转bar-ipt基因水稻的遗传及基因表达研究

论文摘要

本研究是对转ipt-bar基因水稻植株（粳稻鄂宜105简称EYl15）与蜀恢725和蜀恢527杂交的后代（BC1、BC2、F2、F3、BC1F2）进行遗传表达研究，试验结果如下：1．不同转ipt基因植株的回交一代群体中表现为1：1的分离。对不同的回交二代群体中也表现出1：1的分离。因此在回交世代中ipt基因表现为一对显性基因控制。在ey105×蜀恢725的F2群体和ey105×蜀恢527的F2群体均符合3：1分离规律，表现为一对显性基因控制。因此导入的ipt基因在回交世代和杂种后代中符合孟德尔分离规律。2．对不同转bar基因BC1F2和F3的杂交后代中表现出来的分离规律不一样，有的符合3：1的分离，表现为抗性受一对显性主基因控制；有的符合2：1和1：1的分离，在BC1F2中主要表现为1：1和2：1分离，而在杂种F3中表现为1：1和3：1的分离。3．转ipt基因水稻植株耐冷性的研究结果：在孕穗期和开花期低温处理下，转ipt基因ey-105的相对电导率的变化量和叶绿体受低温的危害小于对照，而根系活力大于对照。低温对CK单株产量的影响大于转ipt基因ey-105。在不同生育期的低温处理下电导率、根系活力、叶绿素a／b和百粒重对单株产量的影响较大。4．对转bar基因的ey105×蜀恢725的BC1F2和F3、转bar基因的ey105×蜀恢527的BC1F2和F3以及对照在幼苗期喷施250mg／L PPT。喷药后，对照植株全部死亡，而杂种植株，因含有抗除草剂的部分成活，正常生长。5．本试验在移栽10d后进行250mg／L双丙氨膦处理的结果表明：双丙氨膦对水稻植株的株高、穗长、结率和千粒重的影响较大，均达到极显著差异(F值分别为9.4807**、9.986**、21.5948*、10.5074**)；有效穗数达到显著性水平（F=3.6379*）。转bar基因的BC1F2与F3的差异达到显著差异，而转bar基因的世代均与CK的差异达到极显著差异。6．本试验在水稻移栽10后进行5％草甘膦处理后正常对照全部死亡，只有转bar基因植株正常生长。不同世代转基因植株的株高、穗长、结实率和千粒重受到草甘膦的影响较大，其中株高在不同世代间差异达到显著水平（T=2.7917*）。7．本试验对不同的除草剂处理间进行分析可知：5％草甘膦处理的转bar基因BC1F2和F3差异间达到显著水平，而250mg／L双丙氨膦处理的转bar基因BC1F2和F3间的差异没达到显著水平，转bar基因植株与CK间的差异到到了极显著水平。在同一世代（BC1F2）的不同除草剂处理间的差异达到了极显著水平，而在F3的不同除草剂处理间的差异没有达到显著。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 前言
• 1.1 植物转抗叶片衰老基因的研究进展
• 1.1.1 外源异戊烯基转移酶（ipt）对叶片衰老分子调控研究
• 1.1.1.1 ipt基因的作用与应用
• 1.1.1.2 ipt基因的表达与调控
• 1.1.2 植物转ipt基因的研究进展
• 1.1.3 影响植物叶片衰老的因素
• 1.1.3.1 环境因子
• 1.1.3.2 内部因子
• 1.2 转BAR基因水稻抗除草剂研究
• 1.2.1 bar基因抗除草剂机理
• 1.2.2 bar基因在水稻受体中的遗传表现
• 1.2.3 bar基因在水稻育种中的应用
• 1.2.3.1 利用抗菌素除草剂基因解决杂交水稻制种中存在的纯度问题
• 1.2.3.2 bar基因转入两系不育系以实现杂交制种机械化的尝试
• 1.3 水稻耐冷性研究
• 1.3.1 水稻耐冷性的生理机制研究
• 1.3.1.1 细胞的渗透性
• 1.3.1.2 光合作用
• 1.3.1.3 保护酶
• 1.3.1.3.1 SOD、CAT、POD、GSH
• 1.3.1.3.2 ATP酶
• 1.3.1.3.3 酯酶
• 1.3.1.4 花粉母细胞发育时期抗冷水稻受低温危害时表现的生理特性
• 1.3.2 水稻耐冷性的遗传研究
• 1.4 立题依据及试验设计
• 第二部分 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.1.1 转bar-ipt水稻后代的遗传研究
• 2.1.2 转ipt基因水稻在低温下的表现
• 2.1.3 抗除草剂转bar基因水稻对除草剂敏感性研究
• 2.2 方法
• 2.2.1 bar基因表达田间鉴定
• 2.2.2 水稻叶片总DNA的提取
• 2.2.3 PCR反应与产物检测
• 2.2.4 转基因水稻的低温处理
• 2.2.4.1 生理生化指标测定
• 2.2.4.2 形态指标测定
• 2.2.5 田间不同除草剂处理
• 第三部分 结果与分析
• 3.1 转BAR-IPT水稻后代的遗传研究
• 3.1.1 ipt和bar基因检测
• 3.1.2 转ipt基因在杂交后代中的遗传分离
• 3.1.3 转bar基因在杂交后代中的遗传分离
• 3.2 转IPT基因水稻在低温下的表现
• 3.2.1 低温处理对转ipt-bar双元基因水稻生理生化的影响
• 3.2.1.1 低温处理对水稻细胞膜透性的影响
• 3.2.1.2 低温处理对水稻叶绿素含量的影响
• 3.2.1.3 低温处理对水稻根系活力的影响
• 3.2.2 不同时期低温处理对产量指标的关系
• 3.2.2.1 孕穗期低温处理对转基因水稻植株产量的影响
• 3.2.2.2 开花期低温处理对转基因水稻植株产量的影响
• 3.2.3 不同生育期的各项生理指标与单株产量的关系
• 3.3 抗除草剂转BAR基因水稻对除草剂敏感性研究
• 3.3.1 不同转基因世代对PPT的抗性表现
• 3.3.2 转bar基因水稻对不同除草剂的抗性和农艺性状表现
• 3.3.2.1 转bar基因水稻对双丙氨膦的抗性表现
• 3.3.2.2 转bar基因水稻植株对草甘膦的抗性表现
• 3.3.2.3 不同除草剂对转bar基因水稻植株影响的差异比较
• 第四部分 结论与讨论
• 4.1 外源基因在转基因杂交后代群体中的遗传稳定性
• 4.2 低温处理对转IPT-BAR双元基因水稻生理生化的影响
• 4.3 抗除草剂转BAR基因水稻对除草剂敏感性研究
• 4.4 下一步研究
• 致谢
• 参考文献
• 附图