小麦粒重相关基因TaGW2的单倍型分析及其农杆菌介导的遗传转化体系优化

摘要

小麦是我国最主要的粮食作物之一，小麦的产量、品质、安全性等因素直接影响着我国的粮食安全和社会稳定。粒重作为产量构成因素之一，一直是育种家重点关注的方面之一。随着多年来育种工作的发展，传统育种技术已很难取得跨越式的发展。自1992年Vasil获得第一株转基因植物以来，对各种粮食作物、经济作物的转基因工作逐渐成为热门。但目前小麦的转基因技术仍然发展缓慢。尤其是近年来，人们对转基因食品的安全性日益关注，我国也对无筛选标记转基因作物的研究提出了新的要求，这对小麦的转基因技术提出了更大的挑战。 本研究以粒重相关基因TaGW2为目标基因，针对目前小麦组织培养困难和筛选标记难以去除的问题，进行了TaGW2基因的单倍型分析、转基因载体构建和遗传转化研究，取得以下结果： 1、在361份材料中共筛选了54份大粒材料，并对TaGW2基因进行了单倍型分析。共检测到了6种单倍型，且发现中麦895和许科316的TaGW2-6AS在976与977位之间发生了T碱基的插入，导致了该基因在987位的读码终止。在对第7内含子的测序中，检测到6BS中有3种单倍型，在该内含子的459、478、594、679、821bp处具有多态性；6DS检测到2种单倍型，在该内含子的709和713bp处具有多态性 2、利用同源克隆的方法，在大粒材料“品冬34”中克隆到了提前终止的TaGW2股基因，并将该基因成功构建在了三个植物表达载体中：PCXSN-TaGW2、DRB-bar-TaGW2和PTCK303mm-TaGW2，其中PCXSN-TaGW2为含潮霉素筛选标记的载体，DRB-bar-TaGW为含除草剂抗性的双右边界载体，PTCK303mm-TaGW2为无筛选标记载体。 3、选用小偃22、Z50和郑麦366为受体材料，进行了幼胚组织培养和农杆菌介导的遗传转化，并针对褐化和水渍化现象进行了培养体系优化。其中小偃22和Z50在供试的三个品种中具有较高的出愈率。小偃22在幼胚遗传转化的抑菌阶段，褐化程度最低。在抑菌阶段培养基中添加硫辛酸，可有效降低愈伤组织的褐化程度，但硫辛酸的添加会显著提高愈伤组织水渍化的程度，导致愈伤组织再生困难。甜菜碱的添加可降低愈伤组织水渍化程度，且能降低Z50愈伤组织褐化程度，但会提髙小偃22愈伤组织褐化的程度。 4、选用小偃22为受体材料，对其进行了成熟胚组织培养和农杆菌介导的遗传转化，并研究了不同接种方式和不同培养基对愈伤组织形态的影响，结果表明，切胚出愈速度较刮胚更快，但二者15天的出愈率差异并不显著；在诱导培养基中添加0.1mM以上的硫辛酸会降低成熟胚的出愈率；在抑菌阶段添加0.1mM·L-1硫辛酸可降低切胚愈伤组织的褐化程度，并降低愈伤组织水渍化的程度；在诱导培养基中添加5mM的硝酸银可提高刮胚愈伤组织的出愈率。综合而言，采用刮胚、在诱导阶段添加0.1mM·L-1 AgN03，愈伤组织颜色浅黄，水渍化现象较轻，有利于愈伤组织的继续生长。

目录

声明

第一章文献综述

1.1 小麦粒重相关基因研究进展

1.2 小麦遗传转化的主要方法

1.3无筛选标记转基因研究进展

1.4组织培养褐化现象的消除

1.6 本研究的目的和意义

第二章TaGW2基因的单倍型分析

2 .1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3讨论

第三章TaGW2基因的克隆和转基因载体的构建

3 .1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3讨论

第四章农杆菌介导的小麦幼胚转化

4. 1 材料与方法

4.2结果与分析

4.3讨论

第五章农杆菌介导的小麦成熟胚转化

5 .1 材料与方法

5.2结果与分析

5.3讨论

结论

参考文献

致谢

附录

缩略词表

作者简介