摘要：为了探究评估SpCas9-NG在玉米基因组编辑中的应用潜力,以叶绿素合成关键基因ZmSCD作为编辑对象,该基因缺失会使苗出现白化现象,以此直观评估编辑效率。依据SpCas9和SpCas9-NG分别识别的5′-NGG-3′和5′-NG-3′PAM序列的规则,在ZmSCD的第2和第3外显子上设计了靶点后,成功将靶点序列构建至SpCas9及SpCas9-NG敲除载体上,再利用农杆菌介导的遗传转化方法将敲除载体导入玉米自交系KN5585中,将愈伤组织培养至分化出叶片组织时,统计白化苗率,以此得出不同编辑器的编辑效率,并对白化苗提取基因组后进行测序。通过3轮遗传转化SpCas9分别获得76,125,28个愈伤组织,SpCas9-NG获得100,69,30个愈伤组织。结果显示,SpCas9的3轮遗传转化的基因编辑效率分别为14.47%,13.60%,10.71%,SpCas9-NG编辑效率分别为12.00%,10.14%,13.33%;对其白化苗测序结果显示,均在靶点附近获得重叠峰。结果表明,SpCas9-NG在玉米中的编辑效率与传统SpCas9相似,显示出同样的基因编辑能力;相比之下,SpCas9-NG具备更宽泛的PAM序列适应性,这意味着它的靶点设计能力更为灵活,允许在玉米基因组中实现更加精准和多样化的编辑。

摘要：大豆疫霉根腐病是由卵菌纲病原菌—疫霉菌(Phytophthora sojae)引起的大豆毁灭性病害之一。本研究前期利用农杆菌介导转化技术,将广谱抗病基因hrpZm导入栽培大豆Williams 82,获得高抗疫霉根腐病转基因大豆新品系B4J8049,并已进入环境释放试验阶段。为进一步推进该转化事件的生物安全评价及应用,本研究采用热不对称交错PCR(thermal asymmetric interlaced PCR,TAIL-PCR)方法分析外源T-DNA整合位点右边界序列,并依据其序列特征,建立该转化事件特异性检测方法。Southern杂交检测结果表明,转基因大豆事件B4J8049外源T-DNA插入拷贝数为1个。根据外源T-DNA插入片段序列设计3条嵌套特异性检测引物,与简并引物组合进行TAIL-PCR扩增反应,获得外源TDNA插入位点右边界序列。BLAST分析(https://***/)表明,外源T-DNA片段以单拷贝形式反向插入的方式整合到大豆基因组中第8号染色体的187 824位点。在此基础上,依据插入位点右边界序列设计检测引物,建立转基因大豆事件B4J8049特异性检测方法。本研究为该抗病转基因事件B4J8049及其衍生产品特异性检测提供依据。

摘要：本研究前期利用转基因技术,将菠菜(Atriplex hortensis)甜菜碱醛脱氢酶编码基因Ah BADH导入栽培大豆Williams 82中,获得耐盐性较强的转基因大豆事件FA8015。为进一步加快该转基因事件生物安全评价,本研究分离了FA8015外源T-DNA旁侧序列,并依据其序列特征,建立事件特异性检测方法。Southern杂交结果表明,转基因事件FA8015外源T-DNA为单拷贝插入。利用基因组重测序技术,获得转基因大豆事件FA8015的基因组信息,并与参考基因组Williams 82做比较,初步确定转基因大豆事件FA8015外源T-DNA片段整合位点。然后根据整合位点,设计融合大豆基因组和T-DNA序列的引物,获得了1 160 bp的左边界旁侧序列,包括405 bp的大豆基因组序列和750 bp的T-DNA序列;右边界获得了1 254 bp的旁侧序列,其中601 bp为T-DNA片段,653 bp为大豆基因组序列;序列分析证明转基因事件FA8015的T-DNA整合位点为Chr15染色体的25129882位点,整合方式为正向单拷贝插入,与Southern杂交和重测序结果一致。依据PCR结果设计事件特异性引物,建立了转基因大豆事件FA8015转化体特异性检测方法。该方法特异性强、灵敏度高,可快速识别该转基因大豆事件的身份,为该转化事件及其衍生品的安全性和监管提供技术支撑。

摘要：以吉林省马铃薯主栽品种"春薯4号"(Solanum tuberosum cv. Chunshu 4)无菌试管苗为材料,以茎段为外植体,采用L9(33)正交试验设计,研究植物激素对愈伤组织诱导和分化的影响;通过对遗传转化体系中的筛选剂浓度、抗生素种类及浓度等影响因素的优化,初步建立了马铃薯"春薯4号"的遗传转化体系。结果表明:最适合愈伤组织诱导的培养基配方为MS+2.0 mg/L 6苄氨基嘌呤(6-BA)+0.2 mg/L萘乙酸(NAA)+0.3 mg/L 2,4-二氯苯酚代乙酚(2,4-D),"春薯4号"茎段的愈伤组织诱导率最高,为98.57%,愈伤组织为淡绿色,呈致密的哑铃形;最适合愈伤组织分化的培养基为MS+3.0 mg/L 6-BA+1.5 mg/L吲哚乙酸(IAA)+1.0 mg/L玉米素(ZT),愈伤组织的分化出苗率最高,为54.1%,幼苗粗壮,畸形苗少;在遗传转化体系中,筛选剂双丙氨膦浓度为6.0 mg/L时,为愈伤组织最适筛选压,为4.5 mg/L时,为再生苗最适筛选压;农杆菌抑菌剂最适组合为500 mg/L头孢霉素+200 mg/L羧苄青霉素。

摘要：二化螟虫的泛滥严重影响水稻的产量,cry1Ac基因是目前世界上应用最广泛和最高效的抗虫基因之一,但二化螟虫通过进化会逐渐对其产生抗性。通过改变蛋白结构来构建新的Cry蛋白是解决这一问题的有效途径之一。为分析改造Cry1Ac蛋白C端能否对转基因作物抗虫性产生影响,本研究采用Cry1Ja蛋白的C端替换Cry1Ac蛋白的C端,重组获得CryFLAc蛋白。将cry1Ac基因和编码CryFLAc蛋白的cryFLAc基因分别构建到pTF101.1-ubi植物表达载体上,利用农杆菌介导方法转化到吉林省水稻品种吉粳88中;采用PCR、RT-PCR、免疫检测试纸条检测的方法确定cry1Ac、cryFLAc基因整合和表达情况;通过室内和田间抗虫性测试评价CryFLAc和Cry1Ac蛋白对T1代转基因水稻抗虫性的影响。研究发现:cry1Ac、cryFLAc基因均成功整合到水稻基因组中,并稳定表达;转cryFLAc基因水稻抗二化螟水平达到抗性级别,转cry1Ac基因水稻达到高抗级别;转cry1Ac基因水稻二化螟抗性高于转cryFLAc基因水稻。结果表明:Cry1Ja蛋白的C端替换Cry1Ac蛋白的C端不会提高转基因水稻的抗虫性。上述研究为人工设计合理化改造Cry蛋白提供了新的理论依据。

摘要：通过生物信息学方法,从Ensembl Plants数据库中鉴定出45个玉米LBD基因,并命名为ZmLBD1~ZmLBD45,探讨LBD/ASL基因家族在玉米中的功能及其在干旱胁迫中的作用。系统进化分析将这些基因分为Class I和Class II两大类,进一步细分为多个亚组。基因结构分析揭示,ZmLBD基因家族在外显子和内含子结构上具有多样性,并鉴定出10个保守基序。共线性分析表明,ZmLBD基因家族在进化过程中经历了多次基因重复事件,尤其在Class I亚家族中,重复基因对其扩展起到重要作用。RNA-Seq数据的表达分析显示,ZmLBD基因在不同组织和发育阶段的表达模式尤其在干旱胁迫下发生显著变化。