UGPase和反义4CL基因在烟草中的转化及表达研究

摘要

本论文研究了来源于紫穗槐的尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)基因和4-香豆酸：CoA连接酶(4CL)基因对转基因烟草中纤维素及木质素合成的影响，从而为利用基因工程手段培育低木质素含量、高纤维素含量的植物新品种，解决造纸制浆过程中因降解木质素造成的环境污染问题提供理论指导及技术支持。 论文首先应用PCR及酶切方法，将从紫穗槐中克隆的UGPase及反义4CL基因连接到质粒pBI121上，构建了单基因植物表达载体pBU、pBa4CL及双价基因植物表达载体pBU-a4CL，用冻融法将3个载体分别转化进根癌农杆菌LBA4404中。 在此基础上，用根癌农杆菌介导法进行了烟草转化，获得了大量抗性植株。PCR和Southern杂交检测证实，UGPase和反义4CL单价及双价基因己分别整合到烟草基因组中。转基因植株的纤维素和木质素含量测定结果显示，转UGPase基因烟草的纤维素含量增加了2.4～6.3﹪，但木质素含量没有变化；转反义4CL基因烟草的木质素含量降低了29.6～41.2﹪，纤维素含量没有变化；转双价基因的烟草植株中纤维素含量增加了3.4～6.8﹪，木质素含量降低了28.1～42.8﹪。 另外，本论文还对转基因植株的细胞壁厚度及茎杆颜色进行了观测，结果表明，转UGPase基因植株的细胞壁厚度比对照有所增加；转4CL反义基因植株的茎杆呈现出褐色条带，而对照为乳白色。初步说明植株中纤维素及木质素含量的变化可以在组织及细胞水平有所体现，此结果为转基因植株的鉴定提供了参考方法。

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文摘

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引 言

1文献综述

1.1植物纤维素基因工程的研究进展

1.1.1纤维素合成及相关酶的分子生物学研究

1.1.2尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)

1.1.3纤维素合成的基因调控研究

1.2植物木质素基因工程的研究进展

1.2.1木质素的生物合成及相关酶的分子生物学研究进展

1.2.2 4-香豆酸：CoA连接酶(4CL)

1.2.3木质素合成的基因调控研究

1.3多基因转化改良植物遗传性状的研究进展

1.3.1获得多价转基因植物的策略

1.3.2多基因转化存在的问题及前景

1.4本论文研究的内容与意义

2紫穗槐4CL和UGPase单价和双价基因植物表达载体的构建

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2实验方法

2.2结果与分析

2.2.1 4CL反义基因植物表达载体构建

2.2.2 UGPase基因植物表达载体的构建

2.2.3 UGPase和反义4CL双价基因植物表达载体的构建

2.3讨论

3反义4CL和UGPase基因转化烟草的研究

3.1材料与方法

3.1.1实验材料

3.1.2培养基

3.1.3实验方法

3.2结果与分析

3.2.1抗性植株的获得

3.2.2抗性植株的PCR检测

3.2.3转基因植株的Southern杂交检测

3.2.4转基因植株的木质素及综纤维素含量测定

3.2.5转基因植株的细胞壁观察

3.2.6转基因植株茎秆颜色的观察

3.3讨论

4结论与展望

4.1结论

4.2本论文的创新之处

4.3有待于进一步开展的工作

4.4展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢