OsPT2和OsPT6转基因大豆的遗传稳定性分析及耐低磷候选基因的克隆与初步功能研究

摘要

磷是植物生长发育过程中的必需元素，约占植物体干重的0.2％。大豆是常见的喜磷农作物，因此作为必需元素之一的磷在大豆的生长发育和产量建成过程中是不可缺少的。但土壤中有效磷浓度很低，外源施加的磷肥极易被固定，所以当前解决这一矛盾最有效的方法是提高大豆自身耐低磷的能力。现代分子生物学的不断发展让人们对于作物响应低磷胁迫的分子机理有了一定的了解，但研究大多集中在模式植物上，大豆中并不多见。为此，本文在前人的研究基础上进行OsPT2和OsPT6转基因大豆的遗传稳定性分析及耐低磷候选基因的克隆与初步功能研究，获得主要结果如下:
　　1.利用隶属函数值法对来自不同区域的15个大豆品种的耐低磷能力进行评价，结果显示，鲁宁1号、赣豆8号、郑9805等品种的耐低磷能力相对较强，皖豆24、晋豆34、南农1138-2等品种的耐低磷能力相对较弱。
　　2.将OsPT2和OsPT6转基因大豆材料扩繁至T6代，进行了遗传稳定性分析，结果表明外源转入的磷转运蛋白基因OsPT2和OsPT6能够在转基因后代中稳定遗传并表达;农艺性状调查结果表明转基因大豆在产量和形态性状均不劣于受体亲本的同时能改善大豆品质，为耐低磷转基因育种提供了基础材料。
　　3.以OsPT6转基因T5代大豆为材料，以其受体亲本东农50为对照，对低磷胁迫下的根系cDNA文库进行数字基因表达谱分析，共筛选得到33个差异表达基因，GO功能注释和KEGG代谢通路分析等结果表明，通过光合作用相关酶类活性的调节控制光合作用速率从而影响次生代谢途径可能是大豆适应低磷胁迫的主要途径。
　　4.数字基因表达谱分析中筛选得到一个特异性表达的过氧化物超家族蛋白基因GLYMA06G20730，同源克隆法克隆得到CDS长度为969bp的基因，命名为GmPOD1，并对其进行了生物信息学分析，构建了植物过表达载体pCAMBIA3301-GFP-GmPOD1并转化拟南芥，获得了T1代植株，可用于下一步研究。

目录

声明

摘要

缩略语表及其英汉对照

第一章 文献综述

1 大豆响应低磷胁迫的变化

1．1 形态的变化

1．2 生理生化的变化

2 参与磷酸盐调控的因子

2．1 磷酸盐转运蛋白

2．2 转录因子

2．3 活化有机磷的酶

2．4 质膜H+-ATPase

2．5 其他因子

3 过氧化物酶POD的相关研究

3．1 过氧化物酶在植物抗性中的作用

3．2 过氧化物酶在植物生长发育过程中的作用

4 数字基因表达谱分析在基因挖掘中的应用

4．1 数字基因表达谱分析的原理

4．2 数字基因表达谱分析的应用

5 本研究的目的和意义

第二章 大豆品种的耐低磷能力评价

1 材料和方法

1．1 试验材料

1．2 试验方法

1．3 测定指标

1．4 数据统计与分析

2 结果与分析

3 讨论

第三章 OsPT2和OsPT6转基因大豆的遗传稳定性分析

1 材料和方法

1．1 试验材料

1．2 转基因大豆的分子生物学鉴定

1．3 转基因大豆的农艺性状调查

1．4 数据统计与分析

2 结果与分析

2．1 转基因大豆的扩繁

2．2 转基因大豆的遗传稳定性分析

2．3 转基因大豆的农艺性状调查

2．4 杂交组合配置

3 讨论

第四章 OsPT6转基因大豆的数字基因表达谱分析

1 材料和方法

1．1 植物材料与处理

1．2 总RNA的提取

1．3 数字基因表达谱测序

1．4 差异表达基因的筛选

1．5 GO功能注释和KEGG代谢通路分析

1．6 qRT-PCR验证

2 结果与分析

2．1 测序质量分析

2．2 基因表达水平分析

2．3 差异表达基因的筛选

2．4 GO富集分析

2．5 KEGG富集分析

2．6 qRT-PCR验证

3 讨论

第五章 大豆GmPOD1基因的克隆和表达分析

1 材料和方法

1．1 实验材料

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 总RNA的提取

2．2 GmPOD1基因的全长cDNA克隆

2．3 GmPOD1基因的生物信息学分析

2．4 过表达载体的构建和转化拟南芥

2．5 转基因阳性苗的筛选和PCR检测

3 讨论

全文结论与创新之处

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢