通过转δ-OAT基因获得抗盐抗旱水稻

δ-OAT基因编码的鸟氨酸-δ-氨基转移酶是以鸟氨酸为前体合成脯氨酸途径中的关键酶. 采用基因枪法将拟南芥δ-OAT基因导入粳稻品种中作321, 通过PCR及分子杂交分析确定目的基因已插入水稻染色体中并得到超量表达. 抗盐抗旱检测结果表明, 水稻在受到渗透胁迫时会大量积累脯氨酸, 各种条件下转基因水稻积累的脯氨酸是对照的5~15倍; 同等胁迫条件下转基因株系相对生长更快, 苗与根的生物学产量都要高于对照, 最后种子产量也显著高于对照, 如在0.1 mol/L NaCl胁迫下转基因株系相对产量提高了16%~41%, 说明δ-OAT基因超量表达并积累脯氨酸在抗渗透胁迫中有着重要作用, 通过转化δ-OAT基因可以获得抗盐抗旱的基因工程水稻.     

基因枪转多基因库安托杨的获得

通过基因枪共转化方法将枯草杆菌果聚糖蔗糖酶基因(SacB)、透明颤菌血红蛋白基因(vgb)、双价抗蛀干害虫基因(BtCry3A+OC-Ⅰ)、调节基因JERF36及报告基因NPTⅡ等外源基因导入库安托杨, 共获得25株抗性植株. PCR及Southern杂交结果表明, 外源基因已整合到库安托杨基因组中, 其中7株含有上述全部5个外源基因. BtCry3A ELISA实验表明, 上述7株库安托杨BtCry3A基因已得到表达. 且上述转基因植株在滨海盐碱地中生长良好.     

用抗除草剂基因快速检测和提高杂交稻纯度的新技术

抗除草剂基因ｂａｒ一直是植物遗传转化研究中广泛使用的选择标记基因之一。它提供转化体对除草剂Ｂａｓｔａ的抗性,便于筛选围化体和遗传分析。     

转高赖氨酸融合蛋白基因水稻外源蛋白的消化稳定性和急性毒性

对转基因作物安全性评价的最有效方式是直接对外源蛋白进行评价.本研究以我国自主培育的转高赖氨酸融合蛋白基因水稻(简称转GL基因水稻)为实验材料,参考中华人民共和国国家标准和农业行业标准,通过外源蛋白模拟胃肠液消化稳定性实验和小鼠尾静脉注射急性毒性实验,对转GL基因水稻外源蛋白的食用安全性进行评价.结果表明,转GL基因水稻的外源蛋白在模拟胃液中可消化,在模拟肠液中极易消化;小鼠急性毒性实验中,除注射蜂毒肽的阳性对照组小鼠全部死亡外,其余各实验组间的小鼠体重增长无明显差异,血清生化指标、脏器系数和病理学检查等结果也无生物学意义上的显著差异.本研究结果说明,转GL基因水稻外源蛋白在模拟胃肠液中不具有消化稳定性,且对小鼠无急性毒性作用.     

转PEPC基因水稻的光合CO_2同化和叶绿素荧光特性

以转PEPC, PPDK, NADP-ME, PEPC + PPDK酶基因水稻及原种为材料, 比较C4途径有关光合酶活性、叶绿素荧光参数、CO2交换等生理指标, 重点研究了转PEPC基因水稻的生理特性, 结果如下: (1) 转PEPC基因水稻PEPC活性比原种高20倍; 光饱和光合速率比原种高55%, 羧化效率提高50%, CO2补偿点降低27%. (2) 在高光强(3 h)或光氧化剂甲基紫精(MV)处理后, 与原种相比, 转PEPC基因水稻的PSⅡ光化学效率(Fv/Fm), 光化学猝灭(qP)下降较少, 证明其耐光抑制和耐光氧化能力增强. (3) 在高光强条件下, 转PEPC基因水稻中RuBPCase活性变化不明显, 但碳酸酐酶(CA)诱导活性增加1.8倍. 这些结果为揭示高光合效率机理和高光合效率育种提供了有益的启示.     

通过杂交亲和性评估外源抗除草剂基因在十字花科植物间的流动

十字花科许多植物表现为异花授粉和较高的种间杂交亲和性, 这些生殖特征喻示着外源基因在该科植物间存在潜在的流动风险. 通过苯胺蓝荧光法观察、人工杂交、混合花粉蒙导授粉结合杂交后代的分子鉴定, 研究了甘蓝型抗草甘膦油菜Q3与5种十字花科植物(共6个材料)的杂交亲和性, 以评估外源抗除草剂基因在上述植物间的流动. 结果表明, 甘蓝型油菜2个品种、雪里蕻、小白菜与Q3杂交的亲和指数分别为16.15, 12.77, 2.345和0.85, F₁代植株PCR检测为阳性; 诸葛菜、播娘蒿×Q3表现出高度不亲和, 荧光显微镜观察发现花粉管生长受阻, 分别停滞在诸葛菜花柱上部1/3处与播娘蒿柱头表面, 蒙导后代植株PCR检测均表现阴性. 在大田邻近间隔种植和自然授粉条件下, Q3与甘蓝型油菜2个品种、雪里蕻、小白菜间的基因流频率分别为2.3278%, 2.1487%, 1.0157%和0.9236%, 与诸葛菜、播娘蒿2种杂草的频率为0. 基因流频率与杂交亲和性高度相关. 本研究结果同时说明十字花科植物间的外源基因流动不容忽视.     

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     

水稻含隐性抗白叶枯病基因xa5的24kb片段的鉴定与基因预测

水稻xa5基因是具有重要研究和育种价值的隐性广谱抗白叶枯病基因.利用水稻品系IR24及其近等基因系IRBB5(含xa5基因)杂交组合,构建了含4892个单株的F2定位群体.同时,利用与xa5连锁的RFLP标记筛查含xa5基因的水稻抗性品系IRBB56的BAC文库,构建了一个覆盖目标基因位点的长约213kb的跨叠克隆群.根据国际水稻基因组和中国超级杂交稻基因组序列,以及跨叠克隆群的部分亚克隆测序,设计了一系列SSLP和CAPS标记对目标基因进行精细遗传定位.xa5基因定位在2个CAPS标记K5和T4之间且与T2共分离,标记K5和T4之间的遗传距离为0.3 cM,物理距离约为24 kb.对xa5基因所在的24 kb片段DNA序列进行基因预测,揭示出可能编码ABC转运蛋白和转录因子TFIIA小亚基的2个基因.对这一区段及其编码基因的功能研究将阐明xa5抗白叶枯病的分子机制.     

利用人工控制细胞死亡策略培育抗稻瘟病水稻

利用细菌编码RNase的barnase 基因及其特异抑制剂编码基因barstar构成的双元组分系统, 把本实验室构建的具有稻瘟菌(Magnaporthe grisea)诱导活性的嵌合启动子与barnase基因融合, 再与由CaMV 35S启动子驱动的barstar的构件融合, 构建植物表达载体pWBNBS和pPBNBS, 转化水稻, 并对转基因水稻进行了抗稻瘟病和白叶枯病的检测. 结果表明, 接种稻瘟菌后, 转基因水稻植株中barnase基因受诱导表达; 在稻瘟菌侵染诱导下, barnase的表达超过barstar的抑制, 导致转基因水稻叶片出现类似过敏感应, 表现出对稻瘟病的抗性; 转基因水稻对白叶枯病表现出一定的抗性. 这些结果说明, 通过该双元组分系统策略获得的转基因水稻具有明显的抗致病性真菌和一定程度的抗细菌危害的较广谱抗性.     

小麦抗盐突变体质膜K+通道K+, Na+通透性的改变

突变体Ｋ＾＋通道在１００ｍｍｏｌ／Ｌ ＫＣｌ和ＮａＣｌ溶液中对Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋离子的通透性均显著低子野生裂。突变体Ｋ＾＋通道在ＫＣｌ和ＮａＣｌ溶液中开放频率均显著低于野生型,突变体Ｋ＾＋通道Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋通透性的降低是与其开放频率下降分不开的,突变体和野生型Ｋ＾＋通道的单通道电导性基本一致,两者的差异主要表现在开放频率上。两者Ｋ＾＋通道对Ｋ＾＋／Ｎａ＾＋通透比所表现出的选择性却无明显差异,分别为     

水稻含隐性抗白叶枯病基因xa5的24 kb片段的鉴定与基因预测

水稻xa5基因是具有重要研究和育种价值的隐性广谱抗白叶枯病基因. 利用水稻品系IR24及其近等基因系IRBB5(含xa5基因)杂交组合, 构建了含4892个单株的F₂定位群体. 同时, 利用与xa5连锁的RFLP标记筛查含xa5基因的水稻抗性品系IRBB56的BAC文库, 构建了一个覆盖目标基因位点的长约213 kb的跨叠克隆群. 根据国际水稻基因组和中国超级杂交稻基因组序列, 以及跨叠克隆群的部分亚克隆测序, 设计了一系列SSLP和CAPS标记对目标基因进行精细遗传定位. xa5基因定位在2个CAPS标记K5和T4之间且与T2共分离, 标记K5和T4之间的遗传距离为0.3 cM, 物理距离约为24 kb. 对xa5基因所在的24 kb片段DNA序列进行基因预测, 揭示出可能编码ABC转运蛋白和转录因子TFIIA小亚基的2个基因. 对这一区段及其编码基因的功能研究将阐明xa5抗白叶枯病的分子机制.     

“节水抗旱稻”:解决水稻缺水问题——罗利军团队成果记

罗利军,上海市农业生物基因中心首席科学家兼中心主任,国家百千万人才工程第一、二层次人员。长期从事水稻遗传的应用基础研究,先后主持国家863项目、国家973项目、美国洛克菲勒基金项目、上海市科委、农委重大项目等,全国优秀农业科技工作者、上海市优秀专业技术人才。     

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.