超声波辅助农杆菌介导bes1基因转化水稻的研究

超声波辅助农杆菌介导bes1基因转化水稻的研究

论文摘要

水稻是世界上重要的粮食作物,是我国50%人口食粮的来源。植物激素参与调控农作物的重要农艺性状,对作物产量的形成与品质的保持起着至关重要的作用。通过改变水稻的激素水平,可以使水稻的品质得以改良、产量得以提高。油菜素内酯(BR)在植物种子的休眠与萌发、器官分化、维管组织发育、开花和衰老以及向性建成等生长发育的各个重要过程中起到重要调控作用。本研究采用超声波辅助农杆菌介导法(sonication assisted Agrobacterium-mediated transformation,SAAT)将BR信号传导途径中的调控基因bes1转入水稻中,取得了以下结果:1.通过对比观察外植体的诱导情况和愈伤状态发现,粳稻的诱导率高于籼稻且幼胚诱导率最高,并且愈伤状态最好;日本晴的愈伤诱导率高于中花15,从愈伤状态上看,日本晴也更适合用作悬浮培养。2.以卡那霉素作为筛选剂分别对中花15和日本晴愈伤组织和悬浮细胞进行筛选压的确定,根据再生结果发现:固体愈伤的最佳筛选剂浓度为50mg/L,悬浮细胞的最佳浓度为50mg/L。3.不同的超声波功率和时间处理悬浮细胞,当超声波强度小于100W时,细胞生长均比对照组略好,培养结束时,相对生长量略有提高。在100W时,达到最大。超声处理功率超过100W后,其相对生长量几乎呈线性急速下降。由此可见,100W是一个比较适合的超声处理强度。100w超声波处理0、1、2、4、8、10min后将细胞于27℃黑暗条件下在150rpm摇床上继续培养10d。再取各试样,测其相对生长量。当超声波时间小于4min时,细胞生长最好,培养结束时,细胞干重略有提高。超声处理时间为8min时,其生长量约为对照组的94%;处理时间10min时,细胞生长量明显降低,约为对照组的61%。且镜检发现,4min以内的超声波处理后的悬浮细胞,单细胞或小细胞团比例较处理前更多。选取超声处理悬浮细胞的最佳时间为2-4min。4.取日本晴对数生长期悬浮细胞随机分两组,一组做对照,另一组用超声(100w,2min)处理,27℃,150rpm摇床上暗培养10d。测定各组第1、3、5、7、10、12d的相对生长量。绘制其生长曲线,水稻悬浮培养细胞在继代后前5d都保持缓慢的生长,相对生长量不超过150%;对数生长期约第5d-10d,最高相对生长量达到了380%;随后在第10d-12d进入稳定期。超声处理后,细胞的生长速率在第3d出现差异,在第5d差异最大;但随后与对照组的差距逐渐缩小,到第10-12d,与对照组基本相同。说明细胞对超声胁迫作用有很好的适应、恢复能力。细胞均在第12d达到最大生物量。5.超声波对日本晴胚性愈伤组织的处理。相同处理时间的情况下,随着超声波功率的提高,胚性愈伤的成活率随之下降,在150W时,下降尤为明显。同一功率下,时间越长,成活率也越低。在100W,3min的超声波处理条件下,得到的抗性愈伤率最高。6.采用SAAT法,转化、选后共获得日本晴抗性愈伤288个,经分化获得106棵抗性试管苗,经过炼苗处理后剩下29棵苗移栽到海南大田。7.获得的29株抗性苗,PCR扩增后得到约1kb的扩增片段,与质粒中bes1基因的扩增产物大小一致,但该电泳片段量很少,只隐约可见。因炼苗后得到的抗性苗比较小,比较弱,虽然PCR的结果不理想,也不宜过多采集叶片提取DNA进行PCR检查。故移栽到海南大田培养,以备成长后再进行PCR检测。但因冬季海南突遇长时低温袭击,抗性苗移栽到大田后死亡。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • Ⅰ 文献综述
  • 1. 转基因技术发展概述
  • 1.1 基因工程的诞生
  • 1.2 水稻转基因技术的发展
  • 2. 植物基因工程在水稻育种中的应用
  • 2.1 抗虫基因工程研究进展
  • 2.2 抗病基因工程研究进展
  • 2.3 植物抗逆基因工程研究进展
  • 2.4 品质改良基因工程研究进展
  • 2.5 植物激素基因工程
  • 3. 水稻基因工程所面临的问题及对策
  • 3.1 转化效率低
  • 3.2 组织培养过程引起遗传变异
  • 3.3 外源基因的位置效应
  • 3.4 转基因沉默
  • 4. 转基因的安全性
  • 4.1 转基因植物的环境安全性
  • 4.2 转基因植物的食品安全性
  • 5. 本研究的目的与意义
  • Ⅱ 材料与方法
  • 1. 实验材料
  • 1.1 水稻材料
  • 1.2 质粒和菌株
  • 1.3 试剂的配制
  • 1.4 重要溶液
  • 1.5 重要仪器设备
  • 2. 实验方法
  • 2.1 转化受体系统的建立
  • 2.1.1 不同外植体诱导愈伤和继代
  • 2.1.2 水稻悬浮细胞系的建立
  • 2.1.3 超声波处理对水稻悬浮细胞的影响
  • 2.2 农杆菌介导的遗传转化
  • Ⅲ 结果与分析
  • 1. 不同外植体诱导愈伤的情况
  • 2. 愈伤转化体的筛选及再生
  • 3. 悬浮细胞转化体的筛选及再生
  • 4. 超声波处理对悬浮细胞的影响
  • 4.1 处理功率
  • 4.2 处理时间
  • 4.3 超声对悬浮细胞生长曲线的影响
  • 5. 超声对水稻胚性愈伤组织的转化的影响
  • 6. 抗性植株的获得
  • 7. 转化植株的分子生物学检测
  • Ⅳ 讨论
  • 1. 水稻愈伤组织转化体系转化受体选择
  • 2. 超声波处理对转化受体的影响
  • 2.1 对胚性愈伤组织的影响
  • 2.2 对悬浮细胞的影响
  • 3. 超声波处理对水稻转化的影响
  • 4. PCR没有电泳图片的原因
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附图
  • 相关论文文献

    • [1].辣椒BES1基因家族鉴定及表达分析[J]. 核农学报 2019(08)
    • [2].甘蓝型油菜BES1转录因子家族的鉴定及比较基因组学分析[J]. 分子植物育种 2017(06)
    • [3].茶树BES1转录因子全基因组鉴定与分析[J]. 西北植物学报 2019(05)
    • [4].甘薯油菜素内酯应答基因的克隆和表达分析[J]. 西北植物学报 2019(12)

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