小麦光温敏雄性不育系337S不育相关基因的遗传转化研究

摘要

小麦337S不育系是对长日高温、短日低温均敏感的两极光温敏小麦雄性不育系，具有不育性稳定、制种区域广之特点。本实验室早期以337S光温敏雄性不育系在短日低温不育环境条件及正常可育环境条件下的花药为材料，采用数字基因表达谱技术对其进行RNA-Seq测序分析，获得了大量与小麦生殖发育相关的差异基因，并对其中差异表达显著的关键基因进行了分子克隆。同时利用Gateway技术构建了候选基因TaMS337S-1和TaMS337S-2的超量表达载体，通过基因枪和农杆菌介导的转基因技术转化不同小麦品种进行功能验证，探究TaMS337S-1和TaMS337S-2基因在小麦生长过程中的主要作用，并为337S光温敏不育系短日低温败育分子机理的研究提供线索。现已基本完成了这两个基因的遗传转化工作，主要实验结果如下:以华麦2152和华麦2566为受体通过基因枪轰击法转化TaMS337S-1基因，没有得到转基因植株。以华麦2152、华麦2566、郑麦9023、陇春23、科农199和Bob White幼胚为受体材料，通过基因枪轰击转化TaMS337S-2基因得到再生小麦51株，分别为4株华麦2566，41株陇春23，1株Bob White。PCR初步检测后显示2株陇春23为阳性植株，其余均为阴性再生苗。以华麦2152、华麦2566、陇春23和科农199为受体材料，利用农杆菌侵染法转化TaMS337S-1基因得到再生植株7株，分别为3株华麦2566，4株陇春23。PCR结果显示有2株华麦2566为转基因阳性植株，其表型为花丝外露、无花药。以华麦2152、华麦2566、陇春23和科农199为受体材料通过农杆菌转化TaMS337S-2基因共得到9株再生苗，分别为1株华麦2566，4株科农199，4株陇春23，但PCR检测没有发现转基因阳性苗。

目录

声明

摘要

缩略语表

1 综述

1．1 引言

1．2 植物雄性不育系研究进展

1．2．1 生长激素对植物雄性不育的影响

1．2．2 DNA甲基化对雄性不育的影响

1．2．3 蛋白质对雄性不育的影响

1．3 雄性不育系的类型

1．3．1 质不育型普通小麦研究进展

1．3．2 细胞核不育型普通小麦研究进展

1．3．3 光温敏小麦不育系研究进展

1．4 TaGASR相关基因研究进展

1．5 细胞分裂相关基因Diml研究进展

1．6 转基因技术研究进展

1．6．1 农杆菌转化法

1．6．2 基因枪法

1．6．3 花粉管通道法

1．6．4 基因编辑技术

1．6．5 其他转基因方法在小麦育种中的应用

1．7 本研究的目的与意义

2 材料与方法

2．1 基因枪介导遗传转化

2．1．2 试剂与仪器设备

2．1．3 载体构建

2．1．4 培养基

2．1．5 统计方法

2．1．6 小麦幼胚组织培养方法

2．1．7 基因枪转化方法

2．2 农杆菌介导的遗传转化

2．2．1 受体材料

2．2．2 试剂与仪器设备

2．2．3 载体构建

2．2．4 培养基

2．2．5 小麦幼胚组织培养方法

2．2．6 侵染和共培养

2．3 转基因植株的T0代PCR检测

2．3．1 抗性再生苗总DNA的提取

2．3．2 引物设计

2．3．3 PCR检测

3 结果与分析

3．1 不同小麦品种幼胚出愈情况统计与分析

3．2．1 基因枪介导TaMS337S-1基因的遗传转化

3．2．2 基因枪介导小麦幼胚转TaMS337S-2基因植株的获得

3．2．3 抗性植株的PCR检测结果

3．3 农杆菌介导基因TaMS337S-1和TaMS337S-2的遗传转化

3．3．1 农杆菌介导TaMS337S-1基因的遗传转化

3．3．2 抗性植株的PCR检测结果

3．3．3 TaMS337S-1转基因株系的表型鉴定

4 讨论

4．1 转基因技术对小麦幼胚转化的影响

4．2 外源物质对小麦幼胚转化的影响

5 展望

参考文献

附录

致谢