玉米精氨酸酶基因过表达载体的构建与遗传转化分析

精氨酸酶是氮素循环中催化精氨酸生成鸟氨酸和尿素的重要酶,可促进氮素的再利用,提高氮素的利用效率。依据Genbank(登陆号:HM369061.1)中水稻精氨酸酶的基因序列,应用RT-PCR方法同源克隆玉米自交系郑58中的精氨酸酶基因ZmArg。序列比对结果表明,克隆的ZmArg基因与GenBank中Zea mays PCO068984 mRNA(B73)序列相似度为99.9%;利用In-fusion技术构建该基因的植物过表达载体pCAMBIA5300-Ubi-ZmArg,导入农杆菌LBA4404用于玉米遗传转化,采用农杆菌侵染玉米芽尖方法转化早熟玉米自交系K10,获得T0代PCR阳性植株27株,其中18株收获种子;对T1代10个PCR阳性株系进行产量比较试验,4个株系百粒重和单株产量明显提高。     

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为明确不同玉米骨干自交系的耐碱性级别,从中选出适合创制遗传分析群体的亲本,同时筛选简便高效的玉米耐碱性鉴定方法,以分属不同类群的13份骨干玉米自交系为试材,采用盆栽种植Na2CO3溶液浇灌方法,检测苗期的表型和生理生化指标及全生育期产量,比较苗期表型指标检测法、标准差系数赋予权重法和全生育期产量表现评价法3种方法的综合评价结果.结果表明,综合3种评价方法鉴定结果,P138属于高度耐碱材料,B73和郑58属于耐碱材料,K10、东46、黄早四和齐319属于中度耐碱材料,合344、东156、U8112和龙抗11属于碱敏感材料,吉853和Mo17属于碱高度敏感材料;苗期利用苗情、株高、干重和鲜重变化率4个表型指标评价的结果与全生育期产量鉴定评价结果呈极显著正相关,苗期表型指标评价方法操作简便,试验周期短,是较好的玉米耐碱性鉴定方法.     

转精氨酸酶基因ZmARG玉米株系AKF65的杂交组合鉴定及遗传稳定性分析

以转玉米精氨酸酶基因ZmARG的T_4代株系AKF65为试材,配置杂交组合,对组合进行农艺性状调查和产量性状鉴定,并将F_1进行回交,采用PCR分子检测手段分析ZmARG基因的遗传特性。结果表明,杂交组合合344×AKF65和WY-1-2×AKF65在株高、穗位高等性状上,与非转基因对照组合相比差异均不显著,在产量、单穗重、穗长等性状上显著高于对照组合,百粒重、粒宽和粒厚等性状上显著高于常规对照品种克玉15。BC1F1回交世代中ZmARG基因分离比例均接近1∶1,表明外源ZmARG基因为显性并稳定插入到基因组中。     

玉米雄穗发育早期耐旱相关转录因子的发掘

为了发掘更多与玉米雄穗生长发育早期耐旱性相关的转录因子基因,选用耐旱型玉米自交系(DT)铁7922、X178,以及干旱敏感型自交系(DS)吉81162和丹340为试验材料。使用盆栽方法进行育苗,并在一致且适宜的肥水条件下培养至雄穗发育前期,通过人工模拟田间干旱胁迫及正常灌溉的方法对材料进行处理。采用RNA-Seq技术检测玉米雄穗发育早期在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉处理而言,耐旱相关转录因子家族基因在转录水平上表达量的变化。结果共发现287个转录因子基因在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉呈现差异表达。对差异表达基因进行功能富集和注释结果发现,差异表达基因中具有耐旱调控功能的转录因子基因34个。其中在2个耐旱型材料中共有且表达模式一致的基因6个;在2个干旱敏感型材料中共有且表达模式一致的基因3个;在4个材料中均呈显著差异表达的转录因子基因1个。研究结果为玉米雄穗发育早期耐旱功能转录因子基因发掘和耐旱分子育种提供了基因基础。     

马铃薯新型栽培种资源遗传多样性的RAPD分析

 对马铃薯17份新型栽培种和7份普通栽培种材料进行了RAPD分析，14条随机引物共扩增 出170个位点，其中130个位点表现为多态性，占75.26％，表明新型栽培种材料具有广泛的遗传基础。利用UPGMA法进行聚类分析，24份材料被分成4个组，新型栽培种与普通栽培种分别划为不同的组。     

马铃薯微型薯外植体遗传转化体系的优化

以马铃薯品种黄麻子为试验材料,通过根癌农杆菌(Agrobacterium)介导法,将来自耐旱物种厚叶旋蒴苣苔的蓝铜蛋白类似基因BeBCP1导入马铃薯,同时对影响遗传转化的因素进行优化.结果表明:高效稳定的遗传转化体系培养基为Ms+zT 4.0mg/L+IAA 1.Omg/L,农杆茵茵液浓度OD600=θ.5,侵染5min,共培养2d,脱茵抗生素选用进口头孢噻肟钠150mg/L.获得35株抗性植株,PCR检测表明其中14株为阳性,其中6株Soutllem杂交呈阳性,证明脚BcBCP1基因已整合到马铃薯的基因组中.利用该体系,分别将抗病、抗虫和抗逆基因转入马铃薯品种东农303和克新13号中,抗性出芽率平均达到119.8%,遗传转化率平均达55.3%.     

农杆菌介导bar基因转化玉米幼胚的研究

通过农杆菌介导法,采用抗除草剂基因(bar)转化3个玉米自交系的幼胚,并对遗传转化影响因素进行优化。结果表明,2,4-D浓度为2 mg·L-1时,胚性愈伤组织诱导率较高;农杆菌最佳的侵染时间为20 min;乙酰丁香酮(AS)明显提高了幼胚的GUS瞬时表达频率,适宜浓度为200μmol·L-1;温和选择方法适于幼胚转化,不定芽诱导培养基、芽伸长培养基和生根培养基中潮霉素的浓度分别为8、6、2 mg.L-1;获得7株PCR检测以及除草剂抗性试验阳性植株。     

蓝铜蛋白类似基因BcBCP1转化马铃薯及其抗旱性的改良

以马铃薯品种黄麻子为材料,通过根癌农杆菌介导法,将来自耐旱物种厚叶旋蒴苣苔（Boea crassifolia）的蓝铜蛋白类似基因BcBCP1导入马铃薯,用4 mg•L^-1草丁膦+150 mg•L^-1头孢霉素筛选抗性芽,获得35株抗性植株,PCR检测14株为阳性,其中6株Southern杂交呈阳性,证明BcBCP1基因已整合到马铃薯的基因组中。通过对相对含水量、叶绿素含量和脯氨酸含量测定,证明转基因植株对水分胁迫的抗性比对照植株有显著提高。     

农杆菌介导ODREB2B基因转化马铃薯的研究

以马铃薯品种黄麻子和中薯3号脱毒微型薯为外植体,利用根癌农杆菌介导法,将来源于诸葛菜的抗逆相关转录因子ODREB2B基因导入马铃薯,并对遗传转化的影响因素进行优化。获得抗性植株黄麻子33株、中薯3号27株,经PCR-Southern杂交分析,两品种分别有16株和14株呈阳性,证明ODREB2B基因已整合到马铃薯基因组中。     

室内人工接种玉米丝黑穗病抗性分级标准的建立

以40份已知抗性级别的玉米自交系为试材,采用优化的苗期室内接种技术接种丝黑穗病菌并检测,将侵染率与历年田间平均发病率进行回归分析,进而确定该评价方法的抗性分级标准,最终组装形成完整的评价技术体系。结果表明,苗期室内接种病菌后40份玉米自交系的侵染率与历年平均田间接种发病率之间存在极显著正相关,相关系数r=0.857 0,回归方程为y=0.000 4x~3-0.066 7x~2+3.813 7x+17.494。抗性分级标准:侵染率0~20.0%为高抗,20.1%~40.0%为抗病,40.1%~50.0%为中抗,50.1%~90.0%为感病,90.1%~100%为高感。