农杆菌介导大豆遗传转化研究进展及转基因作物现状

利用转基因技术将目的基因导入植物受体细胞,使目的基因在植物受体中表达,从而获得优良性状的植株,达到快速培育植物新品种的目的。将植物基因工程技术与常规育种技术相结合,在培育优质、高产和抗逆植物新品种中具有巨大潜力。目前,在各种转基因物种中,大豆仍是难转化的作物之一,建立有效的转化系统是改良大豆品质性状和研究大豆功能基因的先决条件。综述农杆菌介导大豆遗传转化分子机理,影响大豆遗传转化因素,提高大豆转化效率的最新研究进展及转基因大豆生产现状。

农杆菌介导的大豆转基因研究进展

植物基因工程是大豆遗传改良的的重要途径。近几年来转基因植物与日俱增,转化方法也得到了快速的发展。本文综述了农杆菌介导的大豆遗传转化体系及其优缺点,分析了影响转化效率的因素,介绍了农杆菌介导的转基因大豆研究成果。通过对不同方法的比较,结果表明农杆菌介导法是目前大豆转基因中发展较为成熟的方法,但转化体系有待于进一步的优化,从而提高转化率。

根癌农杆菌介导β-1,4-半乳糖苷转移酶基因转化大豆及其转基因植株再生

以大豆下胚轴为外植体 ,通过根癌农杆菌介导转化法 ,建立起良好的转化系统 ,将人的 β -1 ,4-半乳糖苷转移酶基因 (hGT)导入大豆。经转化的外植体在添加 1 0 0mg/L氨苄青霉素和 5 0mg/L卡那霉素的选择培养基中可诱导出愈伤组织和芽再生 ,在 1 /2MS培养基上诱导生根 ,并培养成再生苗 ,获得了完整的抗性再生植株。进行Southernblot分子杂交鉴定 。

根癌农杆菌介导深黄被孢霉△^6-脂肪酸脱氢酶基因转化大豆及其转基因植株再生

采用农杆菌介导的大豆子叶节转化系统成功的将深黄被孢霉△6 脂肪酸脱氢酶基因导入大豆。从发芽 5～ 7d的大豆无菌苗切取子叶节外植体 ,经农杆菌浸染和共培养后 ,在含 50mg L卡那霉素的选择培养基上培养 2～ 4周后 ,从子叶节处诱导出抗性不定芽。将不定芽转移到伸长培养基上 ,4～ 6周后长至 2～ 3cm高的再生苗。再将再生苗切下转入生根培养基 ,2～ 6周生根。生根后的再生植株经逐步锻炼移入花盆中 ,部分移栽成活的T0 植株能正常开花结荚。从T0 植株上收获T1种子 ,按株系种植。T0 和T1代经PCR检测和DNA分子杂交分析 。

农杆菌介导法获得小麦转基因植株的研究

从 gus基因的瞬时表达入手 ,利用不同种类的农杆菌菌株感染小麦不同基因型和同一基因型的不同外植体 ,研究了农杆菌菌系、小麦基因型和外植体对转化效率的影响。从中优选出了对小麦愈伤组织感染力比较强的农杆菌菌系 AGL 0和 MOG10 1,以及高敏感受体基因型 Alondra和扬麦 15 8等。实验结果还表明 ,预培养 10～ 15天的幼胚愈伤组织具有较高的瞬时表达率和再生能力 ,是较好的转化受体。对愈伤组织与农杆菌共培养后的筛选程序进行了摸索 ,获得了 70多个 PPT(Phosphinothricin)抗性植株 ,经 PCR等分子检测分析 ,证明部分植株实现了外源基因的成功转化 ,为进一步的研究工作打下了基础。

通过农杆菌介导法将Bt(cryIA)基因导入大豆

采用农杆菌介导的大豆子叶节转化系统成功地将Bt基因 (cryIA)导入大豆。从发芽 5 - 7天的大豆无菌苗切取子叶节外植体 ,经农杆菌感染和共培养后 ,在选择培养基上 4周左右出现抗性不定芽。将不定芽转移到芽伸长培养基上 ,4 - 6周后再生苗长至 2 .5 - 3cm高。再将再生苗切下转入生根培养基 ,2周左右生根。生根后的再生植株经逐步锻炼移入盆中 ,所有植株均能正常开花结荚。在移栽成活的 8株T0 植株中有 7株PCR检测呈阳性反应 ;在 7个T1株系中有 4个株系存在PCR阳性植株。取 4个稳定遗传的T1代株系内的阳性植株的叶片提取DNA ,用地高辛标记的Bt基因探针进行Southern杂交分析 ,结果 4个株系均呈现阳性 ,证明Bt基因已整合到受体大豆的基因组内并能传递给后代。

农杆菌介导的牡丹江8号高效转基因体系的建立

粳稻品种牡丹江 8号具有繁殖周期短、对多个白叶枯病和稻瘟病生理小种感病或高度感病的优点 ,因此 ,是水稻抗白叶枯病和抗稻瘟病基因克隆研究中候选基因功能验证的一个理想受体。本试验通过对农杆菌侵染参数的优化 ,建立了农杆菌介导的牡丹江 8号高效转基因操作体系。在 3次重复试验中 ,该转基因操作体系抗性愈伤转化率分别为 6 7.5 %、 75 .8%和 70 .0 % ,抗性植株转化率分别为 36 .2 %、 4 2 .1%和 37.9% ,具有较高的转基因效率和转基因稳定性 ;

根癌农杆菌介导获得稗草Ecppc转基因小麦的研究

采用携带pUbi-Ecppc质粒的3个根癌农杆菌菌株(LBA4404、EHA105和C58c1),对经过预培养10-12 d的春小麦品种扬麦158、Bobwhite和扬麦12的幼胚愈伤组织进行了遗传转化,对筛选中的抗生素浓度、菌液浓度、共培养温度和时间、受体基因型、菌株-质粒组合等影响转化的重要因素进行了研究。首次将单子叶野生C4植物稗草的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ecppc)导入不同基因型小麦受体,并得到具有潮霉素(Hyg)抗性的转化植株。从816块共培养愈伤组织中转化得到34株抗性植株,其中14株PCR检测为阳性。扬麦158的转化效率达3.03%。Southern和RT-PCR分析表明,外源基因已整合到小麦基因组并得到正确的转录。生理学检测显示,转基因小麦植株的光合速率和PEPC活性都有所提高。说明Ubiqintin基因启动子控制的稗草PEPC cDNA基因在小麦中可以正确表达和起到一定的生理作用。这些工作为进一步探讨PEPC对小麦光合作用及其他生理过程的影响奠定了基础。

农杆菌介导抗虫CpTI基因的花生遗传转化及转基因植株的再生

通过农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)Ti质粒介导途径,将抗虫CpTI基因转入花生,经过诱导分化获得转基因再生植株。PCR检测及Southern杂交鉴定结果表明,外源CpTI基因已整合到大部分再生花生植株的基因组中。通过抗虫性检测试验,转基因花生具有一定的抗虫性。

大豆子叶节组培再生系统与农杆菌介导的基因转化系统的比较研究

不同基因型的大豆子叶节在添加适宜 BA的 MS培养基上培养 ,可从子叶节诱导出高频丛生芽 ,并获得大量再生植株 .通过农杆菌介导法 ,将深黄被孢霉Δ6 - 脂肪酸脱氢酶基因导入到栽培大豆吉林 43和黑农 3 7品种中 .经过在含 5 0 0 mg/L卡那霉素的筛选培养基中连续筛选 ,获得一批转基因植株 .经 PCR检测和 DNA分子杂交分析 ,初步证明外源基因已导入并整合到大豆基因组中 .本文重点阐述了组培再生系统和基因转化系统的内在联系和不同点 .

通过根瘤农杆菌介导法获得菊花转基因植株

以带叶茎段为外植体，通过根癌农杆菌介导法，将兔防御素NP－1基因导入菊花品种“001”中。经梯度卡那霉素（kanamycin，Km）筛选，获得了大量Km抗性植株，其中部分Km抗性植株经Southem杂交鉴定为转基因植株。从而成功地建立了菊花遗传转化系统，为菊花分子育种奠定了基础。

农杆菌介导的植物转基因影响因素

农杆菌介导法是植物转基因常用的方法,具有费用低、拷贝数少、重复性好以及能转移较大片段等独特优点。转化率是农杆菌介导的植物转基因中的关键问题,多种因素影响着转化率的高低,包括菌株和载体的组合类型、农杆菌的生长状态和菌液浓度、抑菌抗生素、筛选系统中的筛选剂种类和选择压及筛选方法、共培养时间和共培养基的pH值、培养环境的光照度和温度、以及外植体接种方式等方面。

农杆菌介导法将热激转录因子8基因转入大豆

植物转化是开展基因工程育种和鉴定基因功能的重要途径。本研究的目的在于向大豆受体导入热激转录因子8(heatshockfactor8,hsf8)基因,以加强目的基因hsp70的表达和增加转基因大豆的抗逆性,同时探索提高大豆转化率的途径。本文以大豆子叶节为外植体,通过农杆菌介导法将hsf8基因转入栽培大豆品种科新3号中,获得了13株抗卡那霉素的转化植株。PCR检测表明,其中的9株呈阳性反应,证明hsf8基因已整合到大豆基因组中。本实验获得的实际转化率为2.39%。文中讨论了选择适宜的种子灭菌方法和大豆受体品种对提高转化率的有效作用。

农杆菌介导玉米转基因的影响因素研究

研究了农杆菌介导玉米转基因过程中涉及的外植体选择、高渗和农杆菌共培养、选择培养基筛选转化体等因素对愈伤组织生长及转化效率的影响。结果表明,同一基因型玉米自交系中有少数幼穗幼胚诱导出的愈伤组织生长速度快,转化效率高;高渗和农杆菌共培养以及除草剂筛选抑制愈伤组织的生长,致使部分转基因愈伤不能分化成苗,并提出其解决途径。

农杆菌介导法将SPS基因导入大豆的研究

长期以来,大豆遗传转化由于受基因型限制,受体系统不完善、实验结果重复性差等因素,使农杆菌介导的大豆遗传转化频率低下。农杆菌介导法多以子叶节为受体系统,但转化体极易形成嵌合体,导致后期筛选难度加大。基因枪方法的技术难度大、易引起基因沉默。以大豆胚尖为受体,采用农杆菌介导法将玉米蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因导入大豆基因组中。由于胚尖具有较强的分生能力,再生细胞由转化细胞而来,极大地降低了生成嵌合体的可能性。卡那霉素抗性植株经PCR及Southern杂交等分子检测,证明目的基因已导入并整合到大豆基因组中。

根瘤农杆菌介导将大麦叶片型α—硫堇DB4基因导入小麦获得转基因植株及后代

利用根瘤农杆菌遗传转化系统，以普通小麦核生3号和济南177为材料，将绿色组织特异表达的核酮糖二磷酸羧化酶／加氧酶的激化酶启动子(RCAP)和渗透蛋白基因启动子(OSM)驱动下的抗真菌的α—硫堇DB4基因，以及nptⅡ基因导入小麦胚性愈伤组织中，获得了nptⅡ抗性植株。转基因小麦后代表现出延迟和减轻白粉病的发病。

农杆菌转化法将抗虫基因导入大豆获转基因植株

利用根癌农杆菌(Agrobacteriumfaciens)介导法将抗虫基因导入大豆子叶节。大豆无菌苗子叶节经过与 根癌农杆菌共培养、卡那霉素抗性筛选获得96株抗性植株,经PCR和PCR-Southern鉴定,有4株为阳性株。

农杆菌介导不同基因型大豆品种子叶节遗传转化条件的研究

以黑农46、黑农53和黑农56的子叶节为转化受体,对农杆菌介导大豆子叶节遗传转化中的6-BA浓度、草丁膦浓度、侵染时间、共培养时间以及伸长培养基进行筛选,确定适合不同基因型的最佳转化条件。结果表明:黑农46、黑农53和黑农56的最佳6-BA诱导浓度分别为1.7、1.6和1.7 mg.L-1;最佳草丁膦筛选浓度分别为2.0、3.0和2.0 mg.L-1;同时确定了侵染时间、共培养时间和伸长培养基类型的最佳组合是侵染时间25 min、共培养时间3 d和Ⅲ型伸长培养基。

农杆菌介导的玉米转基因研究进展

从转基因技术、农杆菌介导的受体以及影响农杆菌转化的因素和玉米转基因的现状等方面,综述了在玉米中农杆菌介导转基因的进展。

通过农杆菌介导法将口蹄疫结构蛋白全长基因P1导入大豆的研究

本研究以大豆体细胞胚为受体,用农杆菌介导法将口蹄疫病毒结构蛋白全长基因P1导入大豆基因组中,获得了抗性植株。经G US染色、PCR及PCR-southern杂交等分子检测,证明目的基因已导入并整合到大豆基因组中,为利用大豆作为生物反应器生产口蹄疫新型口服疫苗奠定了基础。