转Bar基因抗除草剂两系杂交早稻恢复系Bar 68-1的培育研究

通过基因枪转化方法将抗除草剂基因Bar转入早籼稻两系恢复系D68中,育成了转基因抗除草剂恢复系Bar 68-1和杂交早稻组合香125S/Bar 68-1;Southern杂交检测和除草剂抗性鉴定结果显示,它们具有抗除草剂特性并能稳定遗传。转基因抗除草剂杂交稻组合香125S/Bar 68-1和对照香两优68(香125S/D68)相比,株高显著降低,直链淀粉含量极显著降低,其它农艺、品质和产量性状没有明显变化。

药用野生稻(Oryza officinalis Wall)和转bar基因水稻(Oryza sativa L.)花粉杂交的基因漂移

采用生殖生物学方法研究了药用野生稻和转bar基因水稻花粉杂交的基因漂移。结果表明 ,供试水稻花粉在药用野生稻柱头上的萌发生长与药用野生稻自花授粉花粉的萌发生长有一定差异 ,表现在穿过柱头的花粉粒百分率及内容物释放和正在凝缩、释放的花粉粒百分率较少。虽然转基因水稻花粉能在药用野生稻柱头上正常萌发生长 ,并能释放内容物 ,但杂交后结实率为 0 ,表明转基因水稻和药用野生稻杂交不亲和。他们的不亲和性不是在花粉的萌发和穿过柱头这一阶段 ,具体原因有待进一步研究。在本实验条件下转基因水稻和药用野生稻没有发生成功的基因交流。

农杆菌转化小麦幼胚获得转bar基因再生植株

用农杆菌转化小麦授粉10d后的幼胚,经5‰PPT筛选获得大量正常再生植株。PCR及PCR Southern杂交检测证明其中23%(18株)再生苗为转化bar基因植株,这些植株可明显提高对basta的抗性。还总结了农杆菌转化小麦幼胚高效获得转基因再生植株的处理程序。

转BAR基因水稻的抗性遗传、生理特性和农艺性状研究

为了明确BAR基因对水稻的影响,对转BAR基因的Bengal HU-10、Bengal HC-11、CypressPB-6、Cypress PB-13的抗性遗传、生理特性和农艺性状进行了研究,结果表明,它们对除草剂Liberty的抗性均受一对显性核基因控制,在这4个实验材料中,BAR基因在染色体上的整合位置互不等位,株高、生育期和每穗粒数等农艺性状也不相同.转BAR基因水稻与原亲本比较,叶片中叶绿素含量、光合速率和叶绿素荧光参数、GS酶活性等均未有明显差异,但用Liberty处理2 d后,上述生理性状变化明显,且在这4个转BAR基因材料之间也有显著差异,说明与BAR基因的插入位置有关.

通过转bar基因水稻与稗草杂交的亲和性研究评价基因漂移

采用生殖生物学方法研究了转bar基因水稻品种Y0 0 0 3和 99 t(父本 )与无芒稗 (母本 )的基因漂移。通过光学显微镜观察稗草与转bar基因水稻手工杂交后 30min、1～ 4h水稻花粉在稗草柱头上的萌发、生长情况 ,并与稗草开花后相应时间的花粉萌发、生长情况相比较。结果表明 ,2个水稻品种的花粉在稗草柱头上的萌发生长情况相似 ,且与稗草自花授粉相应时间的花粉萌发、生长情况有极明显差异。稗草自花授粉后花粉粒萌发生长正常 ,在 30min时 85 %的花粉粒花粉管穿过柱头 ,正在凝缩和释放内容物或内容物已经释放的花粉粒百分率逐渐增加 ;杂交后转基因水稻花粉在稗草柱头上都不能正常萌发生长并未能穿过稗草柱头。从而判定稗草与转bar基因水稻的不亲和性 ,表现在水稻花粉不能在稗草柱头上正常萌发生长 ,更不能穿过稗草柱头。

转bar基因水稻恢复系的生理性状和农艺性状

通过杂交将转bar基因水稻亲本 (Gulfmont、BengalHu -10和CypressPB -6)中的bar基因转移到恢复系测 64、明恢 63和特青中 ,培育出 6个抗除草剂 (Liberty)的同型恢复系测 64 -B(G)、测 64 -B(C)、特青 -B(B)、特青 -B(C)、明恢 63 -B(G)和明恢 63 -B(C)。抗除草剂同型恢复系的大部分生理性状和主要农艺性状与原恢复系接近。将同型恢复系与不育系杂交 ,选配出 8个抗除草剂三系杂交组合和 2个抗除草剂两系杂交组合 ,抗除草剂组合能保持或略高于原组合的产量水平。

转Bar基因水稻及草铵膦对褐飞虱取食和产卵行为的影响

【目的】研究抗除草剂转基因水稻及其相应的非选择性除草剂草铵膦对褐飞虱取食和产卵行为的影响,为转Bar基因水稻的生态安全性评价提供科学依据。【方法】以褐飞虱[Nilaparvata lugens (Stl)]为研究对象,以转Bar基因水稻Bar68-1、非转基因亲本对照水稻D68以及感虫对照水稻TN1为研究材料,并在转基因抗除草剂水稻上进行喷施0.5%草铵膦处理,对各处理褐飞虱的取食量、取食选择性和产卵选择性进行比较。【结果】褐飞虱在D68上的着虫率和取食量与TN1相比差异不显著,但产卵选择率显著低于TN1;褐飞虱在Bar68-1上的取食量、着虫率和产卵选择率与D68相比差异不显著;喷施0.5%草铵膦处理对褐飞虱取食量、取食选择性的影响与清水对照相比差异不显著,但对褐飞虱的产卵选择率、卵块数和卵粒总数有一定影响,均显著低于清水对照。【结论】抗除草剂转基因水稻Bar68-1对褐飞虱的取食和产卵行为没有影响。

转bar基因水稻在杂种优势育种中的利用

以3个美国转bar基因水稻抗除草剂品种BengalHu-10、CypressPB-6和Gulfmont为父本,分别与三系、两系不育系及人工去雄恢复系杂交。考种结果发现:这3个抗性亲本所配组合杂种优势不明显。通过杂交将抗除草剂亲本中的bar基因转移到常规恢复系,已经培育出3个抗除草剂恢复系明恢63-B、测64-B和特青-B;且已选配出5个抗性杂交组合,它们能保持原组合的产量水平。还讨论了水稻杂种优势利用面临的问题和转bar基因水稻抗性亲本在杂种优势上的应用前景。

草丁膦对转bar基因水稻GS酶活性和光合功能的影响

喷施草丁膦后 ,对草丁膦无抗性水稻Cypress(未转bar基因 )叶片的谷氨酰胺合成酶 (GS)活性先受到抑制 ,随后叶片内NH+ 4 积累上升 ,叶绿素含量、PSⅡ原初光化学效率 (Fv/Fm)、光能转化效率 (ΦPSⅡ)和叶片叶绿素荧光的光化学猝灭系数 (qp)下降 ,光合速率显著降低 ;最后引起植株死亡。另一方面 ,Cy pressPB 6(转bar基因抗草丁膦水稻 )的GS酶活性在喷施草丁膦后虽然先被抑制 ,但随后能恢复至正常水平 ,接着NH+ 4 积累下降 ,草丁膦对叶绿素含量、荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、qp 的影响被解除 ,光合速率恢复到正常水平 ,整个植株生长正常。

不同浓度除草剂和处理时期对转Bar基因水稻农艺性状的影响

对不同时期的非抗性水稻和转Bar基因水稻幼苗喷施不同浓度的除草剂Liberty水溶液。结果发现 ,喷施体积分数为 0 .3 %及其以上的Liberty水溶液均可杀死非抗性品种幼苗。除草剂浓度对抗性品种BengalHu 10和测 64 B的株高、每穗实粒数、结实率和千粒重无明显影响 ,但是随着除草剂浓度的递增 ,它们的每株穗数和单株产量呈下降趋势。采用 0 .5 %的Liberty水溶液处理过的抗性品种 ,在 3～ 4叶期处理的单株产量较高。建议将抗性杂交水稻组合用于大田生产时 ,在 3～ 4叶期喷施 0 .3 %～ 0 .5 %的Liberty水溶液比较合适。

转bar基因油菜对非选择性除草剂草丁膦的抗性研究

比较转bar基因油菜742R和普通油菜742对非选择性除草剂草丁膦(PPT)的抗性差异。通过田间浓度梯度试验和测定叶片谷氨酰胺合成酶(G S)活性,研究转bar基因油菜742R和普通油菜742对PPT的抗性差异及机理。结果发现普通油菜742子叶期、苗期、蕾期、花期和结果期PPT最低致死浓度分别为0.15%,0.15%,0.25%,0.3%和0.4%,而转bar基因油菜742R子叶期和苗期PPT最低致死浓度分别达2.5%和3.0%,约为普通油菜的20倍,蕾期、花期和结果期当PPT浓度达到30%时植株也未全部死亡,是普通油菜的100倍以上。叶片G S活性测定结果表明,正常生长的742R的G S活性比742高10%左右,PPT处理后,转bar基因油菜742R的G S活性降低20%左右,3 d后基本恢复正常,普通油菜742的G S活性降低90%以上,处理后第3天活性丧失。转bar基因油菜对PPT的抗性比普通油菜高20倍以上。

除草剂对转bar基因水稻抗性愈伤的筛选和早期苗的鉴定

设立不同的 PPT浓度梯度分别对来自籼稻珍汕 97B和粳稻台北 30 9、日本晴成熟种子胚的愈伤组织进行天然抗性试验 ,并对转 bar基因的幼苗进行了 Basta涂抹试验 ,以便对转化苗早期初步鉴定。结果表明 :籼稻和粳稻均表现出一定的对 PPT的天然抗性 ,转 bar基因水稻在筛选抗性愈伤时 ,以浓度为 1 0 mg/ L 的 PPT较为合适 ;而粳稻则必须提高至2 0 mg/ L为宜。叶片涂抹 Basta鉴定转化植株时 ,以 0 .1 2 5 %的浓度方才有效 ,且籼。

转bar基因水稻后代除草剂抗性及农艺性状表现

从抗性和农艺性状两方面对抗除草剂的转bar基因粳稻品系T京引 119、T嘉 5 9和T秀水 6 3各 4个世代的田间表现进行评价 ,结果表明T6～T9世代的T京引 119抗性及农艺性状已稳定。T0 ～T3 世代的T嘉 5 9和T秀水 6 3还存在抗性分离。说明转入的bar基因虽可在高世代品系中稳定表达 ,但需较高的自交代数。此外在试验中 ,高世代转基因植株与供体亲本比较 ,株高及单株谷重降低 。

转Bar基因稻谷对小鼠(Mus musculus)肠道菌群的作用研究

选取6周龄、雌雄各半、体重18～22 g的SPF级昆明小鼠（Mus musculus）100只袁随机分成5组袁每组4个重复袁每个重复5只小鼠。分别用含量为40%和60%的转Bar基因稻谷Bar68-1和非转基因稻谷D68日粮喂养小鼠袁亲代小鼠饲养180 d后开始繁殖子一代（F1）袁每代小鼠饲养180 d。在180 d后分别从亲代和子一代每组随机抽取5只小鼠袁提取肠道内容物基因组DNA袁利用细菌通用引物对细菌16S r DNA的V3区序列进行PCR扩增袁并将扩增产物用变性梯度凝胶电泳（denaturing gradient gel electrophoresis DGGE）。研究显示袁各组小鼠肠道菌群相似性系数无显著差异（P〉0.05）曰肠道主要优势菌群相同。结果表明袁转Bar基因稻谷对小鼠肠道菌群的作用不明显。

提高转bar基因杂交粳稻大田纯度的试验

在秧田和本田喷施不同浓度除草剂Basta,验证对提高转bar基因杂交粳稻纯度的效果。结果表明,转bar基因恢复系NT-5-1的T6世代仍保持对Basta的抗性;转bar基因杂交稻3～4叶期喷施0.1%～0.2%Basta60kg/667m2,清除假杂种效果均达100%。

转Bar基因稻谷对小鼠肝功能若干参数的影响

通过对SPF级昆明小鼠喂食含量分别为20%、40%、60%转抗除草剂(Bar)基因稻谷,繁殖F1、F2代,并持续观察F1、F2代小鼠的日常行为、肝脏器官指数及血液生化指标,研究了转抗除草剂Bar基因稻谷对小鼠肝功能若干参数的影响。结果表明:用转Bar基因稻谷喂养并未对小鼠日常行为产生明显影响。F1、F2代供试小鼠各剂量的转基因组与常规对照组小鼠肝脏器官指数无明显差异(P>0.05)。F1代小鼠中A组和C组的白/球比、谷草转氨酶、谷丙转氨酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶等指标无显著性差异(P>0.05),B组的白/球比、谷草转氨酶、谷丙转氨酶、乳酸脱氢酶等指标无显著性差异(P>0.05),但碱性磷酸酶指标出现显著性差异(P<0.05);F2代小鼠中A、B、C组白/球比、谷草转氨酶、谷丙转氨酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶5项指标均无显著性差异(P>0.05)。F1、F2代A、B、C组的葡萄糖、甘油三酯和总胆固醇3项指标均无显著性差异(P>0.05)。在试验处理及时间内,与对照常规稻谷相比,用转基因稻谷喂养小鼠对其肝脏功能基本无影响。

转Bar基因稻谷全蛋白对体外培养小鼠淋巴细胞的毒性

为了评价转基因大米Bar68-1全蛋白的急性细胞毒性,分别以25、50、100和200μg·mL-1转基因大米Bar68-1全蛋白孵育昆明小鼠淋巴细胞,并各孵育2 h、6 h、24 h,然后通过体外试验用CCK-8及中性红摄取试验检测细胞毒性大小。在经过不同的孵育时间段后,阳性对照组淋巴细胞的细胞存活率与空白对照组相比,存在显著差异(p<0.05)。其中,CCK-8试验、中性红试验测得细胞存活率存在着明显的损伤作用-时间效应关系。转基因大米Bar68-1全蛋白组孵育的淋巴细胞存活率与非转基因大米D68全蛋白组孵育的淋巴细胞相比无明显差异(p>0.05),且与空白对照组细胞存活率差异不显著(p>0.05)。结果显示,转基因大米Bar68-1全蛋白与非转基因大米D68全蛋白急性细胞毒性效应相似,对小鼠淋巴细胞无明显急性毒性。

转bar基因小麦大田筛选方法的建立及验证

为在田间进行有效的阳性小麦转基因植株的筛选,进行了大田环境中筛选方法的研究。用粉剂和水剂2种不同类型草胺膦作为筛选剂,以无任何遮盖、地膜覆盖、简易小拱棚覆盖和拱棚覆盖4种处理,研究其在去除非转基因植株上的效果差异。结果表明,采用水剂草胺膦比粉剂草胺膦在大田环境中更具有彻底杀灭的效果;400 mg/L的粉剂浓度和400 mg/L的水剂浓度在覆盖地膜时均具有较好的筛选效果,粉剂低于该浓度则不能彻底杀灭;从小麦发育的4叶1心期到拔节期均可以作为筛选的时期;比较喷施后杀灭效果,加盖拱棚>加盖简易小拱棚>加盖地膜>无任何遮盖,但加盖拱棚会显著增加小麦株高;筛选结果与PCR检测结果一致。该研究建立并验证了一个大田筛选转bar基因小麦的方法,为小麦转基因材料作为亲本用于分子育种奠定了基础。

转bar基因水稻的研究与应用

近年来随着杂交育种技术的应用,水稻的产量不断提高,品质也得到改善,但田间杂草与水稻争夺阳光、水分及养料仍是造成水稻产量下降的主要因素。利用基因枪法、农杆菌介导法和花粉管通道法将具有除草剂抗性的bar基因转入水稻品种中,可有效解决田间杂草和水稻竞争的问题,因为这种基因编码的酶可将除草剂分解掉,却不伤害水稻。尽管bar基因的导入使转基因后代存在着遗传不稳定或基因沉默等问题,但其生理表现、农艺性状和营养品质方面与起始品种比较基本没有差别,因此培育具有bar基因抗性的水稻品种是解决田间杂草问题,提高水稻产量的有效方法。

转Bar基因抗除草剂稻谷对妊娠小鼠亚慢性毒性的响应

[目的]研究转Bar基因水稻对妊娠期小鼠是否有亚慢性毒性损害及多代毒性累积。[方法]以60只18～24 g区间的SPF级昆明小鼠为试验对象,分别喂食含量为20%、40%、60%转Bar基因稻谷,并以常规D68水稻为对照,饲养90 d后合笼,自由取食、饮水并受孕繁殖F1代。在小鼠妊娠14～15 d解剖,测定孕鼠的血液生化、脏器重量及其病理学指标。[结果]转Bar基因抗除草剂稻谷对亲代孕鼠血液生化指标均无显著的影响;除喂食转基因稻谷含量为20%和40%的F1代孕鼠分别在甘油三酯和总胆固醇含量上显著高于对照组外,转Bar基因抗除草剂稻谷对F1代孕鼠血液生化的其他指标均无显著影响。转Bar基因抗除草剂稻谷对亲代、F1代孕鼠的脏器重量及其病理学指标均无显著影响。[结论]该研究表明转Bar基因水稻对亲代、F1代妊娠小鼠没有亚慢性毒性损害及多代毒性累积的影响。