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     

表达雪花莲外源凝集素基因的油菜转基因植株的获得

利用农杆菌素LBA4404（pCAMBIA3300RG)转化优良甘蓝型油菜恢复系W723的下胚轴节段.pCAM-BIA3300RG含有Rssl启动子引导的雪花莲外源凝集素基因（gna）和CaMV-35S启动子引导的除草剂抗性基因（bar）。经过两轮除草剂（2.5mg/L bialaphos）筛选（两周/轮）,除草剂抗性再生芽被传入生根培养基中生根,对根系旺盛生长的植株中所含gna基因进行PCR分析,PCR分析证实了这些植株确为转基因植株,利用Western印迹法对随机选择的5株含gna基因的转基因植株的分析发现,其中4株表达了gna基因。目前正对这些表达gna基因的转基因植株进行后代遗传分离分析。     

银杏1-羟基-2-甲基-2-（E）-丁烯基-4-焦磷酸还原酶基因（hdr）转化银杏的研究

采用根癌农杆菌介导法,将来源于银杏（Ginkgo bilobaL．）的1-羟基-2-甲基-2-（E）-丁烯基-4-焦磷酸还原酶（1-hydroxy-2-methyl-2-（E）-butenyl-4-diphosphate reductase,HDR）基因（Gbhdr）转化银杏种子胚．通过潮霉素（10mg／L）筛选,获得了8个抗性愈伤组织系,PCR检测表明其中有7个为转基因愈伤组织系．采用HPLC-ELSD法对其中4个独立转化系中的银杏总内酯含量进行了测定,结果显示转化系h-8中银杏总内酯含量相比非转基因系大幅提高,达到非转基因系的2．5倍．RT-PCR结果显示该4个转化系中Gbhdr的表达量相比非转基因对照都有不同程度地提高．     

银杏1-羟基-2-甲基-2-(E)-丁烯基-4-焦磷酸还原酶基因(hdr)转化银杏的研究

采用根癌农杆菌介导法,将来源于银杏(Ginkgo biloba L.)的1-羟基-2-甲基-2-(E)-丁烯基-4-焦磷酸还原酶(1-hydroxy-2-methyl-2-(E)-butenyl-4-diphosphate reductase, HDR)基因(Gbhdr)转化银杏种子胚. 通过潮霉素(10 mg/L)筛选,获得了8个抗性愈伤组织系,PCR检测表明其中有7个为转基因愈伤组织系.采用HPLC-ELSD法对其中4个独立转化系中的银杏总内酯含量进行了测定,结果显示转化系h-8中银杏总内酯含量相比非转基因系大幅提高,达到非转基因系的2.5倍. RT-PCR结果显示该4个转化系中Gbhdr的表达量相比非转基因对照都有不同程度地提高.     

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。     

半夏凝集素基因的克隆

利用RACE－PCR技术从半夏花序中克隆出半夏凝集素的全长cDNA,通过比较半夏同其他天南星科植物的凝集素基因序列和推测的氨基酸序列,发现半夏凝集素基因编码一具有信号肽的前体蛋白,半夏凝集素同其他天南星科植物凝集素一样,为具有3个甘露糖专一结合盒的凝集素。     

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。     

石蒜凝集素基因的克隆

用石蒜科植物凝集素基因的保守序列为引物，利用RACE－PCR技术从石蒜幼嫩叶片中克隆出石蒜凝集素的全长cDNA，通过比较石蒜同其他石蒜科植物凝集素基因序列和推测的氨基酸序列，发现石蒜凝集素基因编码一具有信号肽的前体蛋白，石蒜凝集素同其他石蒜科植物凝集素一样为具有3个甘露糖专一结合盒的凝集素。     

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。     

含编码类铁氧还双亲性蛋白ap1基因的转基因水稻植株的获得

利用基因枪法将含有潮霉素抗性基因（hpt),gusA报告基因和ap1基因的2个质粒（pJIMB15和pBiSAP1)共同转化同转化由粳稻品种鄂宜105号种 子在胚诱导的愈伤组织（2－3周龄）。ap1基因编码一种双亲性的蛋白。该蛋白能延缓因假单孢菌感染所引起的非寄主植物中的过敏反应。经过2轮潮霉素（30mg/L)筛选,抗性愈伤组织被转入含30mg/L潮霉素的再生培养基中再生植株。从轰击的186块愈伤组织中共再生出32株独立的转基因水稻植株（转化率为17．2％）,PCR／Southern blot分析显示84％的转基因植株含有所有3个基因。