高效快速甘蔗转基因方法探索

甘蔗遗传背景复杂,转基因技术是甘蔗品种遗传改良的重要途径。甘蔗转基因遗传改良主要是通过基因枪法和农杆菌介导法来实现,但目前我国的甘蔗转基因技术,普遍存在转基因效率偏低,获得的转基因株系偏少,难以筛选到目的基因稳定表达、有利用价值的转基因株系等问题。本实验室通过多年的经验积累,建立了一种高效快速的农杆菌介导法的甘蔗转基因方法。转化效率为20%,筛选效率达到90%,转化时间为4个月,操作简单,成本较低。     

几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因导入甘蔗

将含有经过修饰的烟草(Nicotiana tabacum L.)Ⅰ类几丁质酶基因和Ⅰ类β-1,3-葡聚糖酶基因的双价植物表达载体pCG-Ⅱ在农杆菌介导下转化甘蔗优良品种ROCI0和ROC22,获得抗G418的转化植株52株,经PCR检测33株呈阳性;对部分经PCR检测呈阳性的转化植株进行Southern杂交和黑穗病抗病性的体外抑菌实验,结果显示这两个基因均已整合到部分甘蔗的基因组中,且它们对甘蔗黑穗病的抗性均有不同程度的提高.     

CryIA(c)基因植物表达载体的构建及转基因甘蔗的获得

构建了玉米UBI启动子驱动Bt CryIA(c)基因的高效植物表达载体pUBTC,通过农杆菌介导法导入甘蔗愈伤组织,经过除草剂PPT 3次连续筛选,获得89株抗性植株,经过PCR扩增检测,得到71株阳性植株,对其中7株进行RT-PCR检测,证明外源基因已经成功的整合到甘蔗基因组中,并得到有效的表达。     

利用高效液相色谱法测定转基因甘蔗中的低聚果糖

为了检测蔗糖-1-果糖基转移酶（1-SST）转化甘蔗的果聚糖种类和含量,本研究使用高效液相色谱（HPLC）建立了测定果糖、葡萄糖、蔗糖和3种低聚果糖（蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖）含量的两个体系。甘蔗糖类提取采用超声波辅助水浸提法,实验以乙腈和水配比（V乙腈∶V水=87∶13;V乙腈∶V水=75∶25）作为流动相,Hy...     

马铃薯花青素转录激活基因(stmyc)的克隆及表达分析

花青素（anthocyanin）为糖苷类物质,属于类黄酮色素。在花青素生物合成途径中,调控基因主要编码R2R3-MYB、bHLH和WD40转录因子,共同调控花青素合成的结构基因的表达,进而控制花青素在植物中的时空表达和沉积的模式（Holton and comish,1995）。本研究以紫色马铃薯为材料,克隆花色素合成的转录激活基因stmyc并研究其表达模式,为阐明马铃薯花色素生物合成和沉积机制提供依据。     

甘蔗新台糖22号的干物质及氮素积累与分配特征

以新台糖ROC22号为试材,对甘蔗全生育期各器官干物质积累、氮素积累和分配特征进行研究。结果表明：甘蔗随着植株的生长,其干物质积累逐渐增加,其中以茎的积累最快。整个植株的氮素积累随着植株生长不断上升,在生长稳定期达到顶峰后下降;茎中氮素的积累从拔节开始不断上升,但叶片中氮素的积累表现出先升后降。氮素在叶片的分配比例是随着植株生长而下降,而茎则相反。随着生育期的延长,氮素浓度总体呈下降趋势,但茎和根的浓度先升后降。     

甘蔗花叶病和宿根矮化病多重POR检测方法的建立

[目的]建立能同时检测甘蔗花叶病(sugarcane mosaic virus,SCMV)和宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)的多重PCR检测方法.[方法]以病株带鞘叶组织总核酸反转录物为模板,根据中国甘蔗花叶病的主要致病病原高梁花叶病毒SrMV和甘蔗花叶病毒中国大陆优势株系SCMV-A,结合B、D、E和SC株系的外壳蛋白核苷酸序列的保守区设计PCR 引物对和已有的检测甘蔗宿根矮化病病原木质部赖氏杆菌木质部亚种(Leifsonia xyli subsp.Xyli,Lxx) 的PCR引物对,在SCMV RT-PCR和RSD单-PCR体系的基础上,建立并优化可同时检测SCMV和RSD的多重PCR检测方法.[结果]此检测方法可特异地从感染SCMV和RSD的样品中扩增出SCMV(400 bp)和RSD(265 bp)2个条带,扩增产物测序结果表明,SCMV扩增产物与GenBank中其它株系或分离物的核苷酸序列同源性为81%～99%, RSD扩增产物与GenBank中其它株系或分离物的核苷酸序列同源性为91%～99%.[结论]应用此检测方法可稳定、特异地检测出蔗株中是否有导致甘蔗花叶病和宿根矮化病的单一或混合的病原.     

植物激素对铝毒胁迫反应调控的研究进展

铝是地壳中含量最丰富的金属元素,土壤酸化会导致其中铝的溶解度大幅增加,产生大量对植物有毒害作用的离子态Al3+,抑制根系生长,对养分吸收及众多生理生化代谢过程都会产生影响,进而降低作物产量。铝毒胁迫已经成为占全球耕地面积40%酸性土壤中作物生长的最主要限制因子。植物激素是调控植物应对各种环境胁迫反应的关键内源因子,对植物提升抗逆性和应对胁迫适应性生长、生存至关重要。脱落酸、生长素、乙烯、细胞分裂素和茉莉酸等主要植物激素在调控植物应对铝毒胁迫反应过程中发挥重要作用。大量研究表明,植物激素还可以通过调控细胞壁修饰酶活性、活性氧代谢和有机酸分泌来提升植物对铝毒胁迫的适应性。此外,不同植物激素信号间也存在复杂的交互作用,共同介导和调控植物应对铝毒胁迫适应性反应。为全面了解植物激素在铝毒胁迫反应中的作用机制,为植物铝毒耐性分子遗传改良提供新的思路,对植物激素信号在参与植物响应铝毒胁迫反应过程中的信号转导和调控作用进行综述,并对铝毒胁迫下植物激素的研究方向进行展望。     

强宿根性甘蔗新品种中糖1号的选育

中糖1号是中国热带农业科学院热带生物技术研究所从粤糖99-66×内江03-218杂交组合后代中选育出的甘蔗品种。该品种表现为出芽整齐均匀、分蘖力强、宿根发株多、有效茎数多、丰产、宿根性强,耐旱、耐寒。海南临高试验结果,一新两宿3年平均蔗产量,中糖1号比对照新台糖22号增产22.13%,其中宿根一季和二季蔗茎产量分别为8.626 t·(667 m^2)^-1和8.576 t·(667 m^2)^-1,分别比对照增产33.23%和30.45%。一新两宿3年平均产糖量,中糖1号比对照新台糖22号增糖21.1%;其中宿根一季和二季产糖量均为1.08 t·(667 m^2)^-1,分别比对照增糖25%和28.6%。该品种于2018年5月获得国家农业农村部认定的非主要农作物新品种登记。     

蔗糖;蔗糖果糖基转移酶(1-SST)基因的克隆与植物表达载体的构建

根据Genbank公布的菊芋1-SST基因序列设计并合成特异引物FP1、FP2.提取菊芋RNA并进行反转录.克隆蔗糖;蔗糖果糖基转移酶(1-SST)基因,测序结果表明与菊芋1-SST的序列同源性达到100%.将在茎杆中特异高表达的连接有转运肽序列的番茄rbcS启动子和1-SST基因连接到载体pCBI上,成功构建植物表达载体pCBISR,并导入根癌农杆菌EHA105菌株.