抗旱水稻种子转基因成分检测技术研究
水稻转基因育种的研究进展与应用现状
水稻转基因育种的研究进展与应用现状刘志宏1 田 媛2 陈红娜1 周志豪1 郑 洁2 杨晓怀1（1深圳市农业科技促进中心，广东深圳518000；2暨南大学食品科学与工程系，广东广州510632）摘要：随着生物技术发展的不断深入，我国水稻种业的发展也面临着全新的机遇和挑战。
目前，改善水稻品种质量的主要方法有分子标记技术、基因编辑技术和转基因技术。
其中，转基因水稻是利用生物技术手段将外源基因转入到目标水稻的基因组中，通过外源基因的表达，获得具有抗病、抗虫、抗除草剂等优良性状的水稻品种。
近年来，国内外在采用转基因技术进行水稻育种，提升水稻产量、改善水稻品质方面具有较多的研究进展。
在阐述转基因技术工作原理的基础上，概述国内外利用转基因技术在优质水稻育种方面的研究进展，进一步探究转基因技术在我国水稻育种领域的发展前景。
关键词：转基因育种；水稻；病虫害；除草剂Research Progress and Application Status of Rice Transgenic Breeding LIU Zhihong1，TIAN Yuan2，CHEN Hongna1，ZHOU Zhihao1，ZHENG Jie2，YANG Xiaohuai1（1Shenzhen Agricultural Technology Promotion Center，Shenzhen 518000，Guangdong；2Department of Food Science and Engineering，Jinan University，Guangzhou 510632）水稻（Oryza sativa L.）作为世界上重要的粮食作物之一，为世界超过1/3的人口提供了主粮，全球种植面积约1.4亿hm2[1]。
“十二五”以来，我国水稻产量连续稳定在2亿t以上[2]。
水稻作为我国的主要粮食作物，在我国粮食生产领域占据着十分重要的地位，水稻品种改良仍是保障种业持续发展和国家粮食安全的重点。
水稻抗病机制中的基因功能研究
水稻抗病机制中的基因功能研究水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，在全球粮食安全中发挥着至关重要的作用。
然而，与各种病原微生物的竞争给水稻生产带来了严重的挑战。
由此产生的病害问题导致了严重的粮食损失，给农民带来了严重的经济损失，在全球粮食生产中也是一个不容忽视的因素。
因此，研究水稻的抗病机制，特别是基因功能研究，对于解决这个挑战至关重要。
此外，如何提高水稻的免疫力也是一个重要的命题。
目前，我们已经发现了一些参与水稻抗病和免疫相关的基因。
通过研究这些基因的功能和作用机制，我们可以更好地了解水稻的免疫机制，为提高水稻的病害抗性和优化水稻品种提供有力的科学依据。
水稻的基因功能研究针对水稻的基因功能研究是水稻基因组研究的重要组成部分。
通过研究水稻中不同基因的功能，我们可以更好地了解基因的作用和调控机制，揭示抗病免疫的相关性，为研发基于基因编辑技术的优化品种提供理论支持。
研究显示，水稻中有一些关键基因参与到免疫的防御机制中。
例如Ca2+和NADPH氧化酶(NOX)通路，在水稻面对抗病和免疫挑战时发挥了重要的作用。
研究人员通过基因编辑和测序技术，确定了这些基因的作用机制和表达规律。
此外，水稻中Xa21基因也是抗病性的关键基因。
该基因编码膜结合蛋白，参与到水稻的抗细菌病免疫中。
研究表明，Xa21基因可以激活水稻的免疫系统，并保护水稻免受细菌病害的侵害。
基于Xa21基因，研究人员通过基因编辑技术，研发了高度抗病的水稻品种，使得水稻产量显著提高。
水稻免疫机制研究水稻作为一种重要的粮食作物，在不断地与各种病原微生物进行斗争，从而产生了一系列的免疫机制。
因此，研究水稻的免疫机制也至关重要。
水稻免疫机制包括类型Ⅰ和类型Ⅱ免疫反应。
类型Ⅰ免疫反应是通过基因表达调控，活化急性免疫反应，从而产生抗原特异性T细胞，从而识别和杀死入侵微生物。
类型Ⅱ免疫反应是通过免疫细胞的功能活化，促进针对外来微生物产生的抗体生产，从而消灭病原体。
浅析我国转基因水稻的研究
文章编号: 1671一7597 (2008) 04200 1一 0 01
水稻是我国的重要经济作物和粮食作物. 水稻分布极其广泛，由于生 态环境的复杂性和所处地理环境的影响，水稻在漫长的进化过程中，形成 了极其丰富的遗传多样性，染色体组型和数目 复杂多样，成为研究稻种起 源、演化和分化必不可少的 材料。 植物转基因技术是利用遗传工程手段有目的地将外源基因或D A N构 建，并导入植物基因组中，通过外源基因的直接表达，或者通过对内源基 因表达的调控，甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达，使植物获 得新性状的一种品种改良技术。它是基因工程、细胞工程与育种技术的有 机结合而产生的一种全新的育种技术体系。转基因技术可以将水稻基因库 中不具备的各种抗性或抗性相关基因转入水稻， 进一步拓宽了水稻抗病基 因源，为抗病育种提供了一条新途径。 一、国内外的转甚因技术 转基因技术自 世纪7 年代诞生以来，已经取得迅速的发展. 到目 0 2 0 前 为止，中国已 经是全球第4大转基因 技术应用国。 转基因生物技术的应用，大多分布在抗虫基因工程、抗病基因工程、 抗逆基因工程、品质基因工程、品质改良基因工程、控制发育的基因工程 等领域。中国是继美国之后育成转基因抗虫棉的第二个国家。现在河北省 与美国孟山 都合作育成33 抗虫棉 ( 高抗棉铃虫、抗枯萎病、耐黄萎病) 。 B 由中国农科院生物中心、江苏省农科院导入B 基因，由安徽省种子公司， t 安徽省东至县棉种场共同选育的抗虫棉 “ 国抗1号”在安徽省己通过审定。 国际水稻所将抗虫基因导入水稻，育成抗二化螟、纵卷叶螟的转基因水 稻。中国农科院、中国农业大学、中国科学院、河南农科院等许多科研单 位和高校将几丁质酶和葡聚糖酶双价基因导入小麦育成抗病转基因小麦、 转基因烟草、转基因水稻等等。英国爱丁堡大学将水母发光基因导入烟 草、芹菜、马铃薯等作物，获得发光作物，驱赶害虫. 至于油菜方面利用转基因工程培育雄性不育系及其恢复系的研究，亦 取得了突破性的进展。比利时为了提高菜饼粗蛋白质的含量，将一种草控 制的蛋白质基因转移到油菜上来，选出高蛋白质含量的转基因油菜品种。 瑞典Sv lo. e叨 l l 等公司利用基因工程技术将外源基因导入甘蓝型油菜， a elbu 培育成抗除草剂油菜新品种; 比利时咫5公司采用基因工程手段创造出新的 油菜授粉系统; 法国应用原生质体融合技术将萝 卜 不育细胞质的恢复基因 引入甘蓝型油菜，充分利用萝 卜 不育细胞质不育彻底的特性，实现了萝 卜 不育细胞质的三系配套，对推动全球杂交油菜育种具有革命性的影响。 二、我国转. 因技术在水相上的应用及研究进展 我国是农业超级国，因此，中国人吃饭问题的关键是水稻问题 ( 高产 和抗性问题) ，而水稻问题的核心便是转基因技术在水稻中的成功应用。 近年来，植物抗病毒基因工程的技术路线己趋向成熟，国内外相继开 展了 水稻东格鲁病、条纹叶枯病、 黄矮病、矮缩病等8种病毒病的转基因育 种研究，将各病原病毒的外壳蛋白基因、复制酶基因、编码结构或非结构 蛋白 基因干扰素c N 等分别导入水稻，获得了抗不同病毒病的转基因株系 DA 或植株。在我国，转基因技术在水稻中的应用己 经取得了惊人的成果。 ( 一) 转基因技术在提高水稻植株的抗B r 除草剂的成果 s a a 王才林等利用花粉管通道法将抗Ba t 除草剂的ba 基因导入水稻品系 s a r “ 2”，获得转基因植株。抗性鉴定表明，转基因植株能充分表达对 3 E a t B s a除草剂的抗性; 通过对转基因植株后代P R C 分析，证实ba 基因已整合 r 到受体植 基因 株的 组中， 遗传分析表明， r 基因能 ba 在有性生殖过程中 传递 给后代， 并在T代开始分离出抗性一致的稳定 株系. 段俊等利用转荃因技 术， 成功将抗除草剂ba 基因转 r 入水稻恢复系明恢 ，并在此基础上育成了 6 8 明 3 B、 8 B、 恢6 优6 双七B 等抗除草剂转ba 基因 r 恢复系3 多个. 同时 0 利用明
转基因水稻Bt汕优63外源插入结构验证和定量检测方法建立
转基因水稻Bt汕优63外源插入结构验证和定量检测方法建立一、背景介绍Bt汕优63是一种经过基因工程技术改造的转基因水稻品种，通过引入Bt基因，使其具备抗虫特性，有效减少农药使用，保障粮食安全。
为确保Bt汕优63中外源基因插入结构的稳定性和表达量，本研究旨在建立一套针对其外源插入结构的验证和定量检测方法。
二、外源插入结构验证方法1. DNA提取从Bt汕优63植株中提取基因组DNA，作为后续实验的模板。
2. PCR扩增设计特异性引物，针对Bt基因及其侧翼序列进行PCR扩增。
通过琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物，验证Bt基因是否成功插入水稻基因组。
3. 序列分析将PCR扩增产物进行测序，与预期序列进行比对，确认插入位点和序列的正确性。
三、定量检测方法建立1. 实时荧光定量PCR（qPCR）以Bt基因为目标，设计特异性引物和探针，建立qPCR检测体系。
通过标准曲线法对Bt基因在水稻基因组中的表达量进行定量分析。
2. qPCR实验步骤（1）制备cDNA：以提取的RNA为模板，反转录合成cDNA。
（2）配制qPCR反应体系：包括cDNA模板、引物、探针、dNTPs、Taq酶等。
（3）设置qPCR反应程序：包括预变性、变性、退火、延伸等步骤。
（4）数据分析：采用软件分析Ct值，根据标准曲线计算Bt基因的相对表达量。
四、方法优化与验证1. 优化实验条件：对qPCR反应体系中的引物浓度、探针浓度、退火温度等进行优化，确保检测体系的灵敏度和特异性。
2. 重复性实验：进行多次独立实验，验证检测方法的重复性。
3. 线性范围验证：通过制备不同浓度的标准品，构建标准曲线，验证检测方法的线性范围。
本研究成功建立了Bt汕优63外源插入结构的验证和定量检测方法，为后续转基因水稻的监管、研究和应用提供了有力的技术支持。
通过这些方法，可以确保Bt汕优63中外源基因的稳定性和表达量，为我国转基因作物的发展和安全提供保障。
六、实验操作注意事项1. DNA提取过程中的注意事项确保实验过程中使用的器械和容器无菌，避免DNA污染。
水稻ABA生物合成基因OsNCED3响应干旱胁迫
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2018, 44(1): 24 31/ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(31171466, 31570250)和国家重点基础研究发展计划(2012CB114306)资助。
This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31171466) and the National Basic Research Program of China (2012CB114306).*通信作者(Corresponding author): 朱国辉, E-mail: ghzhu@第一作者联系方式: E-mail: 2214553605@Received(收稿日期): 2016-11-30; Accepted(接受日期): 2017-09-10; Published online(网络出版日期): 2017-10-27. URL: /kcms/detail/11.1809.S.20171027.1757.020.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2018.00024水稻ABA 生物合成基因OsNCED3响应干旱胁迫徐学中 汪 婷 万 旺 李思慧 朱国辉*华南农业大学生命科学学院, 广东广州 510642摘 要: 9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物内源脱落酸(ABA)生物合成的限速酶, 由NCED 基因家族编码, 水稻中响应干旱胁迫并以此调节ABA 水平的OsNCED 基因尚未见报道。
本研究发现在水稻已报道的5个OsNCED 基因中, OsNCED3的表达受干旱胁迫诱导, 复水处理后其表达快速下调, 其表达模式与此过程中内源ABA 含量变化趋势一致。
利用转基因技术改良水稻抗性和品质的研究的开题报告
利用转基因技术改良水稻抗性和品质的研究的开题报告
题目：利用转基因技术改良水稻抗性和品质的研究
研究背景和意义：
水稻是我们国家的主要粮食作物之一，也是世界范围内最为重要的粮食作物之一。
然而，水稻产量与品质方面仍然存在一些问题，例如长时间的病虫害侵袭和过度使用农药导致的农产品质量下降等。
因此，通过转基因技术来提高水稻的抵抗力和品质已成为当前水稻研究的一个重要领域。
研究内容：
本研究旨在利用转基因技术改良水稻的抗性和品质，包括以下方面：
1. 构建抗病虫害的转基因水稻。
通过转基因技术，将一些与病虫害相关的基因转移到水稻中，以提高水稻的抗病虫害能力。
2. 改进水稻的逆境适应性。
通过转基因技术，将一些逆境适应相关的基因引入到水稻中，以提高水稻的抗逆能力。
3. 提高水稻品质。
通过转基因技术，将一些水稻品质相关的基因引入到水稻中，以提高水稻的口感、色泽、香味等品质指标。
研究方法：
1. 通过PCR扩增目标基因，在原核系统中进行克隆并纯化。
2. 将目标基因构建入适当载体中，通过农杆菌介导转化法将其转化入水稻中。
3. 对转化后的植株进行PCR检测和基因表达水平测试。
4. 对转化后的水稻进行田间试验，评价其抗性和品质等指标变化。
预期成果：
1. 通过转基因技术，成功构建抗病虫害、逆境适应性和品质优良的水稻。
2. 通过田间试验，验证转基因水稻的抗性和品质变化。
3. 为今后水稻品种选育和改良提供参考和借鉴。
转基因水稻培育实验报告
一、实验目的本实验旨在通过基因工程技术，将具有特定功能的基因导入水稻中，培育出具有抗病、抗虫、抗逆等优良性状的转基因水稻，为我国水稻育种提供新的途径。
二、实验原理转基因技术是指将外源基因导入目标生物体基因组中，使目标生物体获得新的性状或功能。
本实验采用农杆菌介导法将目的基因导入水稻中，通过基因重组，使水稻获得抗病、抗虫、抗逆等优良性状。
三、实验材料1. 水稻品种：Oryza sativa L.（籼稻）2. 抗病基因：Xa213. 抗虫基因：Bt蛋白基因4. 抗逆基因：海藻糖合成酶基因5. 农杆菌：Agrobacterium tumefaciens EHA1056. 实验试剂：限制酶、DNA连接酶、质粒、抗生素等四、实验方法1. 目的基因的克隆与构建（1）从基因库中获取抗病基因Xa21、抗虫基因Bt蛋白基因和抗逆基因海藻糖合成酶基因的DNA序列。
（2）利用PCR技术扩增目的基因。
（3）将扩增的目的基因与载体质粒连接，构建重组质粒。
2. 农杆菌转化（1）将重组质粒转化农杆菌EHA105。
（2）将转化后的农杆菌接种于含有抗生素的培养基中，筛选阳性克隆。
3. 转化水稻（1）将阳性农杆菌接种于含有抗生素的培养基中，培养至对数生长期。
（2）将农杆菌与水稻叶片接触，进行转化。
4. 筛选转基因植株（1）将转化后的水稻苗移栽至田间，进行抗性鉴定。
（2）根据抗性表现，筛选出转基因植株。
5. 分子鉴定（1）提取转基因植株的DNA。
（2）利用PCR技术检测目的基因是否整合到水稻基因组中。
五、实验结果1. 成功构建了含有抗病基因Xa21、抗虫基因Bt蛋白基因和抗逆基因海藻糖合成酶基因的重组质粒。
2. 转化后的农杆菌能够将目的基因导入水稻中。
3. 通过抗性鉴定，筛选出具有抗病、抗虫、抗逆等优良性状的转基因水稻。
4. 分子鉴定结果显示，目的基因已整合到水稻基因组中。
六、实验结论本实验成功培育出具有抗病、抗虫、抗逆等优良性状的转基因水稻，为我国水稻育种提供了新的途径。
转Bt基因水稻种子中Bt蛋白含量测定方法的研究
１２ １ 样 品前处 理 ．． 称取 磨碎 的 １０ｍ ０ ｇ样 品 ， １１ 以 ：０的 比例加 入样 品提 取液 ， 均后 静 置 ５ｍｎ 吸 取 上 清 液 加 入 到 微 混 ｉ， 孔 中 。加 酶 标 记 物 ， 温 孵 育 ２ｈ 洗 板 （ 复 ６— 室 ， 重 ７ 次 ） 加入 ３３ ， ， 一四 甲基 联 苯 胺 （ ＭＢ） 物 溶 ， ， ５５ Ｔ 底 液 ，５ｒｎ后 ， ３ｍｏ Ｌ的硫酸溶 液终 止反应 ， 酶 １ ｉ ａ 用 ］ ／ 用
文 章编号 ：０ ３— １４ ２ １ ）３— １１— ４ １０ ０ ７ （０２ ０ ０２ ０
测体 系 。
水 稻作 为 世 界 主 要 粮 食 作 物 ， 也是 虫 害最 多 的 粮 食作 物 之一 。２０ ０９年 底 ， 基 因抗 虫 水 稻 华 恢 １ 转 号和转 ｃｙＡ ｃｙＡ ｒｌ ｂ／ｒｌ ｃ基 因抗虫 水 稻 Ｂ 汕 优 ６ ｔ ３在 湖北省 生产 应用 的安 全证 书 。随着 转 基 因水 稻将 从 小 型试 验逐 渐 走 向大 规 模 种 植 ， 转 基 因生 物 安 全 给 监管 、 溯 提 出 了更 高 的要 求 ｊ快 速 、 准 检 测 技 追 ， 精 术体 系 的建 立是 安全监 管 的有效途 径之 一 。 目前 ， 基 因 生 物 检 测 技 术 主 要 分 为 两 大 转 类ｌ ， ２ 一类 是基 于蛋 白质 检 测 的蛋 白检 测技 术 ， Ｊ 另
类是 基于 核酸检 测 的检 测技 术 。其 中 Ｅ ＩＡ检测 ＬＳ
合， 实验室 自 。 制 Ｂ ～ ｒ１ ｂ １ ｃＥ ＩＡ试剂盒 ： 国 ｄｄａ公 司。 ｔ Ｃｙ Ａ ／ Ａ ＬＳ 美 ｇｉ
Ｍｏｅ ６０酶标仪 、５５ 板机 ：Ｉ Ｒ Ｄ公 司 。 ｄｌ ８ １７ 洗 ＢＯ— Ａ
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抗旱水稻种子转基因成分检测技术研究
邓汉超1，2 刘玉琛3 邓国标3，4 刘 晋1，2 陈惠芳1，2 杨启鹏1，2 周向阳1，2（1深圳市农业科技促进中心，深圳 518040；2农业部农作物种子质量监督检验测试中心（深圳），广东深圳 518040；
3深圳市作物分子育种研究院，深圳 518107；4广东省龙门县卫生和计划生育局，惠州 516800）
摘要：利用组织研磨仪快速处理水稻种子样品，采用高通量的磁珠纯化系统提取样本DNA，提取的核酸通过紫外吸收检测其纯度，应用普通PCR检测方法和实时荧光PCR方法对水稻内源基因SPS、靶基因ATAF1进行检测。
结果表明，普通PCR方法和实时荧光PCR方法均表现快速、准确、特异性高的特点。
关键词：普通PCR；实时荧光PCR；转基因
转基因作物的大量种植和推广同时对转基因生物的检测技术提出要求，发达国家的转基因及相关检测技术远远超过发展中的国家。
美国、加拿大等国已有近百种转基因食品上市，并且他们的目标是把大量的转基因食品出口到发展中国家[1-3]。
在这些正式获批进行生产和贸易的产品之外，更有数目众多的品种处于试验阶段或未经正常手续进入市场，我国已经加入WTO，正在面临着转基因产品贸易和安全监测的挑战。
同时随着商品化转基因生物的种类不断增加，转基因生物本身的安全性以及它们对人类健康和生态环境的潜在威胁成为国际社会和广大民众广泛关注的热点问题之一[4-6]；包括我国在内的越来越多的国家制定并实施了转基因食品的强制标识制度。
因此，转基因产品的科学管理和应用需要得到转基因产品及其成分检测技术的支持。
追踪转基因生物研发动态，研发相适应的检测技术，制定相应的检测标准，是转基因生物安全监管的重要措施。
本文以转抗旱基因ATAF1水稻种子为材料，初步建立外源基因的普通PCR和实时荧光PCR检测方法。
1 材料与方法
1.1 材料 本实验室获得的转ATAF1基因水稻70株，种子保存于本实验室种子低温低湿储藏库中备用。
主要仪器和试剂：MP组织研磨仪（24样）、Themo磁珠核酸自动提取纯化仪（96样）、Omega核
基金项目：转基因新品种培育重大专项（2009ZX08001-023B）；深圳市技术创新项目（CXZZ20120614165508810）
通信作者：刘晋酸提取试剂盒、Premix Ex Taq酶、Neno1000紫外分光光度计、BIO-RAD iCycler PCR扩增仪、ABI7500实时荧光PCR扩增仪、RAININ edp3 plus排枪（12通道）等。
1.2 方法
1.2.1 样品处理 水稻种子取5粒，置于2mL离心管中，放入1粒陶瓷珠，加入500μL Buffer SLX
Minus裂解液（Omega 核酸提取试剂盒）或500μL 2% CTAB 裂解液，浸泡数小时后采用MP组织研磨仪设置震荡速度4.0 M/s、震荡时间30s，震荡粉碎5 6次，备用。
1.2.2DNA的提取 磁珠自动提取法：粉碎样品在65℃水浴1h，其间上下颠倒2 3次。
12000r/min离心10min。
取上清200μL于深孔96平板、800μL Buffer PHB于深孔96平板、800深孔96平板、100深孔96平板、一个Tip按照表1依次加入Omega 核酸提取试剂盒中的试剂。
启动Themo磁珠核酸自动提取纯化系统，根据系统提示依次放入上述试剂板。
当DNA提取完毕，取出5号板，将DNA保存在-20℃下备用。
表1 磁珠核酸自动提取纯化系统物品
板类型板序号内容物试剂量
A1磁珠/Lysis Buffer3/样品20μL/500μL/200μL A2Buffer PHB800μL
A3SPM Buffer800μL
A4SPM Buffer800μL
B5Elution Buffer100μL
A6Tip Loading Plate。