Psy和Lycb基因的转基因玉米后代性状分析

摘要

玉米是三大粮食作物之一,也是主要的饲料作物之一,在世界粮食生产中具有重要意义。对其进行基因转化来获得具有目的性状的新品系一直以来受到世界各国的高度重视。通过基因工程改良玉米的品质,是推进农业科技创新、发展高效农业的良好途径。
　　本论文以类胡萝卜素合成途径中的关键酶八氢番茄红素合成酶和番茄红素β-环化酶的基因为目的基因,采用芽尖转化法将目的基因转入天塔五号玉米优良自交系,以获得高维生素A原含量的玉米新品质。
　　PsyandLycb基因的转基因玉米后代性状分析以分别转有枸杞番茄红素β-环化酶基因(lycb)和枸杞八氢番茄红素合成酶基因(psy)的两种转基因的天塔五号自交系玉米为转基因材料,以非转基因的天塔五号自交系植株为对照,对它们的光合速率、类胡萝卜素含量、植株性状、产量相关指标及生物量进行了调查及统计学分析。结果表明将类胡萝卜素代谢途径中关键酶的基因导入天塔五号自交系植株,能提高植株类胡萝卜素的表达量、消除光污染、提高光合速率、增加光合产物的积累量。转基因植株与非转基因植株相比类胡萝卜素含量明显提高,转lycb基因、psy基因植株比非转基因植株总类胡萝卜素含量分别提高37.31％和46.52%。HPLC分析结果表明与非转基因植株相比转基因植株β-胡萝卜素、玉米黄质含量均有显著性提高。但两者的提高量却显著不同,转psy植株β-胡萝卜素的提高量是转lycb植株的1.42倍,而转lycb植株玉米黄质的提高量是转psy植株的3.9倍。农艺性状方面表现为:转入psy和lycb基因的植株穗位高/株高与非转基因植株相比均有减小趋势,这保证一定株高的前提下,通过降低植株重心,既增强了抗倒伏能力又提高了自交系自身的生产能力。转基因植株叶面积比非转基因植株有增大趋势,可使叶绿体含量增加,光合作用增强,光合产物积累量增多。百粒重是反应产量的重要指标,导入psy和lycb基因的植株比非转基因植株百粒重明显增加,粒变大变红。

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前言

第一章 文献综述

1.1玉米遗传转化研究概述

1.1.1玉米消费状况

1.1.2玉米遗传转化研究进展

1.1.3玉米遗传转化的常用方法

1.1.4农杆菌介导的玉米遗传转化

1.2类胡萝卜素概述

1.2.1类胡萝卜素简介

1.2.2类胡萝卜素分类

1.2.3类胡萝卜素的生物学功能

1.2.4类胡萝卜素的营养功能

1.2.5植物类胡萝卜素生物合成途径

1.2.6类胡萝卜素合成途径的关键酶基因在基因工程的应用

1.3植物转基因技术

1.3.1植物基因工程简介

1.3.2植物基因工程研究进展

1.3.3转基因植物安全性评价

1.3.4转基因植物发展趋势和应用前景

1.4本研究的目的意义

1.4.1研究的目的意义

1.4.2研究内容

第二章 农杆菌介导的psy、lycb基因转化玉米芽尖分生组织的研究

2.1 实验材料

2.1.1 植物材料

2.1.2 质粒及菌种

2.1.3仪器

2.1.4实验所用培养基

2.2 工程菌的制备

2.3农杆菌介导的玉米芽尖遗传转化体系

2.3.1. 种子灭菌及无菌黄化苗培养

2.3.2 农杆菌侵染菌液的制备

2.3.3 剥取芽尖进行农杆菌侵染

2.3.4 共培

2.3.5 转化小苗的移栽

2.3.6 转基因植株的筛选

第三章 导入八氢番茄红素合酶和番茄红素β-环化酶基因的玉米后代性状分析

3.1材料和方法

3.1.1供试材料

3.1.2实验设计

3.2 测定项目

3.2.1 PPT筛选浓度的确定

3.2.2 转基因植株的分子检测

3.2.3 玉米叶片光合速率的测定

3.2.4 种子颜色的比较

3.2.5 玉米叶片类胡萝卜素含量的测定

3.2.6 植株性状调查

3.2.7 玉米产量相关指标的测定

3.2.8 植株生物量的测定

3.3 结果与分析

3.3.1 PPT筛选浓度的确定

3.3.2 转基因植株的分子检测

3.3.3 玉米叶片光合速率的测定

3.3.4 种子颜色的比较

3.3.5 玉米叶片中类胡萝卜素含量的测定

3.3.6 植株性状调查

3.3.7 玉米产量相关指标的测定

3.3.8 植株生物量的测定

3.4 结论与讨论

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢