离子束介导外源全DNA转化对作物改良的原理初探

远缘杂交的实质是分子水平的片段杂交 ,进化过程中物种间的渐渗杂交是远缘杂交的自然形式 ,从而认为物种间分子水平上的片段杂交具有进化意义。离子束介导外源全DNA转化具有相似的机理。一些渐渗杂交引起的进化现象 。

离子束介导甘蓝全DNA转化拟南芥菜的分子分析

30 keV的Ar+离子束在1.5×1017 ions/cm2的注入剂量下介导外源甘蓝全DNA导入模式植物拟南芥菜,在94株转化当代植株中,有6株表型产生变异。以其中的一株(T-5)作为研究对象,用80条10碱基随机引物对该株和其子代变异株基因组作随机扩增的多态性DNA分析,引物S176 在T-5和其变异子代T-5-2中扩增出了相同分子量的变异新条带T-5S176-620。T-5S176-620的碱基序列和拟南芥菜基因组序列进行同源比对,结果表明该片段不属于拟南芥菜基因组,Southern杂交实验证明该片段来自供体甘蓝基因组。但是,根据T-5S176-620序列设计的引物不能从甘蓝基因组中扩增出预期长度的DNA片段,结合离子束介导外源全DNA转化的特点和过程,探讨了其中可能的机制。

离子束介导甘蓝全DNA转化拟南芥菜的RAPD分析

在离子束介导甘蓝外源全DNA转化拟南芥菜的当代发现了 2株表型变异株 ,以其中的1株 (编号为T6)作为研究对象 ,用 40对 1 0碱基的随机引物对该株和其后代株进行RAPD分析 ,发现S1 68号引物对T6和其后代株的RAPD结果与对照相比有明显差异 ,说明离子束介导外源基因转化可以引起受体基因组变异 ,并且该变异有遗传性。对差异条带测序后同拟南芥菜基因组序列比对 。

离子束介导外源全DNA转化拟南芥菜的诱变效应

用 30kev的Ar+ 离子 ,以 1.5× 10 17ions/cm2 的注入剂量分别介导外源拟南芥菜 (Lansberg生态型 )、甘蓝、红甜菜和芦荟的全DNA转化拟南芥菜种子 (Columbia生态型 )。转化当代营养期表型变异率与外源供体和转化受体的亲缘远近没有必然的联系 ,而低育性株率却随着外源供体亲缘关系的从近到远 ,呈现一种从低到高再变低的变化趋势。从低育性株后代中选育出 2个稳定的突变体 ,该突变体不但保持了其亲本的低育性 ,而且其他性状也有较显著的变异 ,如株型、叶型等。

Ar^+离子束介导白棉全DNA转化彩棉中酚类物质的研究

通过 25KeV不同剂量Ar+离子注入和DNA溶液浸泡法,将白棉全DNA导入彩棉。观察了Ar+离子注入后处理及ck的发芽率;再以彩棉开花期叶片为实验材料,研究茎叶中的茶多酚及多酚氧化酶含量的变化。结果表明:随Ar+离子剂量的升高,发芽率呈现马鞍形变化,GTP、PPO含量也都有不同程度的增长;这说明Ar+离子注入可显著促进外源DNA导入受体,增加了后代的变异频率并且增强彩棉的抗病性。

离子束介导大豆DNA转化小麦后代高蛋白株的RAPD标记分析

利用离子束介导法将大豆DNA导入小麦,经过连续4代田间筛选和蛋白含量测定,获得高蛋白变异株系.采用RAPD分析技术,用34条随机引物对供体大豆、受体小麦和3个高蛋白小麦变异株的基因组DNA进行扩增.有29个引物扩增出清晰稳定的条带,其中18个引物扩增出的条带有不同程度的差异.高蛋白小麦突变株与受体小麦(对照)相比出现了条带的增加、缺失、扩增带深浅等变化,也出现了与受体小麦不同而与供体大豆相同的扩增带.实验结果表明,外源大豆DNA导入受体小麦可以引起后代基因组DNA序列变化,扩大小麦遗传基础.

用离子束介导外源全DNA转化拟南芥菜的诱变体

植物特别是高等植物在漫长的历史形成过程中所具有的遗传保守性一般很不易打破，但用生物技术方法，目前可以打破，且可创造新的突变体和新物种，由此可达此目的。例如郑州大学离子束生物工程实验室的卞坡博士和华中农业大学食品科技学院的谈重芳先生等利用离子束介导外源全DNA转化拟南芥菜的诱变效应就是例证之一。

离子束介导外源DNA转化小麦的当代生物效应分析

为拓宽小麦种质资源,创造优异新种质,以6个玉米品种和1个银杏品种的总DNA为转化供体,以4个小麦品种为转化受体,进行了离子束介导遗传转化研究试验。结果表明,离子注入和离子束介导遗传转化后,受体材料田间出苗率有明显降低,离子注入、DNA溶液浸泡和离子束介导遗传转化处理小麦当代都有一定的变异率,具有明显的生物效应;离子注入和离子束介导遗传转化的当代生物效应二者间没有明显差异,但较DNA溶液浸泡均更明显。田间出苗率和当代变异率能较一致地反映离子束介导遗传转化存在基因型上的差异。

离子束介导玉米DNA导入水稻引起遗传变异的RAPD分析

本实验采用４０ 个随机引物对低能离子束介导紫玉米全ＤＮＡ 转化水稻早籼２１３ 获得的８ 个玉米稻株系基因组ＤＮＡ 进行ＲＡＰＤ检测。其中３６ 个随机引物得到扩增图谱。统计分析图谱中的各类扩增带，其中变异株系与早籼２１３ 的相似率为９１．２—９５．５％ 。差异带占总带数的８．９—１７．７％ ，说明外源ＤＮＡ 导入受体细胞引起后代基因组ＤＮＡ 的显著变异，这些变异很可能是表型及生理性状变异得以稳定遗传的物质基础。

低能离子束介导的遗传转化研究进展

低能离子束注入对细胞的刻蚀作用提供了外源遗传物质进入细胞的途径。离子束介导的遗传转化技术已在水稻、小麦、烟草、棉花等多种植物上取得成功。对离子束介导遗传转化的原理和最新进展进行了评述。

低能离子束介导水稻遗传转化的研究

为研究影响低能离子束介导水稻遗传转化效率的各种因素 ,以粳稻 0 2 42 8、花培 94 鉴 0 9、籼稻明恢 63这 3个水稻品种为实验材料 ,分析了离子的种类、能量、剂量、剂量率等参数对遗传转化的影响 ,建立了有利于遗传转化的组织培养条件和筛选程序。分子生物学检测证明 ,外源GUS报告基因已经整合到水稻基因组中 ,3个水稻品种获得抗性愈伤组织的转化率分别为 1 1 %、1 1 4%和 7 1 % ,获得再生试管苗的转化率分别为 1 5 2 %、1 87%和 1 1 3 %。为应用离子束介导法进行其它对农杆菌不敏感的禾谷类作物转基因提供了方法学的参照 ,并为深入研究离子束与生物体相互作用机制打下了基础。

离子束介导外源DNA导入小麦后代变异系有关分析

离子束技术是一种有效的农作物诱变和介导转基因技术,本研究利用离子束介导转化选育到一批有价值的小麦变异材料。本文对变异材料的农艺性状、品质性状、种子醇溶蛋白图谱进行了深入分析。结果表明,变异材料的株高、主茎穗长、千粒重、叶片性状、蛋白质含量、湿面筋含量与对照相比都发生了明显的变化并达显著水平;变异材料种子醇溶蛋白谱带已发生了确切的变化,且某些材料已稳定,还有的材料醇溶蛋白谱带存在多态性,还在分离之中。研究结果表明离子束介导转基因技术可产生丰富的变异、创造新的种质资源,并为该技术在小麦育种上的应用提供理论依据。

低能离子注入介导外源DNA大分子转化的研究及应用

低能离子注入介导外源DNA大分子转化作为一种新的遗传育种方法,被广泛应用于植物和微生物的品质改良及种质创新,并取得显著成果。该文简述了低能离子注入介导外源DNA大分子转化的理论研究进展,总结了该方法在植物和微生物方面的研究及应用概况,并就其发展前景作了展望。

离子注入介导麻黄和甘草总DNA转化苜蓿的初步研究

目的:探索离子注入介导麻黄和甘草总DNA转化苜蓿的方法与效果。方法:氩离子(Ar+)注入介导麻黄和甘草总DNA在2个品种的苜蓿中转化,对种子发育正常的T1代苜蓿单株进行生物碱类、黄酮类和皂苷类物质进行定性检识。结果:苜蓿种子经离子注入介导转基因处理后,T1代结荚率很低,复合DNA处理的183和283的结荚率分别为6.40%和8.33%,正常发育的种子分别为2.40%和5.83%。获得了种子发育良好的苜蓿T1代单株50株,其中6个单株根或茎的天然产物定性检识呈阳性。结论:Ar+注入介导外源DNA大分子的转化对苜蓿种子的发育具有很大影响,获得的转基因苜蓿T1代种子,为进一步开展相关化学证据和分子证据的研究提供了宝贵的材料。

离子束介导玉米DNA的苜蓿变异株AFLP分析

为了培育高产优质苜蓿新品种,利用N+束介导方法将玉米DNA导入苜蓿种子,在当代获得了多种变异植株。采用AFLP分子标记技术,对株高、茎粗、分蘖数差异显著的5种变异植株(3-8、4-12、4-13、4-25、4-26)的基因组DNA进行多态性分析,结果表明,苜蓿变异植株与对照苜蓿间的AFLP扩增图谱相比,分别检测到16、14、12、20、13条差异带,差异率分别为6.3%、5.1%、4.4%、7.1%、4.7%,变异株与对照苜蓿基因组DNA多态性存在明显差异;变异株4-25中检测到与阳性对照玉米一致的2条DNA目的带,为离子束介导玉米DNA转化苜蓿提供了分子证据。

离子束介导玉米DNA后受体小麦当代群体的生物学效应

以6份玉米品种的全基因组DNA为供体,以4份普通小麦品种为受体,借助于低能离子束介导技术完成异源遗传物质的转移,对其介导试验的当代群体的特异性进行了观察鉴定。结果表明,经过离子束注入处理后试验材料的成苗率明显地降低,这是低能离子所导致的生物学效应之一。在所有的试验材料的生育前期和中期,在每一个处理的群体内主要农艺性状上没有表现出明显的差异,而在生育后期,被处理材料的大部分农艺性状与对照没有显著差异,仅仅在4个性状,即植株的生长势、穗型、主茎分蘖状态和单穗变异上,被处理材料表现出一定的变异特征。尽管离子束注入处理和直接浸泡外源DNA的处理也会导致其当代群体内出现突变株,但其群体内的突变株数量比较少,突变率比较低。经过离子束介导处理所导致的生物学效应最明显,其群体内的突变株数量比较多,突变率比较高。

离子束介导玉米DNA对小麦第2代群体的影响

以离子束介导后的第2代小麦群体为研究材料,对其主要农艺性状进行了观察鉴定。结果表明,在第2代群体内出现了更多的变异类型和更宽的突变谱,这些变异类型主要包括植株高度、植株形态、叶型、穗型、生育期和籽粒性状等6个方面。植株高度的分离状态表现出明显的随机性;株叶形态的变异因受体材料的遗传基础不同而表现出一定的特异性;穗型变异的规律并不明显;生育期的变异和籽粒性状的变异表现出数量性状的特征。

离子束介导玉米DNA处理对水稻的生物学效应

以玉米品种为异源DNA供体,以6份水稻品系为受体,借助于低能离子束介导技术完成异源遗传物质的转移试验,对其介导试验的当代群体的特异性进行了观察鉴定。研究结果表明,试验材料的成苗率在同一处理不同基因型之间存在着明显的差异,不同的试验处理对同一基因型材料的成苗率也会产生明显不同的影响。从试验材料在田间的表现来看,各份试验材料的特异性相当明显。在经过DNA浸泡处理和介导处理的试验材料中,供体的遗传物质对于一部分个体的性状表达有一定的影响,这很可能是由于供体DNA已经进入受体遗传体系中所导致的结果。

离子束介导转大豆DNA小麦后代品质和农艺性状分析

利用离子束介导外源基因群转移的方法,分别将大豆全长DNA、DNA片段导入小麦,通过对M_1～M_3蛋白质含量和株高、粒质等农艺性状的变异分析可知,该方法能有效提高小麦蛋白质含量,降低株高,改变粒质。M_1获得蛋白质含量18％以上(较ck增加2.0个百分点)单株183个,M_2获得蛋白质含量18％以上(较ck增加3.6个百分点)单株33个,M_3获得蛋白质含量18％以上(较ck增加5.1个百分点)单株35个。M_3获得株高62cm以下(较ck降低7cm)的单株102个,占4.1％,部分单株株高能够稳定遗传。转基因后代部分单株和株系籽粒变为全角质。