摘要：葡萄风信子(Muscari spp.)为百合科葡萄风信子属植物的总称,该属植物多具有稀少的正蓝色花色,是研究单子叶植物花青苷合成机理的模式材料。为开发一种高效的葡萄风信子遗传转化体系,本试验以葡萄风信子常见种亚美尼亚(***)、栽培品种‘黑眼睛’(***‘Dark Eyes’)为材料,用叶片和花蕾分别诱导获得愈伤组织,对愈伤组织的潮霉素敏感性进行测试,对根癌农杆菌介导的愈伤组织遗传转化体系进行优化。试验结果表明:葡萄风信子亚美尼亚和‘黑眼睛’愈伤组织的潮霉素临界浓度分别为150 mg·L^(-1)和120 mg·L^(-1)。GUS染色结果显示不同基因型、不同农杆菌菌株及不同功率超声处理的愈伤组织瞬时转化效率差异不显著。而液体培养的花源愈伤组织能获得更高的瞬时转化效率,为葡萄风信子遗传转化的最优受体。其最高瞬时转化效率为98.73%。试验共获得了209块抗性愈伤组织,经PCR和RT-PCR检测,阳性率可达90%。本研究为在葡萄风信子中快速有效的开展基因功能研究奠定了技术基础。

摘要：[目的]筛选适合山苍子愈伤组织分化的激素比例,研究其对抗生素的耐受性,构建山苍子遗传转化体系。[方法]以山苍子无菌苗茎段诱导的愈伤组织为试验材料,研究不同激素浓度配比对山苍子愈伤组织诱导不定芽及不定芽生根的影响,探讨愈伤组织对潮霉素和头孢霉素的临界筛选浓度,并通过农杆菌介导法将外源基因导入山苍子愈伤组织中。[结果]筛选出诱导愈伤组织不定芽分化培养基为:MS+2.0 mg·L^(-1)6-BA+0.01 mg·L^(-1)IBA+0.05 mg·L^(-1)TDZ,分化率为16.67%~36.67%;不定芽生根培养基为1/2MS+0.5 mg·L^(-1)IAA,生根率为97.33%。遗传转化初期筛选抗性愈伤组织的潮霉素浓度为5 mg·L^(-1)(约7~10 d),通过逐步增加潮霉素浓度至30 mg·L^(-1)进行筛选培养,头孢霉素最适浓度为300 mg·L^(-1)。采用农杆菌介导法将外源基因转入愈伤组织中,并设计PCR引物进行鉴定,共检测16株抗性苗均含有目的条带,表明目的基因已插入山苍子基因组中,转化率为0.67%。通过Southern检测表明,目的片段已插入山苍子愈伤组织中。[结论]初步建立山苍子再生及遗传转化体系,且已获得多个基因的抗性愈伤组织,为进一步开展基因功能研究及遗传改良提供技术支持。

摘要：为明确杜梨赤霉素受体(GID1)的生物学功能,以杜梨为试材,通过同源克隆方法得到PbGID1s基因,利用生物信息学分析软件构建基因结构并设计靶位点;利用酶切-连接方法将带有靶点的sgRNA表达盒构建至CRISPR/Cas9表达载体上;通过农杆菌介导方法,将CRISPR/Cas9表达载体转化至杜梨子叶中。结果表明,在杜梨基因组中克隆得到4个PbGID1s,分别命名为PbGID1b-1、PbGID1b-2、PbGID1c-1、PbGID1c-2,基因结构分析显示该家族基因均由2个外显子和1个内含子组成;氨基酸序列比对发现,PbGID1s均具有GID1家族所特有的HGG和GXSXG保守结构域;将含有5个靶位点的sgRNA表达盒成功构建至pYLCRISPR/Cas9P_(35S)-N植物表达载体上,可同时对该家族4个基因进行编辑;杜梨遗传转化试验结果表明,共计浸染595粒杜梨子叶,获得抗性芽176个,阳性植株33株,转化效率达到5.55%。成功构建了可以同时靶向杜梨PbGID1s家族基因的CRISPR/Cas9载体,通过农杆菌介导,成功将该载体转化至杜梨子叶,并获得阳性植株。

摘要：基于天麻转录组数据,设计特异引物,克隆天麻DRP1E(dynamin-related protein 1E)基因,命名为GeDRP1E(GenBase登录号为C_AA018577.1),借助ExPASy、ClustalW、MEGA等软件对基因进行生物信息学分析利用拟南芥、马铃薯遗传转化体系获得转基因植株,并对转基因拟南芥株高、结实率,转基因马铃薯微型薯的块茎长、宽、重量和淀粉含量等农艺性状进行检测和分析,初步解析GeDRP1E基因的功能。结果显示,GeDRP1E基因ORF全长1899 bp、编码632个氨基酸残基,相对分子质量为69.90 kDa,分子式为C3079H4973N883O933S19;理论等电点为7.27,不稳定系数为43.34,亲水性平均指数为-0.259,预测属于不稳定亲水性蛋白。GeDRP1E不存在跨膜结构,无信号肽,定位于细胞质。系统进化树显示,GeDRP1E与其他种类植物DRP1E蛋白之间具有较高的同源性,其中与铁皮石斛DcDRP1E(XP_020689662.1)同源性最高,为90.05%。运用双酶切法构建植物表达载体pCambia1300-35Spro-GeDRP1E,并通过农杆菌介导转化法获得了GeDRP1E基因的拟南芥互补突变体、马铃薯过表达株系。与拟南芥AtDRP1E基因突变体相比,GeDRP1E基因互补突变体株高、结实率表型得以恢复。与野生型马铃薯相比GeDRP1E基因过表达株系微型薯体积、重量显著增大,淀粉含量显著增高。初步推测GeDRP1E很可能参与调节线粒体的形态,从而影响拟南芥植株、马铃薯微型薯的生长发育。上述研究结果为深入阐明天麻块茎生长发育的分子机制奠定了基础。

摘要：优良种质资源是粮食安全的重要保证,传统育种技术存在周期长、工作量庞大等问题。随着生物学与计算机技术的深度融合,针对作物关键基因进行定向优化的酶的理性设计,为更大限度挖掘优质基因资源奠定了基础,进一步与基因编辑及转基因技术相结合,成为分子育种技术探索中的重要方向之一。阐述了分子对接、分子动力学模拟、结合自由能评价等酶的理性设计常用方法,综述了酶的理性设计在提高作物品质、抗逆性和生物量方面的应用进展,并对未来的前景进行展望,以期为作物育种新技术的开发和利用提供参考。

摘要：利用RNAi介导病毒抗性的原理,以柑桔上发生频繁、为害严重的柑桔黄化脉明病毒(Citrus yellow vein clearing virus,CYVCV)为研究对象,以期得到对CYVCV具有抗性的转基因植株。根据CYVCV外壳蛋白(CP)和复制相关蛋白(RP)编码基因的序列,设计含有不同酶切位点的特异性扩增引物,获得靶标干扰片段,分别构建RNA干扰载体ihpCP-pGN、ihpRP-pGN和ihpCPRP-pGN,将干扰载体转入农杆菌感受态细胞EHA105后,采用农杆菌介导法进行柑桔的遗传转化,获得两株转基因阳性植株。研究可为培育抗CYVCV病毒柑桔品种提供参考。

摘要：【目的】以楸树胚性愈伤组织为受体,建立有效的楸树遗传转化体系,为今后楸树性状的遗传改良奠定基础。【方法】通过农杆菌EHA105介导以胚性愈伤组织作为外植体进行遗传转化,通过正交试验获得最优的遗传转化条件,进而将外源基因转入到楸树基因组中。【结果】在1/2 MS培养基中添加不同梯度浓度的卡那霉素(Kana)进行选择压力筛选,在添加了60 mg·L^(-1) Kana的1/2 MS培养基中,楸树胚性愈伤组织的分化率为0.00%,存活率仅为5.71%,因此确定60 mg·L^(-1)为遗传转化的选择压。采用正交设计L18(37)进行农杆菌介导的楸树遗传转化试验,通过GUS化学组织染色统计瞬时表达率,正交试验直观分析和单因素方差分析结果表明:在预培养时间为2天,采用农杆菌菌株EHA105、菌液浓度OD600值为0.7、添加乙酰丁香酮(AS)浓度为300μmol·L^(-1)、侵染时间为10 min,共培养时间为5天的条件下,农杆菌介导的转化效率最高,且对转化效率影响最大的2个因素是乙酰丁香酮浓度和预培养时间。对浸染后的胚性愈伤组织进行8个月的筛选培养,共获得32个抗性组织团,对其中15个增殖较多的抗性愈伤组织进行PCR检测,表明86.67%的抗性组织团中有外源基因整合到楸树基因组中。内源激素水平会对植物体细胞胚分化产生影响,细胞分裂素(CTK)和脱落酸(ABA)促进体胚发生,生长素(IAA)和赤霉素(GA)对体胚发生有抑制作用。通过测定内源激素可知,转基因的抗性组织中内源CTK和ABA水平显著低于野生型的楸树胚性愈伤组织,而内源IAA和GA则显著高于野生型胚性愈伤组织,推测内源激素水平可能是转基因抗性组织体胚分化能力比较差的原因。【结论】建立了农杆菌介导的楸树胚性愈伤组织的遗传转化体系,对筛选获得的15个抗性愈伤组织进行PCR检测,其中13个抗性愈伤组织中有外源基因的整合。内源激素水平的变化可能是导致楸树转基因抗性愈伤组织难以分化的原因。

摘要：[目的]建立高效的金粳818成熟胚遗传转化体系。[方法]以直播稻品种金粳818成熟胚为外植体,设计4种诱导培养基,筛选适合金粳818的诱导条件;设计5种分化培养基,筛选适合金粳818的分化条件;获得的愈伤组织用农杆菌介导法进行转基因再生。[结果]最佳诱导培养基为4.10 g/L NB+2 mg/L 2,4-D,诱导率为89.3%;最佳分化培养基为MS+5.0 mg/L KT+0.5 mg/L NAA,分化率为81.1%,成苗率为52.1%;经PCR分子检测,再生幼苗100%为转基因阳性植株。[结论]该研究建立了金粳818成熟胚遗传转化体系,为品种定向改良奠定了技术基础。

摘要：根据北细辛全长转录组测序数据,选择在植物形态发生及应对逆境胁迫中发挥重要作用的WRKY家族基因,用在模式植物拟南芥中调控抗毒素camalexin合成的AtWRKY33比对同源基因,设计引物,以北细辛叶总RNA为模板,采用RT-PCR技术扩增得到AhWRKY33基因开放阅读框(ORF)片段,实时荧光定量PCR结果表明其在北细辛地上和地下部分有显著的表达差异,AhWRKY33在毒性成分马兜铃酸含量较根中高的叶片中有较高的表达量。经验证,北细辛WRKY33基因ORF全长1 686 bp,编码561个氨基酸。北细辛WRKY33有2个保守的WRKYGQK结构域,按经典的分类方法来说,属于Ⅰ组WRKY转录因子,与其他物种氨基酸具有一定的同源性。该研究成功构建植物真核表达载体PHG-AhWRKY33并转化拟南芥,经过PCR检测和潮霉素(Hyg)抗性平板的筛选获得了转基因拟南芥。发现加快了转基因拟南芥种子的萌发,提高了植株的抗逆性。这为继续深入分析WRKY转录因子在北细辛生长发育和次生代谢产物合成中的功能奠定了基础。

摘要：【目的】杂交枫香是我国重要的用材和观赏树种资源,但其遗传转化体系尚未建立。建立杂交枫香遗传转化体系为杂交枫香性状改良和基因功能研究提供了方法。【方法】本研究基于杂交枫香高效的体细胞胚胎发生技术,用根癌农杆菌介导的遗传转化法对其胚性愈伤组织进行遗传转化,对潮霉素选择压、菌液浓度、侵染时间、共培养时间、以及共培养温度等影响因素采用正交试验等设计进行了研究。【结果】潮霉素对胚性愈伤组织的最小致死质量浓度为10 mg/L;获得最多Gus阳性斑点数的组合的菌液OD600为0.8,共培养时间为3 d,侵染时间为10 min,共培养温度为25℃;获得最多转基因阳性愈伤组织的组合的菌液OD600为0.2,共培养时间为2 d,侵染时间为10 min,共培养温度为23℃;且通过极差分析,最优处理组合的共培养时间为2 d,菌液OD600为0.2,侵染时间为20 min,共培养温度为23℃。【结论】经分子鉴定,共获得210个转基因阳性愈伤组织,初步建立了农杆菌介导的杂交枫香遗传转化体系,为阔叶树种愈伤组织的遗传转化提供了更多的可行性依据。