农杆菌介导的大豆子叶节和下胚轴转化方法的比较及优化

以东农50、东农42和黑农44的子叶节和下胚轴为外植体,对农杆菌介导的大豆子叶节和下胚轴2种转化方法进行了比较和优化。结果表明:不同转化方法对大豆的品种要求不同,东农50适合子叶节转化法,而黑农44适合下胚轴转化法。在子叶节转化体系中,卡那霉素的筛选浓度是100 mg.L-1,在下胚轴转化体系中,卡那霉素的筛选浓度是75 mg.L-1,可见下胚轴体系比子叶节体系在卡那霉素筛选过程中表现得更为敏感。在子叶节和下胚轴转化体系中,最适乙酰丁香酮浓度均为200 mol.L-1,最适共培养时间均为3 d。在子叶节转化体系中,5 d苗龄时转化率最高,而下胚轴转化体系中,4～6 d苗龄时转化率均较高,以6 d苗龄最高。

抗盐基因Gm01g04890大豆子叶节遗传转化研究

利用根癌农杆菌介导的大豆子叶节转化方法,将转录因子HD-Zip家族基因Gm01g04890分别导入测序品种Willimas 82(W82)和小粒豆品种东农50(DN50)两种大豆品种的子叶节中.探讨了种子萌发时间、农杆菌菌液浓度、侵染条件、共培养时间和乙酰丁香酮(AS)浓度等因素对大豆子叶节形成不定芽的影响,优化了大豆子叶节遗传转化体系.T0代再生植株经草铵膦筛选以及RT-PCR检测,Gm01g04890基因已成功转入并整合于大豆基因组,获得了转Gm01g04890基因的DN50大豆抗性植株.

影响农杆菌介导的大豆转化效率的因素研究

本研究运用农杆菌介导的大豆子叶节转化的方法,探讨了包括基因型和抗生素在内的对大豆转基因效率有重要影响的多个因素。研究发现通过侵染4周后丛生芽报告基因表达的检测可以早期评估农杆菌的侵染效率,而侵染4周后丛生芽的出芽率刚能准确地反映大豆的再生能力。通过比较9个大豆品种的再生能力和对农杆菌EHA101的敏感性,得出对该法侵染效果最好的受体品种为黑农37;通过对转基因组培系统中广泛运用的4种抗生素组合的抑菌效果及对转化效率的影响的比较,得出最优的抗生素组合为头孢噻肟(cefotaxime)100mg/L加羧苄青霉素(carbenicillin)500mg/L。实验还发现,农杆菌侵染大豆子叶节的最佳侵染时间为30￣60min,共培养时间为3￣5d,组培筛选体系选用草丁膦代替潮霉素效果更好。

利用GUS基因瞬时表达对大豆子叶节和胚尖转化方法的比较及优化

建立了一个综合利用CaMV 35S::GUS基因的瞬时表达水平、表达位点和表达率来评价大豆转化效率的检测体系,并利用该体系对分别以栽培大豆(Glycine max L.)"科丰6号"、"合丰35"、"中黄13"和"垦农18"的子叶节和胚尖为外植体的农杆菌介导的2种不同转化方法进行了比较和优化。实验结果表明,不同的转化方法对大豆的品种要求不同,"科丰6号"和"合丰35"2个品种适合子叶节转化法,而"中黄13"更适于胚尖转化法。大豆萌发培养基和共培养基对转化频率的影响存在交互作用,低6-BA的萌发培养基和高6-BA的共培养基配合、或者高6-BA的萌发培养基和低6-BA的共培养基配合使用适合"科丰6号"子叶节转化法,而"中黄13"胚尖转化法要求萌发培养基和共培养基中的6-BA浓度都较高。另外,在子叶节转化系统中,6 d苗龄的子叶节共培养3 d GUS基因的瞬时表达率较高,而在胚尖转化系统中大豆的萌发时间对GUS基因的瞬时表达率并没有显著的影响,胚尖与农杆菌共培养较宜的时间为5 d。

盐胁迫应答基因GmWRKY6的克隆及转基因百脉根的抗盐分析

根据大豆盐胁迫RNA-Seq数据,筛选并克隆得到1个大豆WRKY类转录因子GmWRKY6基因。序列分析表明,该基因含有1个1674bp的开放阅读框,编码557个AA,编码蛋白属于IIb类WRKY家族成员,含有1个WRKY保守结构域和1个C2H2锌指结构基序。基因表达模式分析表明,GmWRKY6基因在大豆根中表达量较高,并且该基因受盐胁迫诱导表达。构建GmWRKY6基因的植物超表达载体,获得7株T0代阳性转GmWRKY6基因百脉根。进一步对T1代转基因株系进行抗盐分析发现,在200mmol·L-1 NaCl处理14d后转基因株系生长状态良好,而野生型对照生长矮小,叶片干枯。此外,对相关生理指标的测定发现,转基因株系叶片中脯氨酸和叶绿素含量显著高于野生型对照,而丙二醛含量和相对质膜透性显著低于野生型对照。此外,盐胁迫下转基因百脉根叶片中钠离子含量显著低于对照,而钾离子含量显著高于对照。以上结果表明大豆GmWRKY6基因的超表达能够显著增强百脉根的抗盐能力。