国内外紫苏研究进展概述

本文概述了紫苏在开发利用、种质资源收集评价、栽培与生理、活性物质提取、组织培养、转基因及基因克隆表达分析等生物技术研究方面的国内外研究进展情况,以期为紫苏的深入研究和进一步开发应用提供参考,有效促进紫苏产业的发展。     

能以植酸为唯一磷源生长的转基因甘蓝型油菜

由于难溶性矿物磷酸盐和有机磷的大量存在,土壤总磷虽高,但多数土壤缺乏有效磷,这是世界范围内农业生产的主要限制因素之一。土壤中有机磷的存在形式主要是植酸,为了提高土壤有效磷供给,利用根癌农杆菌菌株LBA4404,通过两步再生方法将植物表达载体pBINPR-phyI中含有的带胞外分泌信号肽序列的植酸酶基因转入油菜品种中双6号中,并获得转基因油菜56株,转化效率0.16%~9.20%。分子检测和酶活性检验表明,植酸酶基因已导入中双6号,转基因植株能有效表达植酸酶基因并向根外分泌植酸酶,转基因植株能以植酸为唯一磷源正常生长,非转基因植株则不能。结果表明,转基因植株根系分泌大量高活性植酸酶有助于土壤中有机磷释放出有效磷供植物利用;利用基因工程技术提高植物对土壤闭蓄态有机磷利用效率的前景是可期待的。     

紫花苜蓿锌指蛋白基因RNAi表达载体的构建及在苜蓿的转化

根据紫花苜蓿锌指蛋白MsZFN基因(GenBank登录号为EU624138)序列,设计两对含有酶切位点的特异性引物,以紫花苜蓿cDNA为模板,分别合成用于构建干扰载体的正反义片段,将正反义片段分别插入表达载体pART27的相应位置,构建成含有发夹结构的RNAi载体pART-F-R。利用农杆菌介导方法,将pART-F-R转化到紫花苜蓿中,经过PCR检测,获得了3株转基因植株。经过RT-PCR检测,证明转基因植株中MsZFN基因表达量明显低于未转基因的植株。结果表明,已构建成功具有发夹结构的RNAi载体pART-F-R,它可有效的抑制紫花苜蓿MsZFN基因。     

Yield benefit and underlying cost of insect-resistance transgenic rice: Implication in breeding and deploying transgenic crops

The rapid development of transgenic biotechnology has greatly promoted the commercialization of genetically modified (GM) crops including the insect-resistant crops worldwide. Apart from the enormous yield benefits brought by the GM crops, the cryptic fitness cost associated with transgenes has also been detected under experimental conditions although it is considered to be rare. To estimate the yield benefit and cost of insect-resistant GM rice, we studied field performances of three insect-resistant GM rice lines, involving their non-GM parental variety as comparison. Great benefits as estimated by the yield-related traits were observed in the GM rice lines when high insect pressure was recorded, but a cryptic yield loss was detected when the level of insect pressure was extremely low. Given the fact that cryptic yield loss presented in the GM rice lines under the low insect pressure, a strategic field deployment should be required when insect-resistant GM rice are commercialized to circumvent the unnecessary yield losses. This is probably true for other insect-resistant GM crops. Effective biotechnology and breeding measures are also needed to particularly minimize the potential underlying cost of an insect-resistance transgene before commercial production of the GM crops.     

DREB1B基因在转基因小麦后代的稳定表达

本研究对基因枪导入了pBAC128F/R质粒(含有玉米Adh1内含子1的CaMV35S启动子驱动的bar基因作为选择标记,以来自拟南芥菜逆境诱导表达类型--亲水蛋白rd29b基因的启动子驱动脱水应答转录因子DREBIB基因的逆境诱导表达类型质粒)的T4代转基因小麦进行了稳定表达研究.PCR、PCR-Southem和Southern杂交分析表明,外源转录因子DREBlB基因已稳定整合到转基因株系的基因组中.半定量RT-PCR结果表明,部分转基因株系的DREB1B基因的相对表达量有所增强.叶片除草剂抗性检测结果显示有8个转基因株系可抗到150 mg/L.叶片脯氨酸含量测定结果表明,有4个株系(编号为1,18,30和76)的脯氨酸含量提高幅度较大,同一株系,干旱与未干旱处理相比,脯氨酸含量提高了3～5倍.干旱处理后的转基因植株与非转基因植株相比,脯氨酸含量高2～3倍.在干旱条件下,T4代田间小区产量统计数据分析结果表明,有4个转基因株系(编号为30,51,70和76)的产量与非转基因植株相比有显著增加.研究表明,利用逆境诱导型rd29b基因的启动子来增强外源DREB1B基因的表达,能显著改良小麦的抗旱性.     

Erzeugung transgener steriler Zitterpappeln zur Verhinderung eines vertikalen Gentransfers in forstliche Ökosysteme

Zusammenfassung Die Anwendung gentechnischer Methoden bei langlebigen Forstpflanzen ist für eine schnelle und effiziente Entwicklung verbesserter Linien besonders attraktiv. Da jedoch in heimischen Waldökosystemen eine freie Kreuzbarkeit zwischen gentechnisch veränderten und nicht gentechnisch veränderten Bäumen angenommen werden muss, ist eine Introgression der gentechnisch übertragenen Gene (Transgene) in den Genpool der entsprechenden Arten zu erwarten (vertikaler Genfluss). Eine mögliche Strategie zur Verhinderung dieses vertikalen Gentransfers ist die Induktion einer männlichen und/oder weiblichen Sterilität. Sicherheitsstudien bei transgenen Forstpflanzen leiden jedoch unter der Problematik von langen Generationszeiten bei Bäumen. Beispielsweise benötigen Pappeln sieben bis zehn Jahre für den Eintritt in die generative Phase. Daher ist die Förderung der Blühinduktion bei transgenen Pappeln im Rahmen der Untersuchungen zur Sterilität sehr wichtig. Neben einem physiologischen Ansatz wurden für die Erzeugung frühblühender Pappellinien in einem gentechnischen Ansatz die Gene Leafy (LFY) und MADS4 (Frühblühgene) getestet. Frühe Blütenbildung ist bei sechs bis acht Wochen alten Leafy-transgenen Linien beobachtet worden. Für 35S::MADS4-transgene Pflanzen konnte bisher noch keine Blütenbildung festgestellt werden. Weibliche und männliche Pappelklone wurden sowohl mit den Frühblühgenen als auch mit Sterilitätskonstrukten transformiert. Damit ist es möglich, in einem gegebenen Zeitrahmen von zwei bis drei Jahren die von transgenen Pappellinien gebildeten Blüten hinsichtlich Fertilität/Sterilität zu untersuchen.     

苜蓿转基因的研究现状和前景

综述了苜蓿转基因研究的现状,介绍了转基因苜蓿研究中的常见问题,展望了转基因苜蓿的应用前景.     

表达短ie-1 dsRNA的转化细胞对家蚕核型多角体病毒的抑制作用

为了利用RNAi技术提高家蚕对核型多角体病毒(BmNPV)的抗性,根据BmNPV复制必需基因ie-1设计其相应的dsRNA,构建带有ie-1 dsRNA表达盒的转基因载体piggyantiIE-Neo,结果显示:表达短ie-1 dsRNA的稳定转化Bm细胞,对BmNPV的增殖表现出抑制作用,但在病毒感染后期,由于病毒恢复增殖导致RNAi的效果被掩盖。通过反向PCR分析外源DNA片段插入基因组位点,结果显示:在转化细胞中,外源DNA可通过随机整合或按照piggyBac特定的转座位点TTAA插入细胞基因组。     

A3启动子缺陷piggyBac转座子在家蚕中的转基因研究

构建了A3启动子缺陷piggyBac转座质粒,以增强型绿色荧光蛋白基因EGFP为标记基因对家蚕品种N is-tari进行转基因实验,发现其具有较高的表达EGFP的转化效率,G0代中EGFP阳性蛾区检出占总注射蚕卵的比率达0.618%,且EGFP的表达呈组织特异性。PCR实验分析也证实了标记基因的成功导入。该实验中标记基因及转基因阳性个体均易于检出,为启动子缺陷转基因方法在家蚕组织特异性启动子筛选研究上的应用奠定了基础。     

转基因抗虫水稻米质的研究

研究了转sck水稻及对照的稻米品质变化。结果表明：与对照相比,转基因株系的加工品质、粒长、糊化温度等指标没有明显变化,D62系列中表现出粒长/宽比增加、垩白度和垩白大小降低、胶稠度和蛋白质含量显著增加,总体表现趋好;而转基因M81的外观品质、胶稠度、蛋白质含量均下降,变差;C162S变化不大。