根癌农杆菌介导的高赖氨酸蛋白基因转化叶用莴苣的研究

构建了植物表达载体pLBI，该载体携带35S启动子、高赖氨酸蛋白基因(LRP)、NPTⅡ基因和NOS终止子，对影响根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens L.)转化的多种因素进行探索后，建立了一种农杆菌介导的稳定的叶用莴苣遗传转化系统．选择目前生产上大量推广应用的叶用莴苣品种，以其无菌苗子叶为外植体，经农杆菌LBA4404(含质粒pLBI)感染，在含ρ(Kan)／mgL^-1=100的芽分化培养基上筛选转化芽，转入含相同浓度抗生素的生根培养基上进行生根筛选，直至得到完整的再生植株．PCR扩增及Southern blot的检测结果均表明，高赖氨酸蛋白基因已整合到叶用莴苣基因组中．图4表4参6     

高赖氨酸蛋白基因在转基因生菜中的表达和遗传转化

以生菜(LactucasativaL.)为受体材料,将含有高赖氨酸蛋白基因的植物表达载体pLBI用农杆菌介导法进行遗传转化,获得47株转基因生菜植株.PCR和Southern-blotting检测证实目的片段在T0代的整合,RT-PCR检测表明目的基因的转录.T0代植株赖氨酸(Lys)含量的测定分析表明,赖氨酸有不同程度的提高,比对照提高最高的可达9.46%.T1代植株PCR检测证明,目的基因能够遗传.图5表1参25     

Xα21基因导入水稻及转基因植株的鉴定

以水稻愈伤组织为受体、质粒pCXK1301为Xα21基因供体,用农杆菌EHA105和PDS－1000／He基因枪转化受体,经Hyg浓度梯度筛选,获得一些转基因水稻植株,GUS检测、PCR扩增和Southern杂交分析表明,报告基因（GUS）、选择标记基因（Hyg^r）和抗白叶枯病基因Xα21都已整合入转化水稻基因组中,Southern杂分析显示了Xα21基因在转化水稻基因组中整合的拷贝数。田间接菌鉴定表现抗白叶枯病。     

水稻锌指蛋白基因OsWIP6的克隆、表达及RNAi载体转化

为了解水稻C2H2型锌指蛋白转录因子基因的表达调控机理及生物学功能,克隆了水稻的一个C2H2型锌指蛋白转录因子基因(OsWIP6),并构建其RNA干涉植物表达载体,通过农杆菌介导转化获得转基因植株.生物信息学分析显示,OsWIP6氨基酸序列与拟南芥两个WIP家族转录因子高度同源.组织差异性表达分析表明,该基因在水稻花发育上具有表达偏向性.与野生型相比,转基因水稻表现为抽穗延迟,结实率及千粒重降低,半定量分析显示转基因植株OsWIP6表达量明显下降.因此,推断OsWIP6基因与水稻育性密切相关.     

农杆菌介导的抗除草剂基因转入两系杂交稻恢复系的研究

利用农杆菌水稻高效转化系统,成功地将外源ＢＡＲ基因转入实用性两系要交稻恢复系Ｒ１８７和秀水０４,经过除草剂Ｂａｓｔａ田间涂布试验,其阳性率达到９０％以上。对转基因植株同步进行的ＰＣＲ特异扩增和总ＤＮＡ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ检测结果也证实抗Ｂａｓｔａ的植株中含有ＢＡＲ基因。讨论了应用转ＢＡＲ基因的方法提高两系杂交水稻制种纯度的条件。图２表１参３     

用基因枪介导法将水稻几丁质酶基因导入小麦

利用PDS1000／氦气基因枪将水稻几丁质酶基因导入小麦幼胚盾片愈伤组织．基因枪轰击后在含有50mg／L硫酸卡那霉素的培养基上经过多步骤筛选和分化，从5个小麦品种共800多个幼胚中获得了6株绿苗，对此6株绿苗进行了PCR和Southern杂交分析．结果表明，其中4株绿苗为转基因植株，转化率最高可达1．2％．图3表2参17     

水稻OsGPCR基因的克隆及遗传转化分析

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCR)基因家族是目前已知最大的膜受体超家族,参与生物的生长发育调控和激素应答.通过RT-PCR分离了水稻中一个具有7次跨膜(Seven transmembrane,7TM)结构域的OsGPCR候选基因;分析该基因启动子序列,发现它含有赤霉素GA应答相关元件.为分析其功能,分别构建OsGPCR过表达和RNA干涉载体,并通过农杆菌介导法转化获得转基因水稻植株.实验结果表明,较之野生型,过表达转基因植株对赤霉素反应更敏感,RNA干涉植株则反之.     

双农杆菌共转化获得无标记转pepc基因的水稻植株

利用双农杆菌/双质粒的共转化系统获得了无选择标记转pepc基因的水稻植株.采用两个农杆菌EHA105转化粳稻品种台粳9号幼胚诱导的胚性愈伤组织,其中一个农杆菌内的质粒表达载体的T-DNA区仅含有目的基因pepc,另一个的T-DNA区含有选择标记基因hpt和GUS报告基因.获得抗性愈伤的转化率为9.2%.85.3%的抗性愈伤分化成T0代株系,其中78.8%的T0代植株为GUS阳性转基因植株.PCR分析表明,在78个T0代GUS阳性植株(来源于23个抗性愈伤组织)中共有35个植株(来源于7个抗性愈伤组织)含有pepc基因,即在23个GUS阳性株系中发生共转化株系的频率为30.4%.7个共转化的株系中有5个株系自交产生后代植株中含有无标记转pepc基因植株,其比例为71.4%.无标记的转pepc基因水稻植株中PEPC活性平均比对照提高8.8倍;与非转基因对照植株相比,转pepc基因水稻植株表现出更强的光合能力.图5表3参26     

根癌农杆菌介导工业化产甘油假丝酵母的遗传转化

通过构建质粒pCAM3300-zeocin,将其电击转化到根癌农杆菌LBA4404中.将含有目的质粒pCAM3300-zeocin的根癌农杆菌和工业化产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)WL2002-5共培养,利用zeocin抗性基因为筛选标记,实现了pCAM3300-zeocin对产甘油假丝酵母的转化.并根据产甘油假丝酵母的生长特性,对转化条件进行了优化,在共培养时间为24h,产甘油假丝酵母和根癌农杆菌的细胞比例为1∶(500～1000)时最高转化率达到2个转化子/104个酵母细胞.初步建立了根癌农杆菌介导转化产甘油假丝酵母的转化方法.     

基因枪介导获得转植酸酶基因水稻研究

植酸酶是一类能促进植酸及其盐类水解成肌醇和磷酸的酶的总称.它能提高饲料和食品中磷的利用率,减轻粪便中磷排放所造成的环境污染,清除植酸与金属离子的螯合作用,改善微量元素的吸收和利用.本研究将马铃薯的胞外分泌信号肽(Psec)和大肠杆菌的植酸酶基因(appA2)结合组成融合基因导入粳稻台北309中.PCR检测和Southern杂交表明,植酸酶基因和分泌信号肽序列已经整合到水稻的基因组中.无机磷含量分析表明,含目的基因的转基因水稻种子及茎叶中的无机磷含量均较未转化植株有显著的提高.图6表1参14     

水稻高效转化系统的建立

利用基因枪轰击和农杆菌介导两条途径转化水稻成熟胚、幼胚、幼穗诱导来源的愈伤组织．实验发现，外植体来源影响愈伤组织的诱导和转化．对于同一水稻品种，幼胚、幼穗在NB2培养基上比成熟胚易于诱导出胚性愈伤组织；转化中，无论是经农杆菌介导还是基因枪轰击，幼胚和幼穗来源的愈伤组织能以较高的转化频率获得转化体并再生成苗．同时，愈伤组织的诱导和转化效果也受基因型的影响．另外，转化途径对转化效率的影响较大，基因枪轰击比农杆菌介导转化频率高、再生频率强．并且，在轰击前6h至轰击后18h，将愈伤组织保持在附加20g／L甘露醇的培养基中，有利于转化率的提高．图2表3参17     

同源四倍体与二倍体水稻Wx基因位点的遗传差异

测定了中国科学院成都生物所培育出的14种同源四倍体水稻及8种大面积推广的二倍体水稻的直链淀粉含量，并利用微卫星标记484／485，Wxup2／485及PCR—AceⅠ分子标记对同源四倍体及二倍体水稻进行扩增．发现直链淀粉含量发生变化的部分同源四倍体水稻队基因位点发生变异，表明微卫星标记与同源四倍体水稻直链淀粉含量之间存在相关性，并初步探讨了同源四倍体水稻Wx基因位点遗传变异的原因．图2表1参13     

转基因烟草中赖氨酸含量的提高

采用叶盘法将高赖氨酸蛋白基因导入到烟草中.GUS组织化学染色、PCR扩增、Southernblot分析表明, 该基因已经整合到烟草基因组中.测定 10株转基因烟草叶片赖氨酸含量,大部分植株有着明显的提高,最高幅度达到了49. 89%. 图 6参 11     

影响发根农杆菌对野葛遗传转化效率的因素

研究了发根农杆菌R1601对野葛（Pueraria lobata)进行遗传转化的影响因素,结果表明：叶片是转化效率较高的外植体,经发根农杆菌R1601感染12d后可获得毛状根;降低YEB活化液的pH值,或以肌醇（10g/L)代替醇母提取成分,可明显提高菌种的致根性,叶片预培养2－3d可提前3－4d出根。     

转修饰豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(sck)抗虫甜椒植株的获得

以12－14d苗龄的甜椒带柄子叶为外植体，经根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导，将修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂基因（sck）导入甜椒杂交种“中椒5号”和常规种“茄门”中，在对甜椒转化系统和芽丛诱导茎伸长的条件进行优化研究后，获得了卡那霉素抗性植株，最高转化率为16．7％，卡那霉素抗性筛选、PCR检测和Southern blot杂交均证实，nptⅡ基因和sck基因整合进甜椒基因组中，室内离体叶片饲虫和田间自然抗虫性鉴定进一步证明，转基因植株对铃虫（Heliothis armigera Hubner）具有一定抗性。