102和含有bar基因和双价抗虫基因Cry1A（a）或Cry1A（c）、PTA（半夏凝集素）的载体p3300-Bt-pta转化玉米自交系吉8902、丹340、吉4112、吉853、铁7922及PA91,直接从受体植株得到转化种子,用除草剂PPT筛选和PCR鉴定,获得转基因植株及后代。实验分析了2002年、2003年和2004年的3批转化操作的结实率、转化率及转基因的遗传情况：经农杆菌侵染的雌穗平均结实率为39％,合子转化频率达1％以上,转基因可以遗传下去。农杆菌介导玉米合子转化方法可以重复获得成功,表明我们成功建立起一个新的不依赖组织培养的玉米转基因技术体系。     

玉米转基因育种回顾

自从1990年首次获得可育的玉米转化体以来,转基因玉米研究与产业化取得飞速发展。应用转基因技术培育了一批抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆、优质的转基因材料,转基因玉米生产已实现产业化。本文就近年来玉米转基因研究在转化技术体系、影响因素、筛选、鉴定等方面的进展做一概述,并就有关问题提出建议。     

转GFM CrylA基因玉米自交系及其杂交种的抗螟性鉴定

对获得的6个转GFM CrylA基因玉米（Zea mays）株系的T5代PCR分析证明,转基因株系是稳定遗传的。以此抗虫系为亲本与常规自交系配制了四密25^Bt、通单24^Bt和吉单209^Bt3个杂交种。转基因自交系和杂交种的抗螟性鉴定结果表明：转基因系间抗虫性差异极显著,同一转基因系单株间也存在差异。抗螟性强的4个株系比受体对照平均蛀孔数减少70％、茎秆虫孔隧道长度减少80％、存活的虫体长度减少70％,差异显著,达到了高抗水平。对6个转基因抗虫系进ELISA检测,毒蛋白表达量平均占总蛋白0．16％,最高的达0．19％。杂交组合四密25^Bt、通单24^Bt和吉单209n群体内平均虫孔隧道长度与常规杂交种对照相比,分别减少39．97％、36．2％和53．83％,平均减少43．36％,抗虫性明显提高。农艺性状鉴定结果显示,转基因系配制的杂交种与对照在株高、穗长、穗行数、行粒数和百粒重上无显著差异。研究认为,Bt基因可用于玉米的抗螟性改良,为转基因抗虫玉米自交系能够直接用于玉米杂交种改良提供了依据。     

农杆菌介导玉米遗传转化影响因子的研究

以东北春玉米自交系7922、340、78599、921及美国杂交种H99等幼胚愈伤组织为受体,利用农杆菌介导法转化Bt(CryIA.)基因,研究菌液预处理、愈伤组织状态、侵染培养基、侵染时间及共培养条件等因素对转化频率的影响。根据转化愈伤组织的除草剂(Basta)抗性筛选结果评估转化率,表明继代培养3￣5d的愈伤组织适于转化,其中以继代5d的7922愈伤组织转化率最高,为46.6%;不同基因型对农杆菌转化率存在差异,H99的抗性愈伤组织率为34.57%,7922为26.27%、340为21.36%、78599和921抗性愈伤组织率仅为8.02%和6.78%。基因型间差异显著;浸染培养基中加入(AS100￣200mg/L)抗性愈伤转化率明显提高;菌液浓度OD6000.5￣0.6、侵染时间5￣10min、共培养时间3d最佳。     

导入外源DNA大豆后代的抗虫性鉴定与筛选

大豆食心虫（Leguwinivora glycinivorella)和大豆蚜虫（Aphid glycines)是东北大豆生产的主要虫害。为拓宽资源的利用，创造抗虫大豆种质，用花粉管通道技术向大豆品种吉20、吉25、吉27、吉30等导入皂角（Gleditisia japonica)、鹰嘴豆（Cicer arietinum)和农家早期品种DNA，对从后代中选出的变异系进行了多年抗虫性鉴定和筛选，得到了抗虫品系4个。本文报告了抗虫鉴定筛选结果。     

Bt基因转化玉米培育抗玉米螟自交系

采用基因枪法将苏云金杆菌(简称Bt)的杀虫毒蛋白基因(CryIA)导入东北春玉米自交系铁7922的幼胚中,诱导愈伤组织.抗虫基因的表达载体是pBI121,包含Bt杀虫毒蛋白基因和新霉素磷酸转移酶(NPTⅡ)基因,筛选标记bar由CaMV 35S启动子驱动.通过对后代植株的除草剂草丁膦(PPT)筛选、分子鉴定和ELISA法检测,证明外源基因已经整合到玉米基因组中并可以稳定遗传.对转基因株系进行田间接玉米螟虫卵,调查不同生长时期的危害指数,最终筛选出一批抗玉米螟自交系.     

转双价抗虫基因Bt-pta玉米植株的获得

以7922、8902、4112、340和853为受体材料,研究不同基因型的愈伤组织诱导与再生芽苗的关系,其中7922芽苗率为76.4%;8902、4112、340芽苗率分别为8.2%、12.7%和0%和11.8%,结果显示7922主要以体胚发生为主,芽苗率高,是遗传转化的良好受体材料。且胚性愈伤组织随着继代次数的增加变异率随之增加,应尽量减少继代次数以提高转化率。研究进一步利用PDS-100型基因枪将包含抗除草剂基因（bar）、苏云金杆菌毒蛋白基因（cryIA(a)）和半夏凝集素基因（Pinellia ternata agglutinin, PTA ）的聚合载体p3300-bt-pta导入7922的胚性愈伤组织,经PPT（3mg/L）筛选,获得抗性愈伤组织和再生植株。从获得的28株再生植株中筛选获得22株具有除草剂抗性的植株,PCR分析表明有7株同时含有Bt、PTA、Bar 三个基因,共整合的频率为31.8%,结果表明将多价抗性基因同时导入玉米获得多抗的转基因玉米材料是可行的,这为通过转基因聚合育种培育创造同时抗鳞翅目害虫和同翅目害虫的玉米品种奠定了基础。     

吉科豆1号品种特征特性及栽培技术

“吉科豆 1号”系通过生物技术结合常规程序选育而成。是通过花粉管通道途径将属间材料鹰嘴豆的DNA导入受体品种“吉林 2 0号” ,从后代中选出的优良变异系。具有抗倒、耐密、耐蚜和高油等特点。通过密植栽培可大面积增产 2 0 %左右 ,达3 5 0 0～ 40 0 0kg/hm2 。适于吉林省的长春、吉林、四平、辽源、松原地区以及辽宁、内蒙的部分地区。文章介绍了密植栽培方法。     

导入外源DNA获得抗SMV大豆品系

用花粉管通道技术向大豆导入抗ＳＭＶ（大豆花叶病毒）的品种间、种间以及属间材料ＤＮＡ，结合常规育种程序，培育出抗病丰产品系。抗病性鉴定结果表明，获得了抗性是遗传稳定的。与对照相比，在保证和提高原品种丰产水平前提下，水平抗笥明显提高，同一品系对ＳＭＶ的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ不同毒系抗性水平有差异。讨论认为，用外源ＤＮＡ导入技术创造和培育抗ＳＭＶ大豆种质和品种途径是可取的。