转PPase基因马铃薯块茎休眠和发芽特性的分析与评价

摘要

通过调控糖代谢中的协同因子——无机焦磷酸可以调控马铃薯块茎的休眠与发芽特性。为了获得休眠期延长和缩短的转基因马铃薯新种质，本文对已经获得的转正反义PPase基因马铃薯的生理生化指标进行了测定，并对其块茎的休眠和发芽特性进行了评价，取得了以下主要研究结果： 1．对温室种植的转基因马铃薯农艺性状进行了测定，结果表明：甘农薯2号转PPase基因植株中，转正义基因株系的株高增加、结薯数减少；转反义基因株系的株高降低、结薯数量增加、块茎重量减小。费乌瑞它（Favorita）转PPase基因植株中，与对照相比，转正义基因株系无明显变化；转反义基因株系的株高降低达到极显著性水平。 2．对转基因和未转基因马铃薯的PPase活性和无机磷（Pi）含量进行了测定，结果表明：对于以组成型表达启动子CaMV35S驱动的转基因马铃薯甘农薯2号和费乌瑞它，与对照相比，转正义基因株系的叶片、茎秆以及生长期块茎等的PPase活性和Pi含量比对照均有所增加；转反义基因株系的叶片、茎秆以及生长期块茎等的PPase活性和Pi含量比对照均有所降低，其改变达到了极显著性水平。对于以低温诱导表达启动子rd29A驱动的转PPase基因马铃薯费乌瑞它株系，与对照相比，其叶片、茎秆以及生长期块茎中PPase活性和Pi含量的变化很小，而4℃和25℃条件下贮藏的微型薯，其变化达到了极显著性水平。 3．对不同贮藏条件下的转基因和未转基因微型薯的淀粉、可溶性糖含量进行了测定，结果表明：CaMV35S启动子驱动的转PPase基因马铃薯，与对照相比，转正义基因植株微型薯的淀粉含量几乎没有变化，而蔗糖含量增加达到显著性水平；转反义基因植株微型薯中淀粉和蔗糖含量减少。rd29A启动子驱动的转PPase基因马铃薯，与对照相比，生长期微型薯淀粉含量变化不明显，而于4℃和25℃条件下贮藏的微型薯，其淀粉和蔗糖含量的变化达到极显著性水平。 4．对不同贮藏条件下的转基因马铃薯的微型薯发芽时间进行了统计和分析，结果表明：转正义PPase基因植株微型薯的发芽时间比对照提前了2～3周，而转反义PPase基因植株微型薯的发芽时间比对照延迟了2～3周。

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第一章文献综述

1.1马铃薯块茎的休眠和发芽

1.1.1马铃薯块茎休眠的概念

1.1.2马铃薯块茎休眠的分类

1.1.3马铃薯块茎休眠的阶段

1.2马铃薯块茎休眠生理研究

1.2.1马铃薯块茎的结构

1.2.2营养物质的代谢

1.2.3酶活性的变化

1.2.4内源激素的变化

1.2.5马铃薯块茎休眠的分子生物学研究

1.3马铃薯块茎休眠的调控

1.3.1马铃薯块茎休眠的外源物质调控

1.3.2马铃薯块茎休眠的分子生物学调控

1.4无机焦磷酸酶基因

1.4.1植物焦磷酸酶的研究进展

1.4.2马铃薯PPase的研究进展

第二章研究目标和研究思路

2.1研究目标

2.2研究思路

第三章材料和方法

3.1实验材料

3.1.1马铃薯甘农薯2号及其转基因株系

3.1.2马铃薯费乌瑞它及其转基因株系

3.2实验方法

3.2.1样品采集与处理

3.2.2马铃薯发芽指标及生物性状测定

3.2.3马铃薯块茎休眠特性评价

3.2.4马铃薯生理生化指标的测定

3.3数据统计分析方法

第四章结果与分析

4.1转PPase基因对马铃薯农艺性状的影响

4.2转PPase基因对马铃薯PPase活性及其磷含量的影响

4.2.1转PPase基因对马铃薯叶片和茎秆PPase活性及其磷含量的影响

4.2.2转PPase基因对马铃薯块茎PPase活性及其无机磷含量的影响

4.3转PPase基因对马铃薯块茎淀粉含量的影响

4.3.1转CaMV 35S启动子驱动的PPase基因对块茎淀粉含量的影响

4.3.2转rd29A启动子驱动的PPase基因对块茎淀粉含量的影响

4.4转PPase基因对马铃薯块茎可溶性糖含量的影响

4.4.1转PPase基因对马铃薯块茎果糖含量的影响

4.4.2转PPase基因对马铃薯块茎蔗糖含量的影响

4.4.3转PPase基因对马铃薯块茎葡萄糖含量的影响

4.4.4转PPase基因对马铃薯块茎可溶性总糖含量的影响

4.5转PPase基因对马铃薯块茎可溶性蛋白质含量的影响

4.5.1转CaMV 35S启动子驱动的PPase基因对块茎可溶性蛋白质含量的影响

4.5.2转rd29A启动子驱动的PPase基因对块茎蛋白质含量的影响

4.6转PPase基因对马铃薯块茎休眠与发芽特性的影响

4.6.1转CaMV 35S启动子驱动的PPase基因对块茎休眠和发芽特性的影响

4.6.2转rd29A启动子驱动的PPase基因对块茎休眠和发芽特性的影响

第五章讨论

5.1关于调控马铃薯块茎休眠和发芽的策略

5.2正反义PPase基因转化马铃薯的效应

5.2.1转PPase基因对马铃薯PPase活性及其无机磷含量的影响

5.2.2转PPase基因对马铃薯淀粉和各种可溶性糖含量的影响

5.2.3转PPase基因对马铃薯农艺性状及休眠期的影响

参考文献

致 谢

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