转SoDREB2烟草抗旱性及甘蔗转SoDREB2研究

摘要

甘蔗是食糖生产的主要原材料，由于近年来的天气变化极端，甘蔗生长发育受到极大的危害，干旱的危害尤为严重，造成大量减产，因而选育出高抗旱性新品种迫在眉睫。传统的育种手段由于周期长，进度较为缓慢，已经不能满足现代农业育种的要求，而利用基因工程手段使外源基因导入甘蔗中，培育出高抗性的新品种，逐步建立起一套完整快捷的体系，有效提高了甘蔗新品种选育效率。本实验以甘蔗中克隆得到的SoDREB2基因，鉴定了该基因的功能以及在烟草中的遗传稳定性，同时进行了甘蔗的遗传转化研究，本实验以主要结果如下:
　　1.对转SoDREB2基因烟草的T1代进行鉴定，检测结果显示:T1代正义转基因烟草检出率为73.33％，反义转基因烟草检出率为65.56％，说明转基因烟草经过T1代遗传，有近1/3出现性状分离或丢失，其中正义转基因烟草比反义转基因烟草稳定。同时经检测结果表明SoDREB2基因在烟草中表达上调，并符合孟德尔遗传定律。
　　2.对苗期进行土壤干旱胁迫处理，测定生理生化指标。包括细胞膜透性、叶绿素含量、脯氨酸含量(Pro)、丙二醛含量(MDA)，以及酶活性测定，包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)，烟草抗旱性表现为正义转基因烟草＞对照野生型烟草＞反义转基因烟草。进一步验证甘蔗SoDREB2基因对提高植株抗旱性起到正向调节作用。
　　3.对诱导甘蔗胚性愈伤组织培养技术进行了优化。实验采用甘蔗生长最旺盛时期—生长期的心叶为外植体，用75％酒精进行表面消毒后，分别采用MS和N6两种不同培养基诱导愈伤组织，MS愈伤组织诱导率为55％，N6培养基愈伤组织诱导率为62％。
　　4.以由新台糖22号新叶为原材料诱导出的Ⅱ型胚性愈伤为受体材料，EH105为转化的农杆菌菌株，载体为PBI121，利用农杆菌介导转化法，将从甘蔗中克隆得到的SoDREB2基因利用农杆菌介导至甘蔗品种新台糖22中，经过抗生素G418筛选后，对目的基因和标记基因分别进行PCR检测，有2株ROC22初步确认导入正义SoDREB2基因，转化率为14.2％。

目录

声明

摘要

缩写表

1 前言

1．1 甘蔗概况

1．1．1 甘蔗的起源以及生物学性质

1．1．2 甘蔗是重要的糖料作物

1．1．3 甘蔗是重要的能源作物

1．1．4 甘蔗副产品的利用

1．2 DREB转录因子的研究进展

1．2．1 DREB基因的结构与功能

1．2．2 DREB转录因子在植物抗逆基因工程中的应用

1．2．3 DREB转录因子与植物非生物胁迫的进展

1．3 甘蔗转基因研究进展

1．4 甘蔗转基因植株获得途径及影响因素

1．4．1 甘蔗转基因植株获得途径

1．5 甘蔗农杆菌介导遗传转化研究进展

1．5．1 甘蔗组织培养体系研究进展

1．5．2 甘蔗农杆菌介导体系研究进展

1．5．3 甘蔗转基因研究中存在问题

1．6 植物抗旱的生理机制

1．6．1 渗透调节物质与植物耐旱性的关系

1．6．2 植物细胞膜透性与植物耐旱性的关系

1．6．3 植株光合作用及叶绿素含量与植物耐旱性的关系

1．6．4 保护酶系统与植物耐旱性的关系

1．7 本课题研究的目的与意义

2 转甘蔗SoDREB2基因烟草遗传稳定性分析

2．1 试验材料与方法

2．1．1 供试材料和材料种植

2．1．2 转基因烟草T1代的PCR检测

2．1．3 抗旱性评价

2．2 结果与分析

2．2．1 T1转SoDREB2基因烟草形态观察

2．2．2 PCR检测结果

2．2．3 转SoDREB2基因烟草抗旱性评价

2．2．4 讨论

2．2．5 小结

3 农杆菌介导甘蔗SoDREB2基因遗传转化甘蔗的研究

3．1 材料和方法

3．1．1 植物材料及转化受体

3．1．2 目的基因、质粒和菌株

3．1．3 主要仪器设备

3．1．4 生化试剂配制

3．1．5 甘蔗组织培养外植体的选取与处理

3．1．6 不同培养基对甘蔗愈伤组织的诱导

3．1．7 农杆菌介导甘蔗遗传转化

3．2 结果与分析

3．2．1 不同培养基成分对甘蔗愈伤组织的诱导

3．2．2 菌液的PCR检测验证

3．2．3 根癌农杆菌介导法转化甘蔗的研究

3．2．4 抗性植株的PCR检测

3．3 讨论

3．3．1 甘蔗外植体的选择与灭菌

3．3．2 不同培养基培养差异

3．3．3 农杆菌洗脱用抗生素及转化植株筛选

4 全文结论与展望

4．1 全文结论

4．1．1 转基因烟草SoDREB2 T1代抗旱性分析

4．1．2 SoDREB2基因在甘蔗中的遗传转化

4．2 展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间学术活动和论文发表等情况