Mvp5cs启动子调控MvP5CS基因在棉花中的表达及功能分析

摘要

通过转基因提高作物抗逆性是抗逆分子育种中常用的方法，在抗逆植物基因工程常采用组成型启动子，这能保证外源基因在植物中的表达，但由于其在植物发育的各阶段各组织都正常表达，也使植物增加了代谢负荷。本实验室前期成功从抗逆性较强植物新牧1号苜蓿中克隆和分离出MvP5CS基因和其启动子Mvp5cs，通过花粉管通道法将35S∷MvP5CS基因导入棉花，获得抗旱耐盐性提高的转基因棉花3个株系，接着将Mvp5cs∷MvP5CS通过花粉管通道法导入棉花，现已扩繁至T3代。为进一步分析Mvp5cs启动子和MvP5CS基因在植物抗逆中的作用及其育种价值，并为后期培育转基因抗逆棉花新品系做准备，本论文通过对2种不同启动子调控转MvP5CS基因棉花后代抗旱耐盐性分析后，得出如下结论:
　　(1)转Mvp5cs∷MvP5CS基因T3代棉花1000多株，经三次卡检筛选出106株后进行分子检测，提取叶片DNA，通过三重PCR反应筛选出6个阳性株系。对田间花期不同时间段干旱胁迫后转35S∷MvP5CS、Mvp5cs∷MvP5CS基因和非转基因受体棉花D5半定量RT-PCR分析:未受到干旱胁迫时，Mvp5cs∷MvP5CS株系棉花表达量很低;在干旱胁迫下，Mvp5cs∷MvP5CS中MvP5CS基因的表达量明显高于35S∷MvP5CS中MvP5CS基因的表达量，且随胁迫时间延长而增加证实了MvP5CS基因已导入棉花且在棉花中受启动子调控干旱诱导表达。
　　(2)温室盐胁迫下，转35S∷MvP5CS、Mvp5cs∷MvP5CS基因棉花发芽情况显著优于非转基因受体对照D5，温室干旱、盐胁迫以及田间花期不同时间干旱胁迫后转35S∷MvP5CS、Mvp5cs∷MvP5CS基因植株叶片叶绿素、脯氨酸含量均高于对照，而丙二醛含量低于对照。综合分析表明:2种转基因棉花的耐盐抗旱性均有提高，其中转Mvp5cs∷MvP5CS基因棉花优于转35S∷MvP5CS基因棉花。
　　(3)田间对转35S∷MvP5CS、Mvp5cs∷MvP5CS基因和非转基因受体棉花D5花期进行控水干旱胁迫处理，分析主要农艺形状、产量、根系发育以及纤维品质。分析结果显示:干旱胁迫下，2种转基因植株有效果枝数、有效铃数、单铃重、子棉、衣分、子指和衣指均高于对照;断裂伸长率、短纤维率、马克隆值和纤维一致性指数优于非转基因棉花D5。综合各项指标分析2种不同启动子调控转MvP5CS基因棉花抗逆方面，转Mvp5cs∷ MvP5CS基因棉花优于转35S∷MvP5CS基因棉花。
　　综上分析表明:转35S∷MvP5CS、Mvp5cs∷MvP5CS基因都可以提高棉花耐盐抗旱性，从而达到在逆境胁迫下保证棉花产量的目的。Mvp5cs启动子相比组成型35S启动子能更适时、准确诱导目的基因的表达，在提高抗逆性和产量方面优于组成型启动子。

目录

声明

论文说明

摘要

缩略词

第1章 绪论

1．1 逆境对植物的伤害

1．2 植物抗逆基因工程研究进展

1．3 植物基因启动子研究进展

1．4 转基因棉花研究进展

1．5 本研究的目的和意义

1．6 技术路线

第2章 转Mvp5cs∷MvP5CS基因棉花分子检测

2．1 实验材料

2．2 实验方法

2．3 结果与分析

2．4 讨论

第3章 转基因种子发芽率及生理生化指标分析

3．1 实验材料

3．2 实验方法

3．3 结果与分析

3．4 讨论

第4章 转35S∷MvP5CS、Mvp5cs∷MvP5CS基因与非转基因受体D5田间不同时期干旱胁迫后农艺性状和纤维品质差异

4．1 实验材料

4．2 实验方法

4．3 结果与分析

4．4 讨论

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

作者简历