利用细胞工程技术培育玉米耐盐自交系及单交种

以玉米骨干自交系黄早 4、齐 319和 8112的幼胚为外植体 ,用含有 10g/LNaCl的培养基筛选获取耐盐愈伤组织。耐盐愈伤组织分化出幼苗 ,自交结实。子一代通过水培进行耐盐性测定 ,选择耐盐植株 ,对其后代继续进行耐盐性鉴定、筛选 ,获得耐盐突变体。以农艺性状稳定和耐盐性稳定的自交系为材料 ,组配出耐盐杂交种N2 - 1×N1- 4A和 8112 - 1×N1- 6A等杂交组合。盐碱地试验表明 ,这些组合适合于在中度盐碱地种植 ,且在生长后期可以用 5 0 %海水灌溉     

转基因耐盐玉米自交系的农艺性状及杂种优势表现的分析

 【目的】利用转基因技术创造玉米新种质已成为玉米新技术育种的重要组成部分。为了有效地从玉米转基因植株及其后代中选育出优良自交系及杂交种，深入研究转基因玉米的农艺性状及杂种优势表现是十分重要的。【方法】以转betA（来自大肠杆菌的胆碱脱氢酶基因）的玉米优良自交系DH4866纯合系为材料，进行农艺性状和杂种优势表现分析。【结果】发现转基因纯合系植株及其杂交种具有明显提高的耐盐性，在含盐量较高的土地中转基因植株杂交组合的产量大幅度高于受体自交系配制的杂交组合。在不同含盐量的土地中，来自不同独立转化体的转基因植株多数保持受体自交系的基本特征，但部分农艺性状和特殊配合力出现差异，甚至达到差异极显著程度。来自同一转化体的不同转基因株系的植株，农艺性状和特殊配合力的差异一般较小，但单株产量等性状可表现显著差异。在反映经济性状的各参数中，变异幅度大的是单株产量及小区产量，这种差异在T2代和T4代转基因植株配制的杂交种中都存在，由独立转化体的遗传基础差异产生。【结论】在以玉米自交系为受体的转基因育种中，加强早期时代的定向检测和配合力测定，能够较快地获得转基因玉米优良杂交种。     

农杆菌介导向玉米茎尖导入HAL1基因的初步研究

选用玉米优良自交系郑58的茎尖为受体,研究以玉米茎尖为受体进行农杆菌转化体系的可行性。用农杆菌介导法将耐盐碱基因HAL1转入玉米中,获得70株转化苗,经过300 mg/L的除草剂(Basta)筛选,共获得9株转基因植株。进一步进行 PCR检测,其中6株表现阳性,转化率达8.57%。初步证明外源基因已经整合到玉米基因组中,以玉米茎尖作为受体孢子体的转化系统可用于基因转化。     

氯化胆碱对小麦幼苗叶片在渗透胁迫下的影响

用200，400，600，800mg/L氯化胆碱（CC）分别处理（喷施）两叶期小麦幼苗，均可显著降低叶片的相对电导率，且以400mg/L CC处理较优（最多可比对照降低75％）。用400mg/L CC处理二叶期小麦幼苗12h后再用20％PEG6000胁迫，每隔一定时间检测小麦叶片脯氨酸（Pro)、叶绿素、蛋白质和丙二醛（MDA）的含量，相对含水量（RWC）及叶片膜相对电导率，以及检测PEG胁迫24h后小麦叶片质膜ATPase活性等指标。结果表明，经CC处理的小麦幼苗叶片Pro、叶绿素、蛋白质的含量和RWC均比对照高，而MDA含量和质膜相对透性比对照低，且这些效应随时间延长而增大；CC处理过的植株质膜ATPase活性地高于对照植株。上述结果表明，CC可有效缓解渗透胁迫对植物的损伤，提高植物的抗性。     

农杆菌介导的玉米自交系愈伤组织的转化

以农杆菌LBA4 4 0 4介导将外源基因导入玉米骨干自交系齐 319、掖 5 15、掖 5 0 2等胚性愈伤组织 ,并由筛选出的抗性愈伤组织再生出可育植株。农杆菌浓度、共培养时间和玉米的基因型显著影响农杆菌介导的玉米愈伤组织的转化率。农杆菌的浓度OD60 0 0 5～ 0 7,共培养时间 3～ 4天时转化率较高。在相同条件下不同基因型的玉米胚性愈伤组织的转化率为 3 3%～ 10 %。     

玉米愈伤组织再生体系的研究

用玉米胚性愈伤组织作为转化受体时,不同基因型在相同2,4-D浓度的培养基上诱导,其诱导率有较大差别,齐319最高;胚龄对诱导率的影响也较大,10d左右最易诱导,过大或过小均不易诱导胚性愈伤;培养基中2,4-D的浓度对玉米愈伤组织的诱导率有极大影响,不同基因型的最大胚性愈伤组织诱导率所需的2,4-D浓度也不相同,一般为0.5～1.0mg/L。愈伤组织分化时不同基因型所需最适6-BA浓度不同,齐319、515的愈伤组织最适合分化成苗的6-BA浓度为1mg/L,鲁原341愈伤组织最适6-BA浓度为0.5mg/L。     

鲁梅克斯离体培养及耐盐植株的再生

以鲁梅克斯K-1杂交酸模的幼嫩花序切段为外植体,在诱导培养基上经连续4代培养,诱导丛生芽高频率发生.丛生芽增生迅速,在继代培养中增殖率达每月10～40倍.丛生芽分割为单芽后,转入生根培养基中产生根系.旺盛增生的丛生芽在附加171 mmol/L NaCl的培养基上连续筛选3代,获得了耐盐小芽,然后在无NaCl的培养基上形成完整植株.耐盐小芽在无NaCl的培养基上培养3代后转回附加171 mmol/L NaCl的培养基上继续培养,表现出高的耐盐性和小芽增殖率.耐盐再生植株的后代在盐碱地种植,表现出良好的耐盐性.本研究建立了一个适合于离体遗传操作的鲁梅克斯丛生芽诱导及继代培养体系,并获得了鲁梅克斯耐盐育种新材料,为培育出适合于滨海盐碱地及大面积盐荒地种植的鲁梅克斯新品种奠定了基础.     

利用转基因技术培育玉米抗逆自交系及单交种

我国有大面积的盐碱地,淡水资源也相对匮乏,采用转基因技术培育耐盐耐旱玉米品种有重大意义.近年来,本实验室以我国生产上玉米骨干自交系为材料,分析了影响转化效率的因素,优化了转化参数,建立起一套优化程序,将来自E.coli的甘氨酸甜菜碱合成酶基因betA、来自盐生植物盐芥液泡膜上的Na /H 反向转运蛋白基因NHX1和液泡膜上焦磷酸酶PPase基因分别转入玉米优良自交系,获得了耐盐耐旱性明显提高的转基因自交系.其中一些自交系的幼苗在0.8%NaCl浇灌下仍能较好生长,耐旱性也显著提高,在干旱或盐胁迫下植株受害程度及细胞膜损伤较轻.一些转基因耐盐耐旱自交系组配的单交种在滨海盐碱地中比对照品种显著增产,在中度含盐量的土地比未转基因的对照杂交种增产1.5倍以上.这些结果表明,采用基因工程方法可有效提高玉米的耐盐耐旱性.     

基因枪法获得玉米转基因植株的研究

采用基因枪轰击转化技术将含有抗除草剂chlorsulfuron基因AHAS的PCD220质粒导入玉米愈伤组织,并再生出具有抗该除草剂的转基因植株,同时研究了影响玉米基因枪转化效率的因素。基因枪轰击时,金粉用量、轰击次数及轰击距离对愈伤组织的转化率有较大影响。转化时,以金粉用量100 μg/枪、轰击2次、发射点与靶细胞的距离9 cm最合适。对所获得的转化植株进行PCR分析及Southern杂交鉴定,部分转化植株呈PCR阳性和明显的杂交信号,说明抗除草剂绿黄隆的基因AHAS已整合到玉米基因组当中,将转基因植株进行自交,获得了T₀代的种子。     

利用转基因技术创造甜菜耐盐新种质

采用农杆菌介导法将来源于E coli的胆碱脱氢酶 (CDH)基因 (betA)和来源于拟南芥的Na+ /H+antiport基因分别转入 5个糖甜菜品种的丛生芽细胞 ,获得了转基因植株。在耐盐性筛选中 ,转基因植株存活率高 ,部分植株生长较好 ,表现出比对照植株明显提高的耐盐性。在 2 %～ 3%NaCl胁迫下 ,少数转基因植株仍生长正常 ,显示出高耐盐性。本研究表明 ,转入在不同盐胁迫反应途径中起关键作用的酶基因均可提高甜菜耐盐性 ,采用转移多个耐盐基因的策略有可能创造出高耐盐特性的新材料