抗纹枯病相关基因的玉米遗传转化及其后代抗病性鉴定

摘要

纹枯病是由立枯丝核菌引起的一类病害，严重危害了我国的玉米生产。目前，尚无优良的抗纹枯病的玉米遗传种质。本研究利用遗传转化的方法将3个与抗病相关的外源基因（番茄转录因子基因Pti4，烟草β-1，3-葡聚糖酶基因NtGlu以及萝卜抗菌肽基因Rs-AFP2）转入玉米，以期获得遗传稳定的抗病株系。 本研究以玉米HiII或A188的幼胚作为受体材料，分别利用基因枪转化和农杆菌介导两种方法，将带有NtGlu基因的超表达载体以及带有Pti4和Rs-AFP2基因的共表达载体分别进行玉米转化。两个载体均以bar基因作为筛选标记。HiII型幼胚经基因枪转化共得到4个超表达NtGlu的株系以及2个共表达Pti4和Rs-AFP2的株系。每代转基因株系均与自交系郑58进行回交。目前已得到T4代种子，并用于抗病性鉴定。A188型幼胚经农杆菌转化最终得到了2个超表达NtGlu的株系，目前已得到T2代种子。 对T4代转基因植株进行鉴定，结果表明外源基因在转基因玉米后代中得到稳定遗传和有效表达。用0.02％的Basta溶液涂抹玉米叶片后发现，与对照相比，转基因植株具有明显的除草剂抗性，且抗感分离比约为1∶1。对离体叶片进行纹枯病菌接种实验，并统计接菌3天后的相对病斑面积以及相对电导率。结果证明，超表达NtGlu的株系以及共表达Pti4和Rs-AFP2的株系均对玉米纹枯病有一定的抗性。同时，NtGlu转化株系中β-1，3-葡聚糖酶的相对酶活比野生型株系显著升高。

目录

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摘要

第一章 文献综述

1．1 玉米纹枯病概述

1．1．1 玉米纹枯病的现状

1．1．2 玉米纹枯病的发现

1．1．3 玉米纹枯病的症状

1．1．4 玉米纹枯病的病原菌

1．1．5 玉米纹枯病的防治

1．2 植物抗病基因概述

1．2．1 植物抗病相关基因的研究进展

1．2．2 β-1，3-葡聚糖酶的研究进展

1．2．3 Pti4转录因子的研究进展

1．2．4 抗菌肽Rs-AFP2的研究进展

1．3 玉米转基因技术概述

1．3．1 转基因技术的研究进展

1．3．2 转基因技术在玉米生产中的应用

1．3．3 玉米多基因复合育种

1．4 研究的目的和意义

第二章 材料与方法

2．1 实验材料

2．2 主要试剂的配制

2．3 玉米转化载体

2．4 玉米幼胚基因枪转化

2．5 玉米幼胚农杆菌侵染

2．6 转基因株系的基因型鉴定

2．7 转基因株系的表达量鉴定

2．8 Basta涂抹叶片实验

2．9 纹枯病菌接茵实验

2．10 接菌叶片的相对电导率测定

2．11 β-1，3-葡聚糖酶活性测定

第三章 结果与分析

3．1 玉米转化载体的验证

3．2 转基因株系的获得

3．3 转基因株系鉴定

3．3．1 转基因株系基因型鉴定

3．3．2 转基因株系表达量鉴定

3．3．3 转基因株系Basta抗性鉴定

3．3．4 转基因株系抗病性鉴定

3．3．5 转基因株系β-1，3-葡聚糖酶活性测定

第四章 讨论

4．1 关于抗病基因的选择

4．2 玉米遗传转化

4．3 抗病性鉴定及结果分析

4．4 后代转基因株系的繁育

参考文献

附录

缩略词

致谢

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