转基因抗虫早粳稻HD1和HD3品系性状鉴定及土壤环境安全性评估

摘要

水稻（Oryza sativaL.）原产于亚洲热带，是一年生禾本科植物，具有24条染色体。黑龙江省作为我国水稻生产的主产区，同时也是受虫害较为严重的地区，每年因虫害损失上百万元。传统虫害的防治方法主要依赖于化学农药，但由于其长期大面积的施用，不仅会使生态环境遭到破坏、害虫产生抗药性，食用后还会威胁人畜的身体健康。传统的常规育种不仅周期长，时间久，而且很难培育出优良的抗虫品种。随着分子生物学的迅猛发展，科技手段逐渐成熟，转Bt基因水稻的出现成为了解决此问题的有效途径。
　　目前水稻空育131在黑龙江省的种植面积最大，同时也是中国累积种植面积最大的粳稻品种;松粳9号以其高产、优质等特性也被广泛种植，本实验以转Bt基因空育131和松粳9号为供试材料，对其进行深入、全面的分子性状检测、农艺性状鉴定以及土壤安全性评估，主要检测结果如下:
　　1、通过Basta抗感性筛选、试纸条检测及常规PCR检测等手段，经过T8～T10代3个世代的筛选，成功鉴定出转Bt基因空育131和松粳9号，HD1（空育131（cry1C*/bar））和HD3(松粳9号(cry1 C*/bar)）品系。
　　2、对转基因水稻HD1和HD3抽穗期、苗期各组织和糙米中目的基因mRNA的表达量、Bt基因转录水平的检测表明:不同品系相同组织同一生长期mRNA的表达量存在差异HD1-1＞HD1-2，HD3-1＞HD3-2;相同品系不同组织同一生长期存在明显差异;相同品系同一生长期不同组织cry1C蛋白的表达量存在明显差异;相同品系不同生长期相同组织cry1C蛋白的表达量存在显著性差异;不同品系同一生长时期相同组织cry1C蛋白的表达量存在差异，HD1-1＞HD1-2，HD3-1＞HD3-2;完熟期糙米各个组织中cry1C蛋白的表达量相对于水稻植株整个生长期来说都是最低的。
　　3、转基因水稻HD1和HD3目的基因在各世代植株中稳定遗传，均以单拷贝插入到水稻基因组中，且外源基因的插入位点为基因间区;其中HD1-1品系外源基因插入到水稻第3号染色体上，HD3-1插入到第八号染色体上。
　　4、对转cry1C-基因水稻HD1和HD3品系农艺性状及稻米品质及其CK相比基本无显著性差异。其中HD1-1和HD3-1更好。
　　5、种植转cry1C*基因水稻HD1和HD3及其对照CK根系、行间田间土壤细菌、真菌、放线菌数量无显著性差异;未见cry1C*基因转移到土壤微生物中。

目录

摘要

第1章 引言

1．1 Bt及Bt基因概述

1．1．1 Bt基因杀虫机理及其分类

1．1．2 Bt基因的结构和功能

1．2 转基因作物的发展

1．2．1 转基因作物国内外的研究进展

1．2．2 转Bt基因在农业上的应用

1．3 转Bt基因水稻性状鉴定常用手段

1．3．1 分子手段

1．3．2 农艺性状和米质鉴定

1．4 转Bt基因作物安全性评价及应用前景

1．4．1 食用安全性

1．4．2 对生态环境的影晌

1．4．3 应用前景

1．5 研究目的与意义

第2章 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 供试材料

2．1．2 植物表达载体

2．1．3 主要试剂

2．1．4 主要仪器

2．2 实验方法

2．2．1 Basta抗感性筛选

2．2．2 转基因植株的PCR检测

2．2．3 实时荧光定量PCR

2．2．4 转基因水稻Bt蛋白含量测定

2．2．5 Southern blot检测

2．2．6 转基因水稻HD1、HD3品系农艺性状及米质检测

2．2．7 外源基因插入位点检测

2．2．8 土壤的采集及处理

第3章 结果与分析

3．1 转cry1C*基因水稻初步分子检测

3．1．1 Basta抗性

3．1．2 免疫胶体金层析试纸条检测和PCR检测

3．2 转cry1C*基因水稻目的基因表达量

3．2．1 mRNA的表达量

3．2．2 蛋白质的表达量

3．3 转cry1C*基因水稻目的基因的拷贝数

3．4 转cry1C*基因水稻农艺性状及米质

3．5 转cry1C*基因水稻T-DNA区插入位点

3．6 转cry1C*基因水稻对土壤微生物数量影响

3．6．1 土壤细菌数量

3．6．2 土壤真菌数量

3．6．3 土壤放线菌数量

3．7 转cry1C*基因水稻目的基因向土壤微生物的水平转移

第4章 讨论

4．1 培育转cry1C*基因抗虫早粳稻目的基因拷贝数的鉴定

4．2 转Bt基因土壤环境安全性的评估

4．3 转Bt基因早粳稻的商业价值及应用前景

第5章 结论

参考文献

致谢

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