作物基因工程研究情况

目前接近于生产上应用的基因工程产品,是抗除草剂的烟草及其他抗除草剂的双子叶植物。草甘膦是目前世界上获得最广泛应用的除草剂,从环境保护的角度来看,草甘膦也是最安全的除草剂。但是这种除草剂是非选择性的,既能杀灭杂草又能毁坏庄稼。它杀死植物的机理在于抑制EPSP合酶的活性。利用基因工程技术。

转基因在玉米中的遗传分离与整合特性的研究

用PCR和DNA分子杂交方法研究了转基因Bt在3种不同方法获得的8个转化体后代中的遗传分离、整合性质及其稳定性，结果表明：（1）转基因在大多数转化体后代中呈简单的孟德尔遗传。在R_1至R_2代，部分家系中转化体比例偏低，有的发生转基因丢失，但到R_3代以后均趋于正常的孟德尔遗传方式，在群体中固定下来；（2）转基因在不同转化体中的整合类型有一定差异，但整合的位点和拷贝数都较少，区多呈串联或紧密连锁的整合；（3）在部分家系中发现了个体间Southern杂交带型改变的现象，尤其在丁_4的两个R_5家系中表现较复杂。

几种玉米基因转移技术的研究及转基因植株的获得

用基因枪、超声波和子房注射法转化玉米,所用质粒pB48.415带有3＇端截短的Bt毒蛋白基因和潮霉素磷酸转移酶(hpt)基因。用基因枪轰击玉米胚性愈伤组织和幼胚,超声波处理玉米胚性愈伤组织,用自制的微玻针注射授粉后10～20h的玉米子房,均已成功地获得了转Bt基因的玉米植株。点杂交和Southern吸印杂交的结果都证明在转基因玉米植株中存在Bt毒蛋白基因。

拟南芥菜花药绒毡层启动子的克隆和序列分析

以拟南芥菜 ( Arabidopsis thaliana)基因组 DNA为模板 ,通过 PCR扩增得到绒毡层特异表达基因 A9的启动子片段 ,克隆到 p UC18载体上。序列分析表明 ,该启动子大小为 360 bp,RNA聚合酶识别序列 TATA box,花药特异表达和增强序列 TGTGG、 TGTGA两个 Motifs皆完整 ,与已报道的序列比较仅有 3个核苷酸发生改变 ,同源性为 99.2 %。该启动子与 GUS基因融合后用基因枪转化玉米花药 ,荧光分析显示花药中有 GUS酶活性存在。

玉米原生质体培养及可育植株的再生

由玉米获白×莱1029的幼胚诱导愈伤组织,经改造后进行液体悬浮培养,获得了优良的、有再生能力的悬浮细胞系。用其分离原生质体,采用4种方式进行培养,最高原生质体植板率达到1.2％。原生质体再生的小愈伤组织,通过分步诱导分化法,获得了5株完整的绿色植株,经进一步的壮苗培养后,移栽到土壤中全部成活,最终雄穗结籽。后代植株育性正常。

玉米获白×莱1029的悬浮细胞系的建立及其再生植株的研究

利用玉米获白×莱1029的未成熟胚诱导的愈伤组织,系统地研究了愈伤组织的改良、悬浮细胞系的建立及其分化。结果表明,获白×莱1029的愈伤组织在高硝态氮的培养基上,经过调节2,4-D的浓度、渗透压和NaCl的浓度,选择得到了黄色、小颗粒状结构、不分泌粘液、快速生长和易于悬浮的松脆愈伤组织:在悬浮培养初期,经过高浓度2,4-D的启动,短时间内先后建立了4个悬浮细胞系,并对其中一个系的生长特性进行了鉴定:采用过渡分化的方法,悬浮细胞系再生了7株完整、健壮的试管苗。文章还对愈伤组织改造中所采用的措施进行了单因子分析,对有关问题进行了讨论。

玉米F_2群体中偏分离RFLP标记在染色体上的分布及原因分析

研究了利用玉米85个 DNA 限制性片段长度多态性(RFLP)标记在玉米自交系7922与5003杂交 F2群体中的分离。结果表明,8.33%的标记显著或极显著地偏离了预期的孟德尔比例而表现偏分离,发现了2个偏分离的染色体热点,即第1染色体上的 umc128-umc107和第3染色体上的 asg24-asg48,其偏分离形成的主要原因是存在配子体选择。

玉米雄性不育基因和恢复基因表达载体的构建与鉴定

利用限制性内切酶HindⅢ和XbaⅠ从质粒pZBN上切下含有Zm13启动子和Barnase基因编码区的1．4kb片段．与同样酶切的pDM302大片段相连接，构建成带有Zm13－Barstar－nos3’不育基因的重组质粒pZMS。用HindⅢ和kpnⅠ酶切pZ13，回收1、1kb的Zm13启动子，与同样酶切的pBST相连接，得到重组质粒pZBT。又用HindⅢ和XbaⅠ酶切质粒pZBT，回收1．4kb的小片段，与同样酶切的pDM302大片段相连接。构建成带有Zm13－Barstar－nos3’恢复基因的重组质粒pZRF。用HindⅢ从质粒pBARGUS上切下含抗除草剂基因片段，分别插入到pZMS和pZRF的HindⅢ位点上，构建成带选择记的玉米雄性不育基因表达载体pZMSBAR和恢复基因表达载体pZRFABR。经酶分析和PCR扩增证明，两个载体的构建是正确的。

基因枪轰击法在植物遗传转化研究中的应用(综述)

介绍了目前所用的几种基因枪作用的原理、使用特点及在植物遗传转化研究中应用的现状。分析了影响基因枪转化效率的一些因素。

细菌CAT基因在转基因番茄植株上的表达

本研究利用叶盘(Leaf disc)法将细菌 CAT 基因(氯霉素乙酰转移酶基因)转入番茄栽培品种462的细胞中,通过组织培养,获得了能在含卡那霉素培养基上生长的转化体再生植株.经 DNA 分子杂交及蛋白质检测,证明 CAT 基因已插入植物基因组中,并已在植物组织中表达。

大豆α′基因在烟草植株中的表达

将大豆种子7s 贮藏蛋白α'亚基基因通过含改装 Ti 质粒的根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)感染转化烟草叶片,并使转化组织再生成完整植株。所有再生的转基因烟草植株正常开花结籽,形在态上未发生任何变化。Southern 杂交证明,α'亚基基因已插入烟草基因组中。ELISA 分析表明,转基因植株种子中α'亚基蛋白的含量显著高于非转化植株,而在叶和茎中α'亚基蛋白的含量转化植株和非转化植株并无差异。说明α'亚基基因在转化植株中可以表达,但只在种子中积累,而不在叶片和茎中积累。由此可见,α'亚基基因在转基因烟草中的表达和积累方式与在大豆中的表达和积累方式是一致的。另外,对三株转基因植株的后代幼苗进行胭脂碱检测,表明α'亚基基因在转基因烟草中稳定遗传,后代分离比例为3:1,符合孟德尔遗传规律,故α亚基基因是以单位点的形式整合到受体的染色体上,符合一对因子遗传的规律。

植物抗渗透胁迫基因工程研究进展

植物抗渗透胁迫基因工程研究进展刘岩１彭学贤２谢友菊１戴景瑞１（中国农业大学植物科技学院北京１０００９４）（中国科学院微生物研究所植物生物技术开放实验室北京１０００８０）２土壤盐渍化是影响农业生产和生态环境的一个重要因素。据统计，全世界的盐土约占陆地面...

玉米愈伤组织对草丁膦的抗性及氨基酸对这种抗性的影响

将玉米（ＺｅａｍａｙｓＬ．）（Ｐ９１０×Ｚ３１）愈伤组织接种于含不同浓度草丁膦及不同氨基酸的Ｎ６培养基上，测定愈伤组织重量增长及ＮＨ＋４积累水平。统计结果表明，当培养基中草丁膦浓度为４ｍｇ／Ｌ时，愈伤组织重量增长最低；浓度为８ｍｇ／Ｌ时，ＮＨ＋４积累水平达最高。综合考虑这两种因素，在培养基上选择转化体的草丁膦浓度以６ｍｇ／Ｌ为宜。在含有草丁膦的选择培养基上，Ｌ精氨酸和Ｌ谷氨酸能通过代谢调节显著降低玉米愈伤组织中的ＮＨ＋４浓度；而Ｌ脯氨酸虽明显促进玉米愈伤组织在选择培养基上的重量增长。

细胞水平抗玉米小斑病C小种的Cms-C玉米突变体选择

用Cms-C综31×齐31,Cms-C综3×齐31,Cms-CAyx187y-1×齐31的玉米(Zeamays L.)幼胚所诱导出的愈伤组织,在继代繁殖后转移到含有玉米小斑病(Helminthosporium maydis)C小种毒素的培养基中培养并进行突变体选择。现已获得了大量的抗病突变体再生植株,并有部分植株移栽成活,这些成活的植株经抗病性鉴定结果与对照有明显的差异。

一个与玉米基因表达沉默有关的cDNA片段的克隆及序列分析

利用cDNA AFLP技术分离了一个与玉米基因表达沉默有关的cDNA片段 ,Northern杂交分析表明 ,该基因在Mo17的苗期和雄穗生长锥伸长期都表达 ,但在Mo17与其亲缘关系较近的另一亲本杂交的F1代中却表现沉默 ,即表现单亲沉默。同源性分析表明 ,该克隆片段与GenBank中玉米通用调控因子 (GRF)部分区段有 98.6 %的同源性 ,与玉米通用调控因子编码的mRNA部分序列有 83%的同源性。以上结果表明 ,基因沉默可能是亲本GRF在F1代的基因间互作中受到抑制 。

类质粒S-1与玉米和高粱基因组同源性的研究

在S型和N型玉米线粒体基因组中,存在S-1、S-2类质粒的同源序列。研究表明,在正常细胞质的线粒体DNA(mtDNA)主环(570kb)上,与S-1同源的这段序列位于6.9kb的BamH Ⅰ片段之中。此外,在N型玉米核基因组中,也存在与类质粒S-1的同源序列。

转Zm13-Barnase基因玉米的获得及其花粉育性研究

研究了Z31×Q31、H×Z3、A188×B73三种玉米 (ZeamaysL .)基因型的愈伤组织对除草剂Bialaphos的耐性 ,从而确定 5mg·L-1为适宜的选择压。用基因枪将Zm13_Barnase基因转化玉米Q31×Z3、Z31×Q31的胚性愈伤组织 ,经 6轮的除草剂筛选获得 32块抗性愈伤组织 ,再生得到 2 4个植株。经PCR检测 ,18个植株PCR反应呈阳性。I_KI染色和花粉离体萌发观察发现 ,5个植株的花粉为部分不育。Southernblot分析证明 ,这 5个植株中整合有Bar nase基因。

玉米线粒体类质粒S-1的克隆和鉴定

S型细胞质雄性不育玉米的线粒体类质粒S-1为一个长6.4kb的双链线状DNA分子。本文对基本上全长的S-1(只用限制性内切酶PstⅠ在两端各切掉128bp)在pUC18和pBR322两种质粒中进行了克隆,得到4种杂合的质粒。限制性酶切图谱证明它们分别是S-1以不同方向克隆在两种质粒中的结果,Southern印迹杂交也证明S-1克隆在pBR322中。

用于转化玉米的载体的构建及其鉴定

将在植物中能表达的GUS基因插入到质粒pBS中,得到两种重组质粒pBSG_1和pBSG_2,经限制性内切酶分析表明,它们分别是GUS基因以不同方向插入到pBS中的结果,Southern杂交也证明GUS基因巳插入到pBS中。用类似的方法构建了含植物中能表达的NpTII报告基因及S_1片段的质粒pBIS,。所构建的三个质粒均含有与玉米核DNA有同源性的S_1类质粒片段,可用于转化玉米原生质体。

玉米(Zea mays L.)体细胞胚状体的发生和植株再生

在 mMSA、mMSB 和 N_6C 三种培养基系列中分别培养11个玉米自交系的未成熟胚,其中10个系的幼胚盾片能诱导产生胚性愈伤组织和胚状体,并能再生植株。试验结果表明,适当调节培养基系列中不同培养基的蔗糖浓度能有效地促进胚状体的发生。通过扫描电镜观察了玉米体细胞胚状体的形态发生过程。部分再生植株移栽成活并结实。再生植株当代(R_0代)均有不同程度的形态变异。所观察的再生植株下一代(R_1代)根尖细胞染色体数目均为20条。文章对影响玉米体细胞胚状体发生的因素进行了讨论。