转基因水稻纯系对褐飞虱的抗性研究

利用基因枪法将含潮霉素抗性基因、ＧＵＳ报告基因和雪花莲凝集基因的２个质粒ｐＷＲＧ１５１５和ｐＲＳＳＧＡ１共同转化粳稻品种鄂宜１０５的成熟胚诱导的愈伤组织,从轰击的１５２块愈伤组织中共再生出２６株独立转基因植株,ＰＣＲ／Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹法分析发现,７３％的转基因植株含有所有３个外源基因,遗传分析证实外泊基因在转基因植株后代中以孟德尔方式遗传,从其Ｒ１代亲本为孟德尔３：１方式遗传的Ｒ２代中,鉴定出     

褐飞虱喂养试验显示表达GNA的转基因水稻纯系抗褐飞虱

利用基因枪法将含有3个不同基因（hpt,gus和gna）的质粒pWRG1515和pRSSGNA1共同转化粳稻品种鄂晚5号成熟胚诱导的愈伤组织。共再生出35株独立转基因植株。PCR／Southern印迹法分析发现,83％的转基因植株含有所有3个外源基因。Western印迹法分析发现79％的含gna基因的转基因植株以不同水平表达GNA。遗传分析证实外源基因在转基因植株后代中以孟德尔方式遗传。从其R1代亲本为孟德尔3：1方式遗传的R2代中,鉴定出2个含有所有3个外源基因的独立转基因植株纯系。这些纯系具有相似的外源基因表达量。褐飞虱喂养试验表明,这些纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用。这些褐飞虱抗性提高的转基因纯系将应用于水稻抗虫育种中。实验证明,通过遗传转化和筛选可获得含在农业上有应用价值基因的转基因水稻纯系。     

生物鉴定和喂养试验证明GNA赋予转基因水稻纯系对褐飞虱的抗性

参照Rao等（1998）的褐飞虱生物鉴定和喂养方法,用水稻褐飞虱生物Ⅰ型的－龄若虫食喂,用基因枪法获得2个转基因水稻纯系。这2个纯系均含有并表达潮霉素抗性基因（hpt),gusA报告基因和雪花莲凝集素基因（gna)。褐飞虱生物鉴定和喂养试验表明,水稻纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用。具体表现为降低褐飞虱成活率和繁殖力、延缓褐虱发育以及减少褐飞虱进食是。通过褐飞虱生物鉴定和喂养试验证明,表达GNA的转基因水稻纯系对严重危害水稻生产的褐飞虱具有抗性作用。     

表达雪花莲凝集素(GNA)的转基因水稻纯系抗褐飞虱

利用基因枪法将含有潮霉素抗性基因pht,gusA报告基因和雪花莲外源凝集素基因gna的2个质粒（pWRG1515和pRSSGNA1)共转化粳稻品种鄂宜105号和鄂晚5号种子胚诱导的愈伤组织。从轰击的329块愈伤中共再生出61株独立转基因植株。PCR／Southern blot分析显示，79％的转基因植株含有所有3个外源基因。Western blot分析发现，48株含gna基因的转基因植株中有36株（75％）在不同水平上表达了GNA，GNA最高表达量占总可溶性蛋白的0．5％，遗传分析证实外源基因在转基因后代植株中大多以孟德尔方式遗传。从其R1代为3：1孟德尔分离方式遗传的后代R2代植株中，鉴定出含有并表达所有3个外源基因的5个独立转基因植株纯系。褐飞虱生物鉴定和喂养试验表明，转基因纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用，具体表现为降低褐飞虱存活率和繁殖力、延缓褐飞虱发育进度及减少褐飞虱进食量，即表达GNA的转基因水稻纯系对褐飞虱具有抗性作用。     

通过遗传转化获得含多基因的水稻转基因纯合植株

利用基因枪法将含有4个不同基因的3个质粒共转化由粳稻品种鄂宜105号和鄂晚5号种子胚诱导的愈伤组织（5－10d龄）。从轰击的986块愈合组织中共再生出169株独立的转基因水稻植株（转化率为17％）。PCR／Southern blot分析显示70％以上的转基因植株含有所有4个基因。GUS组织化学分析、Western blot和或RT－PCR分析表明所有4个基因的共表达率为70％。未观察到任何质粒在整合中存在优势,转基因拷贝数也与基因表达量无关。遗传分析证实外源基因在后代植株中大多以孟德尔方式遗传。从其R1代为3：1孟德尔方式遗传的后代R2代植株中,鉴定含有3个或4个不同基因的转基因纯合植株系。PCR／Southern blot分析证实了这些转基因纯合植株系。这些系的植株具有相似的外源基因表达量。我们证实通过基因枪介导的共转化,结合常规育种方法筛选可以获得含多基因的转基因水稻纯合植株。这项技术为利用基因同时改良作用多个性状提供了一种途径。