利用土壤农杆菌将天花粉蛋白基因转入水稻植株并检测抗稻瘟病活性

通过土壤农杆菌方法将天花粉蛋白基因转化到水稻中, 获得了具有单拷贝外源基因插入和表达的水稻再生植株. 抗稻瘟病(Pyricularia oryzae)检测发现, 接病菌后1个月内转天花粉蛋白基因植株在发病时间、发病植株数、发病叶片、发病后的植株生长状况等各项指标上与对照的转GUS基因植株比较均有较大差异. 在去除高湿度的发病环境后, 转天花粉蛋白基因植株的生长情况也明显优于对照植株. 表明转基因水稻对稻瘟病侵害至少有明显的延迟发病抗性. 天花粉蛋白基因在水稻中的表达未发现对宿主植物生长有明显影响.     

用PEG法向小麦原生质体导入外源基因获得转基因植株

目前用基因工程方法改良小麦是世界上普遍关注的课题,但其有效外源基因转化系统的建立却十分困难.Vasil 等曾用基因枪法转化小麦悬浮细胞获得转化的愈伤组织;最近他们又用相同的方法转化小麦胚性愈伤组织得到了抗除草剂的小麦转基因植株.我们在小麦原生质体再生植株获得成功的基础上,通过反复实验,用 PEG 处理法将外源基因导入小麦原生质体,通过培养和对转化细胞的筛选,获得了完整的转基因小麦再生植株.     

利用土壤农杆菌将天花粉蛋白基因转入水稻植株并检测抗稻瘟病活性

通过土壤农杆菌方法将天花粉蛋白基因转化到水稻中,获得了具有单拷贝外源基因插入和表达的水稻再生植株,抗稻瘟病（Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ）检测发现,接病菌后１个月内转天花粉蛋白基因植株在发病时间、发病植株数、发病叶片、发病后的植株生长状况等各项指标上与对照的转ＧＵＳ基因植株比较均有较大差异。在去除高温湿度的发病环境后,转天花粉蛋白基因植株的生长情况也明显优于对照植株,表明转基因水稻对稻温病     

转mtlD/gutD 双价基因水稻的耐盐性

Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交和酶活性检测试验表明,通过农杆菌介导法已经把细菌１－磷酸甘露醇脱氢酶（ｍｔｌＤ）基因和６－磷酸山梨醇脱氢酶（ｇｕｔＤ）基因同时整合进水稻基因组并且在转基因水稻中得到表达．气相色谱分析证明转基因水稻合成并积累了甘露醇和山梨醇．与未转基因对照相比,转基因植株耐盐性明显提高．     

转化脂介导甘蓝转化获得转基因植株

如何将外源基因高效地导人植物原生质体是转化技术中的一个关键问题.除了常用的PEG法和电激法外,由于脂质体(Liposome)在作为植物细胞工程载体时具有人造性、稳定性、广宿主性和超载性等特点,脂质体介导法已越来越为人们所重视。目前,在采用不同方法的基础上,通过脂质体介导已对水稻、芜菁、野胡萝卜、烟草等材料进行了不同基因的转化,得到了令人较为满意的结果。     

农杆菌介导高等植物基因转化的影响因素

简述了近年来农杆菌转化的基本原理和载体系统的进展，同时着重阐述了不同属性农杆菌，不同植物基因型和外植体，不同再生植株的细胞起源，不同培养方法，不同药物选择以及在叶绿体与细胞核中转化等因素影响农杆菌介导高等植物基因转化，以及这个研究课题的进展现状。     

小鼠金属硫蛋白突变体

将人工合成的金属硫蛋白结构域突变体ββ基因克隆到植物高效表达载体pGPTVd35S中, 用根瘤农杆菌介导的叶盘法转化生菜品种Salinas 88, 得到了抗除草剂的转化植株. PCR和Southern印迹分析表明, ββ基因已经整合到生菜基因组中. Northern和Western印迹分析表明, ββ基因可以在生菜中正常转录和表达, 并能通过有性繁殖传递给后代. 不同生长条件下的转基因生菜中锌的含量都明显高于对照植株.     

小鼠金属硫蛋白突变体 bb 基因在生菜中的表达及高锌生菜的培育

将人工合成的金属硫蛋白结构域突变体bb基因克隆到植物高效表达载体pGPTVd35S中, 用根瘤农杆菌介导的叶盘法转化生菜品种Salinas 88, 得到了抗除草剂的转化植株. PCR和Southern印迹分析表明, bb基因已经整合到生菜基因组中. Northern和Western印迹分析表明, bb基因可以在生菜中正常转录和表达, 并能通过有性繁殖传递给后代. 不同生长条件下的转基因生菜中锌的含量都明显高于对照植株.     

抑制表达谷氨酰胺合成酶基因对水稻氮代谢和生长发育的影响

从明恢63平衡化cDNA文库中获得水稻GS2基因的cDNA克隆, 通过基因克隆和农杆菌介导的水稻遗传转化方法将GS2基因导入中花11进行超量表达. 对获得的转基因植株进行生长表型和基因表达、生理生化指标测定与分析. 结果显示, T₁代转基因植株由于GS2的抑制表达出现黄化现象, 生长受到限制; 叶片叶绿素含量与GS2基因的表达量紧密相关; 植株中大多数氮代谢、叶绿素合成和光呼吸途径中相关基因表达量上升; 而植株的氮代谢水平下降, 包括GS活性、水溶性蛋白和氨基酸含量.     

DNA甲基化对转基因表达的影响

DNA甲基化在调节真核生物基因表达过程中起着十分重要的作用。在植物转基因研究中,外源DNA甲基化往往易导致外源目的基因失活。利用农杆菌介导将β-葡糖醛酸酶基因（uidA)导入烟草,发现外源uidA基因在部分转基因植株中发生了基因失活现象。Northern杂交实验证实,基因失活的植株内检测不到外源uidA基因的转录产物,同时伴随着基因上游启动子区域的DNA甲基化现象。上述实验结果提示,转基因失活很可能是由于启动子区域甲基化引起的。     

以改建的农杆菌Ti质粒转化外源基因于单子叶植物花叶芋的研究

当前,应用改建和“解除了武装”的根瘤农杆菌的Ti质粒作为植物基因工程载体的研究得到了迅速的发展,并已建成了若干套植物基因工程的实用载体系统,运用这些系统结合叶圆盘转化法(Leaf-disc transformation)已能将不少外源基因引入双子叶植物细胞并使被转化植物产生了新的性状。但由于根瘤农杆菌宿主范围的限制,使得应用这一载体系统的研究存在着很大的局限性。迄今为止,在单子叶植物中仅有石刁柏、水仙、吊兰、黄独四种植物能够     

小鼠金属硫蛋白突变体ββ基因在生菜中的表达及高锌生菜的培育

将人工合成的金属硫蛋白结构域突变体ββ基因克隆到植物高效表达载体pGPTVd35S中,用根瘤农杆菌介导的叶盘法转化生菜品种Salinas88,得到了抗除草剂的转化植株,PCR和Southern印迹分析表明,ββ基因已经整合到生菜基因组中,Northern和Western印迹分析表明,ββ基因可以在生菜中正常转录和表达,并能通过有性繁殖传递给后代,不同生长条件下的转基因生菜中,锌的含量都明显高于对照植株。     

转OsNHX1基因耐盐84K杨的培育

采用农杆菌介导的方法将水稻Na+/H+反向转运器基因OsNHX1导入84K杨, 获得3株抗性转化植株, PCR, Southern 和Northern检测结果表明, OsNHX1基因已经整合到84K杨基因组中, 并可以稳定表达. 耐盐实验表明, 3个株系的转基因植株能在200 mmol/L NaCl条件下正常生长. 对盐胁迫处理的转基因植株进行Na+含量和渗透势测定, 发现转基因植株叶片中的Na+明显高于对照植株, 其渗透势明显低于对照植株. 分子检测和耐盐性实验表明OsNHX1基因的转化获得成功, 并获得84K杨耐盐转基因 植株.     

高粱C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的分子克隆及其转基因水稻的培育

应用PCR的方法从C4植物高粱的基因组中分离出C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因). 通过分步克隆的方法, 将此基因插入pCAMBIA1301质粒载体上, 构成重组的表达载体p1301-PEPC, 并利用农杆菌介导的转化系统将其转入农垦58和中花10两个粳稻品种. 经PCR分析、PEPCase活性检测、Western杂交、Northern杂交和Southern杂交等多种方法鉴定表明, C4型Ppc基因已转化进受体水稻植株的核基因组, 并能高水平表达. 生理学检测显示, 转基因水稻植株的CO₂补偿点和光呼吸速率显著降低, 光饱和光合速率和羧化效率提高, 显示出C4植物的光合特征.     

存在水稻中新型农杆菌毒性区基因的信号分子

根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)Ti质粒毒性区基因所编码的特殊的接合系统将介导T-DNA由农杆菌向高等植物的运动和转移.在双子叶植物中,该系统可通过二元调节系统被许多植物酚类激活.然而,对单子叶植物,尤其是禾本科作物而言,有关毒性区基因诱导因子的报道甚少.我们曾采用带有vir::lacZ融合基因的农杆菌系列菌株,研究了水稻不同组织、不同发育时期的渗出液及提取液对农杆菌毒性区基因的激活作用,发现只有在幼穗分化期至抽穗扬花期的叶片才能检测到较强的诱导活性.我们纯化了水稻中的毒性区诱导信号分子(RVS),其中一个为3,5-二羟-3’,4’-亚甲二氧基-5’-亚甲二氧基-5’-甲氧基-β-羰基二氢查耳酮(C_(17)H_(14)O_7).RVS的诱导方式与乙酰丁香酮(AS)相似,均随诱导物浓度和时间变化而变化.结果表明:在水稻中存在着毒性区基因诱导的信号分子,但只有在特定组织及特定发育时期才可被明显检测到.     

水稻赤霉素20-氧化酶基因(rga5)的正、反义转化对水稻生物学性状的影响

通过PCR方法从水稻"矮子占"和"南特号"的基因组DNA中分离出赤霉素20-氧化酶基因rga5, 其编码区含1119 bp. 其编码蛋白与已报道的水稻赤霉素20-氧化酶基因OsGA20ox相比有11个氨基酸不同, 其中9个氨基酸为移码差异. 通过基因枪法将该基因的正、反义表达质粒pSrga5和pArga5转化水稻"中花8号", 获得了生物学性状有明显变异的转基因植株. 正义转化表现出植株增高、叶片和穗变长、穗粒数增加等特征, 但花期未受明显的影响; 而反义植株表现出明显的"矮化"和"早花", 且出现植株细弱、叶色加深、叶片和穗变短等特征. 转基因水稻的分析结果表明, rga5正、反义外源基因已分别整合到水稻基因组中, 并有效表达; 正义植株体内的GA1平均增加约50%, 反义则降低至对照组的约10%. 结果表明, rga5是水稻赤霉素合成代谢途径中起关键作用的赤霉素20-氧化酶基因, 该序列中11个氨基酸的变异并不影响其功能. 正义表达可增强体内GA的合成, 促使植株生长, 增加株高; 反义转化则抑制了内源GA的合成及植株生长, 导致植株明显的矮化.     

强MAR的分离及其体内外功能鉴定

将MAR（matrix attachment region)构建到外源基因表达盒两侧可以促进外源基因的表达克服基因沉默。用PCR方法从烟草和拟南芥中分离到4个新的MAR序列（TM2，TM3，AM1和AM2），以水稻悬浮细胞为材料，提取大量细胞核制备核基质，以已发表的MAR（TM1）和对照，对4个新MARs序列进行体外结合实验，结果表明TM2和TM3与核基质的结合能力强于已知MAR序列。将4个新MARs和对照分别顺向构建和表达载体pBI121 gus基因表达盒两侧，用农杆菌介导法转化烟草，获得转基因植株。对转基因植株体内GUS酶活性检测表明，TM1，TM2，TM3和AM1均能命名外源基因表达增强，其中TM2增强5倍，TM1增强1．5倍，TM2增强效果强于对照TM1。表明分离到一个新的强MAR，可以用于高效表达载体的构建。对5个MARs的序列特征、体外结合能力及外源基因表达影响三者之间的关系进行了分析，并对获得的强MAR在植物基因工程中的应用进行了讨论。     

C3—C4中间型植物Flaveria anomala中甘氨酸脱羧酶P—蛋白亚基上游调控序列在转基因水稻中的表达

将C3-C4中间型植物Flaveria anomala中甘氨酸脱羧酶(GDC)P-蛋白亚基基因(gdcsP)的上游调控序列与β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因编码区以及CaMV终止子融合,构建植物表达载体.采用农杆菌介导方法转化水稻,并在转基因水稻中分析了GUS的表达活性和特异性.结果表明,在水稻中gus嵌合基因特异地在木质部和韧皮部表达,在不同器官及组织中表达活性也有所差异,其中以根中最高,茎秆次之,叶再次,而在成熟胚乳中没有表达.在转基因水稻中,gdcsP启动子的表达也受水稻发育时期的调控,随植物组织成熟度的增加而降低.     

植物基因工程中Ri质粒的研究和应用

近10年来,植物基因工程获得了很大的发展,其中以农杆菌为介导的转化植物的方法已成为一种有效的基因转导手段。目前,对根癌农杆菌Ti质粒的研究和应用已日趋成熟,那末有关发根农杆菌Ri质粒的结构、功能和它的应用情况又如何呢?     

RHL基因对粳稻的转化及转基因植株的耐盐性

通过农杆菌介导法把水稻类HAL2(RHL)导入粳稻品种合江19。根据GUS检测，RHL基因PCR检测和生长正常原则选择R0代单株。R1代株系中经抗潮霉素筛选后的阳性植株在苗期耐盐性有所改善，在孕穗期盐胁迫时细胞膜损伤小，叶组织活力强，耐盐性增强。对R1代株系进行Suthern杂交分析的结果证明，RHL基因表达框架已完整地整合进行了水稻基因组中。此外，对转基因育种方法和真正耐盐转基因水稻品种的培育等问题进行了探讨。