在油菜中超量表达拟南芥NPR1基因对油菜抗病性的影响

论文摘要

油菜是世界上三大产油作物之一,是植物油和植物蛋白的重要来源。但在长期种植过程中已发现了多种油菜病害,严重影响了油菜的生产和品质,造成了巨大的经济损失。NPP1（nonexpressor of pathogenesisrelated gene1）基因是植物自身抗病性的关键调节基因之一,不仅诱导植物系统获得抗性（systemic acquired resistance,SAR）口诱导系统抗性（induced systemic resistance,ISR）,还调控着基础抗性和由抗性基因（resistance gene,R）决定的抗性。NPR1基因通过调节植物体内诱发植物获得性抗性的信号分子如水杨酸（SaliCylic Acid, SA）、茉莉酸（jasmonic acid, JA）口乙烯等,从而增强PR（Pathogenesis-Related）基因的表达,使植物自身抗性增强。通过遗传转化工程将NPR1基因用于植物保护有很好的应用前景。本研究主要从基因工程角度出发,与美国杜克大学合作,通过农杆菌介导将拟南芥NPR1基因超量表达载体PBI1.4t导入甘蓝型油菜,通过卡那霉素筛选得到抗性植株,然后对其进行分子鉴定和叶片抗病接种鉴定。通过对转化植株的NPTⅡ基因PCR鉴定和NPR1基因PCR鉴定,初步认为已经得到了转基因油菜植株。通过叶片TO代抗病接种鉴定结果分析,初步认为油菜TO代转基因植株的抗病性已得到一定提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 缩写
• 1 文献综述
• 1.1 油菜的作用和种植现状
• 1.2 植物抗性研究进展
• 1.3 植物的抗病机制
• 1.3.1 过敏反应
• 1.3.2 系统获得性抗性
• 1.3.3 信号转导途径
• 1.3.3.1 水杨酸途径
• 1.3.3.2 茉莉酸途径和乙烯途径
• 1.3.4 PR蛋白
• 1.3.5 诱导系统抗性（ISR）
• 1.4 病程相关基因非表达子1（NPR1）
• 1.4.1 NPR1基因的发现与克隆
• 1.4.2 NPR1基因的结构和NPR1蛋白的结构
• 1.4.3 NPR1基因在植物抗病性中的关键作用
• 1.4.3.1 NPR1基因在SAR中的作用
• 1.4.3.2 NPR1基因在ISA中的作用
• 1.4.3.3 NPR1基因在R基因决定的抗性中的作用
• 1.4.4 NPR1的抗病机理
• 1.4.5 NPR1基因的研究进展
• 1.5 油菜转化体系
• 1.5.1 油菜转基因的受体系统、筛选标记和报告基因
• 1.5.1.1 油菜转基因的受体系统
• 1.5.1.2 油菜转基因的筛选标记
• 1.5.1.3 油菜转基因的报告基因
• 1.6 常用的植物转基因方法
• 1.6.1 农杆菌介导的油菜转基因
• 1.6.1.1 农杆菌介导的基因转化机理
• 1.6.1.2 影响油菜再生体系的因素
• 1.7 转基因油菜的分子鉴定和抗病鉴定
• 1.7.1 外源基因的分子鉴定
• 1.7.1.1 PCR检测
• 1.7.1.2 斑点印迹杂交和Southern印迹杂交
• 1.7.1.3 转基因油菜的抗病鉴定
• 本研究的意义及目的
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 菌株与质粒
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 酶与试剂、仪器和设备
• 2.1.5 溶液
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 大肠杆菌感受态的制备
• 2.2.2 大肠杆菌的常规转化
• 2.2.3 大肠杆菌的快速转化
• 2.2.4 质粒DNA的抽提
• 2.2.5 质粒DNA的纯化
• 2.2.6 TAKARA胶回收试剂盒回收DNA
• 2.2.7 农杆菌感受态的制备
• 2.2.8 农杆菌的转化（冻融法）
• 2.2.9 农杆菌菌种的保存
• 2.2.10 油菜种子的萌发
• 2.2.11 工程感染菌株的制备
• 2.2.12 带柄子叶的遗传转化与转化植株的筛选
• 2.2.13 油菜总DNA的提取
• 2.2.14 PCR检测
• 2.2.15 点杂交
• 2.2.16 叶片抗病鉴定
• 3 结果与分析
• 3.1 油菜的诱导分化、生根和移栽
• 3.2 PCR鉴定
• 3.2.1 NPTⅡ基因PCR鉴定
• 3.2.2 NPR1基因PCR鉴定
• 3.3 抗病鉴定
• 4 讨论与展望
• 4.1 NPR1基因在植物抗病中的应用
• 4.2 质粒载体PBI1.4t
• 4.3 分子鉴定
• 4.3.1 NPTⅡ基因PCR鉴定
• 4.3.2 NPR1基因PCR鉴定
• 4.4 本实验的创新性
• 4.5 油菜转化再生体系
• 4.5.1 外植体
• 4.5.2 培养基
• 4.5.3 抗生素
• 4.5.4 玻璃化和白化问题
• 4.6 叶片接种鉴定
• 参考文献
• 致谢