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甘蔗蔗糖转运蛋白基因SoSUT5的遗传转化

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摘要

1 前言

1.1 植物蔗糖转运蛋白的研究进展

1.2 植物的农杆菌介导转化法

1.3 关于甘蔗SoSUT5基因的研究背景

1.4 甘蔗转基因的研究进展

1.5 本研究的目的、意义及技术路线

1.5.1 本研究的目的、意义

1.5.2 本研究的技术路线

2 烟草的遗传转化

2.1 材料

2.1.1 植物材料

2.1.2 菌株及质粒

2.1.3 试剂

2.1.4 仪器设备

2.1.5 培养基及溶液的配制

2.2 实验方法

2.2.1 目的基因获得

2.2.2 构建重组载体pRI 101-ON-SoSUT5

2.2.3 农杆菌感受态细胞EHA105的转化

2.2.4 农杆菌介导的烟草叶盘法转化

2.2.5 转化植株的检测及可溶性糖含量测定

2.3 结果与分析

2.3.1 目的基因的获得

2.3.2 双子叶表达载体的构建

2.3.3 农杆菌感受态细胞EHA 105的转化

2.3.4 农杆菌介导的烟草叶盘法转化

2.3.5 转化植株的检测及可溶性糖含量测定

2.4 讨论

2.5 小结

3 RNAi表达载体的构建

3.1 材料

3.1.1 植物材料

3.1.2 菌种及质粒

3.1.3 试剂

3.1.4 仪器设备

3.1.5 培养基及溶液的配置

3.2 pTCK 303干扰载体构建

3.2.1 干扰片段的获得

3.2.2 构建单向片段插入的重组质粒

3.2.3 构建双向片段插入的重组载体

3.2.4 转化农杆菌EHA105感受态

3.3 抗性筛选试验

3.4 结果与分析

3.4.1 RNAi载体的构建

3.4.2 抗性筛选试验

3.5 讨论

3.6 小结

4 甘蔗的遗传转化

4.1 材料

4.1.1 植物材料

4.1.2 菌种及质粒

4.1.3 试剂

4.1.4 仪器设备

4.1.5 培养基及溶液的配置

4.2 pUBTC真核表达载体构建

4.2.1 目的基因获得

4.2.2 构建重组载体

4.2.3 转化农杆菌EHA105感受态

4.3 农杆菌介导的甘蔗转化

4.3.1 农杆菌侵染液的制备

4.3.2 甘蔗愈伤的获得

4.3.3 甘蔗愈伤侵染转化

4.3.4 甘蔗愈伤转化后的培养

4.4 阳性植株的检测

4.4.1 甘蔗基因组DNA的提取

4.4.2 PCR检测

4.5 结果与分析

4.5.1 目的基因的获得

4.5.2 载体的构建

4.5.3 转化农杆菌

4.5.4 转基因甘蔗植株再生

4.5.5 阳性植株的检测

4.6 讨论

4.7 小结

5 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附录

作者在攻读硕士学位期间学术活动和论文发表等情况

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摘要

甘蔗是世界上最重要的糖料和能源作物。在我国,甘蔗的产糖量占全国糖总产量的92%-94%。培育高产高糖抗逆性强的甘蔗新品种是确保我国甘蔗糖业可持续发展的重要基础。在甘蔗品种遗传改良中,常规育种仍然是培育甘蔗优良新品种的主要手段,但基因工程育种正表现出明显的优势,其运用也愈加广泛。本研究以甘蔗蔗糖转运蛋白基因SoSUT5基因作为外源基因构建了植物表达载体,进行了烟草和甘蔗的遗传转化。主要研究结果如下:
  1.烟草的遗传转化。构建了双子叶植物表达载体pRI101-ON-SoSUT5,通过农杆菌介导转化法侵染烟草的叶盘,将载体上的T-DNA区域转入烟草品种K346中,经过组织培养获得烟草再生植株31株。通过PCR检测,扩增nptⅡ基因和目的基因,分别得到转化效率为100%(nptⅡ+)和93.55%(SoSUT5+)。测定了野生型、转空载体pRI101-ON型和转重组载体pRI101-ON-SoSUT5型烟草的可溶性糖含量,以转pRI101-ON-SoSUT5型>转空载体pRI101-ON型>野生型。
  2.RNAi载体的构建。利用SiRNA Target Finder预测软件,分析SoSUT5基因的siRNA干扰片段,最终选择一段550 bp的序列作为干扰片段。将该片段分别正向和反向插入干扰载体pTCK303中,构建了RNAi载体pTCK303-SoSUT5。同时以甘蔗品种B8的愈伤组织为材料,进行了Hyg的浓度筛选实验。结果表明,甘蔗愈伤诱导阶段和分化阶段的Hyg的最佳筛选浓度为50 mg/L,生根阶段的Hyg的最佳筛选浓度为40 mg/L。
  3.甘蔗的遗传转化。构建了单子叶植物表达载体pUBTC-SoSUT5,通过农杆菌介导转化法侵染甘蔗愈伤组织,将载体的T-DNA区域转入甘蔗品种B8中。经过组织培养,在PPT2.5 mg/L压力下筛选48 d获得甘蔗再生植株128株。移栽后进行PCR检测标记基因bar,其中阳性植株有91株,转化效率71.09%。

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