(一) 生物工程
浙江省于70年代初开展细胞技术应用于农作物改良和苗木快速繁殖,80年代中期进行基因工程研究。在花药培养和单倍体育种、水稻和大麦原生质体培养、鱼类细胞和病毒培养及疫苗制备、湖羊胚胎切割与性别控制、叶绿体基因工程等方面,在国内处领先水平。
1.组织培养与体细胞培养。从1972年开始,杭州大学在籼稻花药培养和单倍体育种研究中,将外植体经pH中性或弱碱性预处理后,促进愈伤组织的分化。1977—1983年浙农大应用花药培养技术在国内最早将籼稻IR20抗稻瘟病、白叶枯病基因导入晚粳品种,育成抗二病的花培品系209。接着又发现花培抗病突变体中存在与抗性有关的一些超微结构。1978—1981年该院在水稻幼穗、种胚体细胞组织培养中获得大量试管苗,建立了一套水稻体细胞组培技术,并选育获得熟期早以及株型好的新品系,为作物育种开辟了新途径。同期,杭州大学在花培中选育获得成熟早、产量高于二九青的品系浙花1号。
1984—1990年,浙农大开展小麦体细胞无性系变异的育种研究,建立作物体细胞培养与理化诱变技术结合的新的小麦无性系变异育种体系,成倍提高了变异频率,压缩了选择世代群体的时间,显著缩短育种周期,并成功地选育出新品系“核组8号”。该校将此技术应用于杂交稻育种,获得一批新的保持系与不育系。1987年杭州大学从早熟3号大麦的花药和幼胚培养物中,分别诱导了单倍体和二倍体愈伤组织,并筛选到耐酸铝性变异体,直接成苗5株,其中2株存活,适于酸铝红壤上生长。以后,该校初步建立从大麦成熟胚高效诱导胚性愈伤组织和再生植株的实验系统。
1990年,中国水稻所用植物生长激素对水稻试管苗进行调控,不仅提高了愈伤组织绿苗分化率,促使调控再生苗的生长,植株明显矮化,根系发达,再生苗移栽成活率95%左右,而且返青早,扎根快,并能成倍提高水稻再生苗茎叶组织制备原生质体的产量。引起国内外科学家的重视。
此外,有关单位先后开展粮食作物、果树、茶叶、蔬菜、油料作物、林木、中草药、花卉等组织培养,进行快速繁殖。
2. 原生质体融合。1985年,中国水稻所建立起较稳定的悬浮细胞系和原生质体再生植株的有效程序。1987年,他们将粳稻(台北309)原生质体培养获得再生植株,采集到成熟种子。1988—1990年,他们又将花倍品系87033、广陆稻4号等9个不同基因型水稻原生质体多次重复,获得再生植株,并建立原生质体快速高效成株体系。
1984年杭州大学与美国伯克利加州大学合作建立大麦糊粉层原生质体的实验体系。首次将FDA-PT双荧光显微法应用于植物细胞生物学研究。1987年从13个大麦品种的叶肉原生质体培养中,筛选出愈伤组织诱导率高、再生力强的“早熟3号”品种。1990年,中国水稻所在大麦原生质体培养中,首次获得完整的绿色植株。
3. 细胞融合技术。1979年,省淡水水产研究所建立国内第一个鱼类细胞株——草鱼吻端组织细胞株ZC—7901,并成功地培养了草鱼出血病病毒。1987年,杭州大学研制成Bp—88Ⅱ多功能细胞电融合仪,可用于对细胞或原生质体的电穿孔、转基因或其它大分子物质的研究。1990年该校将草鱼出血病病毒敏感的ZC—7901细胞质体和对出血病病毒有抗性的AHZC—88细胞核体,用电融合技术融合成重组细胞,经传代培养建成首株细胞株,在200个融合卵中孵出3尾鱼苗。
4.胚胎切割与性别控制。80年代开始,胚胎切割已成为家畜繁殖的一项新技术。1986年10月,省农科院应用显微手术将湖羊胚胎切割为二,将半胚移植于寄母体子宫内,产出具有相同遗传素质的同卵双生后代,获得国内第一头半胚羊羔。1989年,他们选用湖羊囊胚期胚胎不均等显微切割,分别移植于4只受体羊,其中3只妊娠正常,分娩出2雄1雌,与性别鉴定预测完全符合,成为国内第一批性别控制的羔羊。
5. 单克隆抗体。1986年,浙农大应用杂交瘤技术,建立6株能稳定分泌特异单抗的杂交瘤细胞株,利用单抗可迅速鉴定水稻细菌性条斑病病原细菌。
1988年,浙农大建立能稳定分泌抗菜粉蝶颗粒体病毒、家蚕浓核症病毒及微粒子虫孢子单抗的杂交瘤细胞株,制成各种高纯度、特异性单一抗体,把诊断技术提高到一个新水平。
1989年,省农科院在国内首次建立分泌抗猪1号病毒单抗的杂交瘤细胞株,制成酶联单抗标准试剂,用以检测该病病毒,并组装成猪1号病单抗诊断盒。浙农大建立仔猪血清猪瘟抗体的数字模型。
6.基因工程。1982—1987年,杭州大学与复旦大学协作,建立独特的分离纯化水稻叶绿体DNA的方法,1987年在国内首次构建水稻叶绿体基因文库和叶绿体DNA的6种限制酶图谱,为水稻叶绿体基因定位打下基础。1985年杭州大学构建蚕豆叶绿体Bam HI克隆库及含蚕豆叶绿体rRNA基因重组质粒的限制图谱。同年,该校还分离纯化了甘蓝型油菜九二13系叶绿体DNA,经BamHI酶解克隆到大肠杆菌中,获得3个重组子。
1988—1990年,杭州大学成功地将含有GUS基因和NPT- Ⅱ基因的PBI121质粒转入愈伤组织中,所分化的小苗植株,外源基因得到稳定表达。
1988年,省农科院以水稻条纹枯病毒 (RSV)为材料,设计合成能切割该病毒核酸保守区域和编码区域的分子剪。从合成分子剪cDNA单链和dsDNA双链中,获得两种分子剪基因。该技术可用于植物病害防治、医学动物病毒控制等。
1990年,浙农大筛选获得4株对水稻白叶枯病菌、茄科青枯病菌、白菜软腐病菌有拮抗能力的菌株,纯化得到6个拮抗蛋白,制备一个蛋白(B826-1)的单克隆抗体,并分离到它的基因片段,为水稻白叶枯病防治提供新途径。