农杆菌介导大豆遗传转化技术的研究进展

农杆菌介导是大豆遗传转化的主要手段。该文从受体基因型及外植体选择、菌株筛选及载体改造、标记基因选用和添加剂应用等方面,介绍了近年来对农杆菌介导大豆遗传转化方法所做的改进,分析了存在问题,展望了近期发展方向。

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。

农杆菌介导大豆遗传转化优化的初步研究

利用农杆菌对大豆成熟种子子叶节进行转化,探究了不同种植物提取物、植物提取物浓度、大豆基因型、萌发天数以及共培养天数对提高农杆菌遗传转化效率的影响。结果表明:含有植物提取物的共培养菌液侵染子叶节均能够明显提高抗性芽的再生率,但不同基因型的大豆所需的最适提取物浓度不同,‘豫豆22’最适浓度为7mL/L,‘中黄42’最适浓度为14mL/L;‘豫豆22’是本研究中最适宜转化的大豆基因型;萌发5d的大豆子叶节转化率最高;共培养10d获得阳性转化植株率最高。

农杆菌介导大豆遗传转化研究进展及其应用

农杆菌介导是大豆遗传转化的主要手段。近几年来大豆遗传转化方法得到了快速发展,但是仍然存在受体基因型匮乏、转化效率低,再生系统不完善等问题,为了进一步探讨大豆遗传转化的主要问题和策略,本研究归纳了近年来农杆菌介导大豆遗传转化在受体基因型及外植体选择,菌株筛选,标记基因选用和培养基组成等方面所做的改进,以得出有效的解决方法。并且介绍了农杆菌介导大豆遗传转化在作物改良和功能基因组学上的应用。

农杆菌介导大豆遗传转化的影响因素

采用农杆菌介导法，以大豆无菌苗子叶节为外植体，将含有Bar基因及大豆隐花色素基因的表达载体导入大豆子叶节中，在含除草剂的筛选培养基中连续筛选，获得转化植株。研究了农杆菌菌液浓度、浸染时间、共培养时间、乙酰丁香酮的浓度等因素对大豆转化效率的影响，结果表明，农杆菌对大豆转化率的影响较大，当转化的菌液浓度0D600为0．7、浸染时间为30—45min、共培养时问为3d、乙酰丁香酮的浓度为100μmol·L^-1时转化效率较好。

农杆菌介导大豆遗传转化影响因素研究进展

大豆基因工程育种和功能基因组分析亟需建立高效大豆转化体系。本文综述了近年来影响农杆菌介导大豆遗传转化体系的农杆菌因素、植物因素及培养条件等方面的进展,主要包括农杆菌菌株、菌株生长状态、大豆基因型、外植体类型、防御酶、内源激素及侵染和共培养方法等,为提高大豆遗传转化效率及基因工程育种等相关研究提供参考。

影响农杆菌介导大豆遗传转化的因素

以大豆子叶节为外植体,采用农杆菌介导的遗传转化方法,探讨农杆菌菌液浓度、侵染时间、抗氧化剂、表面活性剂Silwet L-77及草丁膦(PPT)筛选浓度等因素对大豆转化效率的影响。结果表明:适合大豆转化的农杆菌菌液浓度D600nm为0.8,子叶节外植体侵染时间以30min为宜,外植体侵染后在含有25mg·L-1LA共培养基中暗培养3d有利于提高转化效率。此外,PPT筛选的适宜浓度为5mg·L-1。根据大豆子叶节农杆菌转化特点,研究中采用了延迟筛选的方法。

根癌农杆菌介导的紫花苜蓿遗传转化体系的优化

为进一步提高根癌农杆菌介导的紫花苜蓿遗传转化效率,本试验以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种‘中苜1号’为试验材料,通过筛选高效再生的植株,以筛选出的植株叶片为外植体,并通过调节培养基激素配比,在农杆菌侵染过程中添加谷氨酰胺、进行冷处理等措施优化苜蓿由农杆菌介导的遗传转化体系。试验结果表明:转化过程中以嫩叶作为外植体,菌液和重悬液中添加150μmol·L^(-1)乙酰丁香酮,侵染过程中使用300μmol·L^(-1)的谷氨酰胺将瞬时转化效率从32%提高至92%,转化效率提高到31%。研究紫花苜蓿的遗传转化体系可为紫花苜蓿高效遗传改良及基因功能研究提供了技术支持。

根癌农杆菌介导彩色马蹄莲遗传转化体系的建立及优化

【目的】建立及优化根癌农杆菌介导的彩色马蹄莲(Zantedeschia hybrida)遗传转化体系,为提高彩色马蹄莲遗传转化效率及培育彩色马蹄莲抗性品种提供理论参考依据。【方法】将不同外植体(茎基、叶、不定芽)和不同浓度噻苯隆(TDZ)(0.001、0.002和0.005 g/L)进行正交试验筛选外植体和丛生芽增殖培养基;液氮冻融法将pCAM BIA2301和pBI121质粒转入农杆菌LBA4404感受态细胞。以β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因作为农杆菌介导转化测定的报告基因,对彩色马蹄莲的丛生芽进行遗传转化,阳性苗经PCR扩增验证转化结果。通过不同硫酸卡那霉素(Kan)浓度(50、100和150 mg/L)、侵染时间(25、30和40 min)及共培养时间(2和3 d)3因素正交试验筛选最佳转化条件。【结果】外植体为不定芽的丛生芽诱导率极显著高于茎基和叶(P<0.01),当不定芽为外植体、TDZ浓度为0.002 mg/L时,丛生芽增殖倍数(5.12倍)显著高于0.001和0.005 mg/L TDZ处理(P<0.05),筛选出M6培养基+0.002 mg/L TDZ+30 g/L蔗糖+6.25 g/L琼脂为丛生芽增殖培养基;影响阳性频率因素排序为:侵染时间>Kan浓度>共培养时间。当Kan浓度为50 mg/L、侵染时间25 min及共培养时间为3 d为最优侵染条件,此时,GUS+丛生芽出芽频率和PCR阳性频率最高,分别为54.0%和15.27%。【结论】成功优化彩色马蹄莲遗传转化体系,最佳外植体为不定芽,转化体系最佳组合为Kan浓度为50 mg/L、侵染时间为25 min及共培养时间为3 d。

农杆菌介导的黄瓜遗传转化体系优化研究

【目的】筛选适用于农杆菌介导的黄瓜遗传转化体系,为通过生物技术进行黄瓜新品种培育奠定基础。【方法】以华北型黄瓜品种‘9930’子叶为试材,探讨卡那霉素浓度(kanamycin, Kan)、预培养时间、预培养基添加乙酰丁香酮(acetosyringone, AS)、分化培养基pH及生根培养基中添加不同外源物质对黄瓜遗传转化的影响。【结果】不定芽分化、生根阶段的Kan临界浓度为150 mg/L;不进行预培养的黄瓜不定芽诱导率最高,为77.17%;当分化培养基pH为5.6时不定芽诱导率最高,为75.26%;外植体在添加0.5 mg/L的IBA生根培养基上生根率达100%,根长也显著增加。【结论】在以黄瓜品种‘9930’子叶节为外植体的遗传转化体系中,150 mg/L Kan可作为不定芽分化和生根阶段的筛选选择压;不进行预培养更有利于其抗性芽诱导;适合不定芽诱导的分化培养基pH为5.6;0.5 mg/L的IBA为诱导外植体生根最佳激素浓度。

农杆菌介导辣椒遗传转化的影响因素

再生体系遗传转化是现代生物技术的一个重要手段,该技术转化基因稳定、成本低效益高。但基因依赖型和顽抗性植物辣椒对农杆菌不敏感,导致辣椒再生体系遗传转化效率低,且存在基因转移整合或目的基因脱靶等问题。为此,综述了农杆菌介导辣椒遗传转化的基因型、受体、外源添加物、发育调节因子、编辑器、接种物、预培养、侵染时间、共培养以及褐化等影响因素,以期降低辣椒遗传转化风险,提高辣椒再生体系遗传转化效率。

农杆菌介导的桑树遗传转化研究进展

农杆菌介导的遗传转化法是目前植物应用最为广泛的转基因技术。介绍了农杆菌介导的植物遗传转化机理,分别对根癌农杆菌和发根农杆菌介导的桑树遗传转化发展状况、研究进展进行了综述,并对桑树遗传转化研究进行了展望,以期为桑树后基因组时代遗传转化研究提供参考。

苜蓿组织培养及农杆菌介导的遗传转化研究进展

苜蓿是重要的豆科牧草,苜蓿品种的改良对畜牧业的发展有重要意义。转基因育种是利用现代生物技术改良作物性状的重要手段。而农杆菌介导的遗传转化被认为是最有效的转基因方法。对大多数植物,组织培养再生体系的建立是遗传转化的基础。本文通过在以往苜蓿组织培养及农杆菌介导的遗传转化相关研究的基础上,对这一领域的进展做了综述。

农杆菌介导水稻遗传转化的影响因素及应用研究进展

在水稻遗传转化过程中,农杆菌介导转化法与其他方法相比优势较多,比如转入的外源DNA结构完整及表达比较稳定、操作简便、转化率高等,已被广泛应用于转基因技术中。本文对根癌农杆菌介导水稻遗传转化的原理、影响遗传转化的因素进行了综述,并探讨了农杆菌介导转化法的应用前景。

农杆菌介导的籼稻9311和华占遗传转化体系的研究

【目的】水稻转基因技术是推动水稻分子生物学研究和精准育种的重要工具。农杆菌介导法是水稻遗传转化的主流方法。然而受基因型限制,典型籼稻的转化效率仍然偏低,需提高其转化效率。【方法】以顽拗型籼稻品种9311和华占为受体材料,研究了不同大量元素、微量元素、有机物和碳源的组合,植物激素浓度,侵染培养基,乙酰丁香酮(AS)浓度和光周期对遗传转化效率的影响。【结果】在成熟种子组织培养试验中,MS大量元素、B5微量元素、N6有机物和麦芽糖为9311最优组合,华占最优组合为MS大量元素、MS微量元素、MS有机物和麦芽糖。诱导培养基中添加0.5mg/L的BAP或1.5mg/L的KT可显著提高9311和华占的组织培养再生率,可达70.0%以上。在侵染过程中,添加100μmol/LAS的转化效率高于200μmol/LAS。光周期实验显示9311和华占宜采用不同的光周期策略,9311在全黑暗条件下进行愈伤诱导和筛选,在全光照条件下进行分化,转化效率最高,达6.0%~6.4%,而华占在12h光照/12h黑暗条件下进行诱导、筛选和分化,获得的转化效率最高(5.0%~7.5%)。【结论】本研究优化了顽拗型籼稻9311和华占的组织培养和遗传转化体系,该体系也可以应用于其他相关籼稻基因型的遗传转化。

农杆菌介导的大豆体细胞胚遗传转化影响因子的研究

用大豆体细胞胚为外植体,以抗性体细胞胚筛选率为转化率的指标,研究了农杆菌介导的大豆体细胞胚遗传转化系统的几种影响因子。结果表明,用球形期的体细胞胚受伤处理作为转基因的受体、预培养1.5天有利于转化;筛选不同的代数,转化率在3个月以前明显下降,而在3个月以后则基本稳定在8%左右。

发根农杆菌介导的闽楠遗传转化体系构建与优化

闽楠[Phoebe bournei(Hemsl.)Yang]为我国重要的珍贵树种。为建立闽楠遗传转化体系,以闽楠幼苗为材料,利用pCAMBIA1300-GFP质粒转化的发根农杆菌介导植株转化。在比较注射和菌液浸泡两种侵染方式侵染效率的基础上,进一步利用正交[L9(3^(3))]试验从菌株种类、菌液侵染浓度和侵染植株苗龄三个方面优化了遗传转化体系。另外,对不同光强影响闽楠毛状根诱导及转化率情况进行了分析。结果表明,注射法的毛状根诱导率和遗传转化率分别为80.0%、66.7%;而菌液浸泡法的诱导率和遗传转化率分别为41.2%、35.3%。正交试验中,影响闽楠毛状根诱导率和遗传转化率的主要因素为菌株种类。最大诱导率和转化效率分别达到了87.5%、70.6%。该体系的最优组合为:K599菌株在菌液浓度OD_(600)=1.2条件下注射侵染三叶期的闽楠幼苗。此外,较弱光强(50μmol·m^(-2)·s^(-1))的培养条件比较强光照(100μmol·m^(-2)·s^(-1))更有利于闽楠幼苗的生长和遗传转化。本研究创建并优化了一套高效、稳定的闽楠遗传转化体系,成功获得了具有转基因毛状根的闽楠植株,为闽楠重要基因挖掘、新种质创建和遗传改良奠定了基础。

大豆体细胞胚胎发生与农杆菌介导的遗传转化

以55个大豆基因型未成熟子叶为外植体,用高浓度2,4 D诱导大豆体细胞胚胎发生与植株再生,并对生产上种植面积大、体细胞胚胎发生率高的大豆基因型用农杆菌介导法进行遗传转化。结果表明,东北地区主栽的大豆基因型中有14个基因型体细胞胚胎发生率超过40%。用含有pGBI121S4ABC质粒的LBA4404农杆菌侵染5个东北地区主栽大豆基因型的2147个未成熟子叶,经卡那霉素筛选得到17株抗性株。经PCR、PCR Southern检测,有12株呈阳性反应,证明Bt基因已导入到大豆中。

农杆菌介导大豆子叶节遗传转化的研究

直接以农杆菌转化系统为平台 ,以栽培大豆 (GlycinemaxL )吉林 35、中黄 2 8、南农、铁丰 2 9、铁丰 30和开育 12的子叶节为外植体 ,用LBA4 4 0 4农杆菌 (含pPC KSA质粒 )研究了影响大豆子叶节转化的因素。结果表明 ,大豆品种之间转化存在着差异 ,吉林 35转化率最高 ,平均转化率为 2 16 % ,单次最高转化率达 6 12 % ;中黄 2 8次之 ,平均转化率为1 9% ,单次最高转化率达 3 33% ;南农转化率为 1 0 5 % ;铁丰 2 9居第 4位 ,转化率为 0 95 % ;铁丰 30和开育 12无转化植株。用 4d苗龄的子叶节 ,农杆菌浸染 30min ,共培养 3d比较合适。萌发培养基和不定芽诱导培养基对转化率的影响存在交互作用 ,对于吉林 35来说 ,大豆萌发培养基 (G)和不定芽诱导培养基 (Y)的最佳组配方式为G2 +Y1(转化率 6 12 % )和G1+Y2组合 (转化率 5 2 6 % )。农杆菌介导的转化系统中 ,转化植株的筛选方式对转化率影响很大 ,筛选培养初期 ,采用比较低的筛选浓度 ,在继代培养过程中逐次提高筛选压力 ,可以获得较好的转化效果。

农杆菌介导大豆不同外植体遗传转化研究

以MYB转录因子GmPHR1为目的基因,冀豆12、冀豆16和绥农14为转化受体,比较农杆菌介导大豆不同外植体的遗传转化技术,为大豆转基因育种提供技术支撑。结果表明,以茎尖转化系统的不定芽诱导率、植株再生率和转化效率最高,且对基因型的依赖性最小,但由于对抗生素的敏感性较差,因而存在一定程度的假阳性;其次,以胚尖转化系统的不定芽诱导率、植株再生率和转化效率较高,对基因型的依赖性较小,同时对抗生素的敏感性较强,因而是一种较为理想的转化系统。而子叶节、下胚轴转化系统则表现出不定芽诱导率、植株再生率和转化效率均较低,且存在较强的基因型依赖性等不足。同时,利用上述4种转化系统,获得了3个供试大豆品种的转基因T1植株。