类胡萝卜素基因转入玉米优良自交系的研究

论文摘要

类胡萝卜素是人体内的重要的抗氧化物质，也是人体内的维生素A的前体，是人类必不可少的营养物质，但人自身不能合成，必须从食物中摄取，人体如果缺乏类胡萝卜素，会引发很多疾病。玉米作为主要的粮食作为之一，类胡萝卜素含量非常低。在发达国家，由于膳食均衡，人类健康没有受到影响，但在我国西部地区和很多非洲国家，人们以玉米为主食，且他们饮食单一，类胡萝卜素无法得到合理的补充，造成这些地区人群的维生素A缺乏症（VAD），因此应用基因工程技术提高玉米中的类胡萝卜素含量具有非常重要的意义。本研究采用农杆菌侵染方法，将类胡萝卜素合成基因转入到高产优质的玉米自交系中，我们选择了玉米Ⅱ型愈伤和成熟胚作为外植体。在以玉米Ⅱ型愈伤作外植体的遗传转化过程中，对其遗传转化体系进行了系统的优化，以优良玉米自交系天塔5母的幼胚为材料，诱导出Ⅱ型愈伤，用带有质粒pCAMBIA2300-LmLycB-Bar根癌农杆菌C58侵染，对培养基和遗传转化因素进行优化。共培养3天，延迟培养7天，再转入含PPT的培养基上连续筛选3代，分化获得再生植株。经PCR和RT-PCR检测确定获得了2株阳性植株，HPLC检测，转基因玉米叶片总类胡萝卜素含量为174.83μg/g，比未转化的玉米提高了15.8%,转基因玉米中-胡萝卜素的含量95.07μg/g，比未转化的玉米显著提高了60.2%。本研究建立了新的玉米成熟胚的农杆菌遗传转化体系，确定了除草剂PPT的筛选浓度，在T0代中我们得到了20个玉米转基因系，将它们种下去之后，有4个转基因系得到了稳定的遗传，其中2个转基因转入的外源基因为psy基因，另外2个转基因系的外源基因为pds，这对应用成熟胚作为外植体进行农杆菌的转化提供了非常重要的实验基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 类胡萝卜素
• 1.1.1 类胡萝卜素的代谢途径
• 1.1.2 类胡萝卜素的生物学功能
• 1.2 类胡萝卜素基因研究进展
• 1.2.1 上游基因研究进展
• 1.2.2 下游基因研究进展
• 1.2.3 上下游基因共同作用研究进展
• 1.3 玉米基因工程
• 1.3.1 玉米转基因研究进展
• 1.3.2 玉米农杆菌的遗传转化
• 1.4 研究的目的意义、研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究的目的意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 技术路线
• 第二章 玉米Ⅱ型愈伤的农杆菌遗传转化
• 2.1 实验材料及设备
• 2.1.1 主要试剂及配置
• 2.1.2 主要的实验仪器
• 2.1.3 玉米材料
• 2.1.4 质粒和菌株
• 2.1.5 主要的培养基
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 玉米外植体的获得
• 2.2.2 玉米幼胚的遗传转化
• 2.2.3 转基因玉米的分子检测
• 2.2.4 转基因玉米的类胡萝卜素含量的测定与分析
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 农杆菌介导的玉米遗传转化体系的优化
• 2.3.2 农杆菌转化玉米Ⅱ型愈伤的过程及转基因苗的获得
• 1代的检测'>2.3.3 T₁代的检测
• 2.4 讨论
• 2.4.1 玉米幼胚转基因体系的优化
• 2.4.2 转基因玉米中的类胡萝卜素
• 2.5 小结
• 第三章 成熟胚的农杆菌遗传转化
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 植物材料
• 3.1.2 质粒和菌株
• 3.1.3 主要的培养基
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 种子的发芽
• 3.2.2 农杆菌的侵染
• 3.2.3 共培养
• 3.2.4 移栽和筛选
• 3.2.5 转基因植株的分子检测
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 草丁膦 PPT 筛选浓度的确定
• 0代的 PCR 检测'>3.3.2 T₀代的 PCR 检测
• 3.4 讨论
• 3.4.1 玉米成熟胚的转基因体系建立
• 3.4.2 除草剂 PPT 筛选浓度的确定
• 3.4.3 将不同的类胡萝卜素基因转入玉米优良自交系
• 第四章 结论与展望
• 4.1 研究总结
• 4.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参与的科研项目
• 致谢