利用OsPHF1培育磷高效吸收转基因水稻新品种的研究

摘要

植物磷转运体转录后调控(从内质网(ER)到细胞质膜(PM))受到磷酸盐转运体运输协助因子PHF1蛋白的调控。水稻OsPHF1基因也已被克隆。前期研究表明，超表达OsPHF1可以增强水稻磷吸收能力。本研究利用农杆菌介导的转基因方法，通过构建双价T-DNA载体将超表达OsPHF1导入到籼稻超级杂交稻恢复系9311。通过对转基因材料的筛选、分子生物学鉴定，生理测定与田间试验，得到以下结果:
　　 1、采用PCR、RT-PCR、SouthernBlot等分子生物学方法对T0代转基因材料进行鉴定，并用两个OsPHF1超表达转基因独立株系进行生理与田间条件分析。
　　 2、在正常供磷溶液培养条件下，对T1代OsPHF1基因超表达株系叶片及根有效磷含量的测定和33P吸收动力学分析。结果表明，对比野生型亲本，OsPHF1超表达株系有效磷含量及磷吸收能力显著提高。
　　 3、T2代两个OsPHF1基因超表达株系在海南实验基地田间试验表明，在不施磷肥条件下，转基因植株的有效穗数、生物量、产量较野生型均有显著提高。对供试转基因材料总磷含量的测定表明，两个OsPHF1基因超表达株系总磷含量较野生型均显著升高。
　　 4、T3代两个OsPHF1基因超表达株系在浙江长兴实验基地田间试验表明，低磷（不施磷肥）和中磷（施磷肥:225公斤过磷酸钙/公顷）条件下，两个OsPHF1基因超表达株系的有效穗、生物量和产量较野生型均有显著提高，正常供磷条件下（正常施磷肥:450公斤过磷酸钙/公顷）差异不显著。低磷与中磷条件下，转基因材料产量分别提高36％与14％。通过对供试转基因材料桔杆与籽粒养分分析发现，低磷和中磷条件下，桔杆和籽粒中总磷和总氮含量较野生型均显著升高，硫及一些金属离子的含量也显著升高。
　　 综上所述，OsPHF1超表达能提高水稻磷吸收能力，且该作用能够稳定遗传。本研究结果为利用磷转运体转录后调控培育磷高效作物品种提供了证据。

目录

论文说明

声明

致谢

缩略语表

摘要

第一章 文献综述

引言

1 转基因作物安全和安全转基因体系发展现状

1．1 转基因作物安全发展现状

1．2 安全转基因体系的研究现状

2 植物中磷信号传导及调控机制的研究

3 论文研究内容和意义

第二章 OsPHF1超表达载体构建及转基因

1 材料

2 方法

2．1 OsPHF1超表达载体的构建

2．2 农杆菌介导的水稻转化

3 载体构建结果分析

第三章 OsPHF1转基因材料后代分析

1 材料

2 方法

2．1 PCR检测方法

2．2 转基因水稻的RT-PCR的检测

2．3 转基因水稻的Southern Blot检测

3 结果分析

3．1 PCR检测结果

3．2 半定量RT-PCR鉴定结果

3．3 Southern Blot鉴定结果

第四章 OsPHF1转基因增强的表型分析

1 材料

2 方法

2．1 T1代OsPHF1超表达株系的表型分析

2．2 T2代OsPHF1超表达株系纯合体的筛选

3．结果与分析

3．1 T1代OsPHF1超株系有效磷含量的测定及33P吸收动力学实验结果分析

3．2 T2代OsPHF1超表达株系纯合体的测定结果

第五章 OsPHF1超表达株系的田间试验

1 材料

2 方法

2．1 T2代OsPHF1超表达株系的田间试验

2．2 T3代OsPHF1超表达株系的田间试验

3 结果分析

3．1 海南试验田耕层土壤养分含量测定

3．2 T2代OsPHF1超表达株系田间表型观察

3．3 T2代OsPHF1超表达株系全磷的测定结果

3．4 T3代试验田耕层土壤养分含量的测定结果

3．5 T3代OsPHF1超表达株系田间表型观察

3．6 T3代OsPHF1超表达株系全磷全氮的测定结果

3．7 T3代OsPHF1超表达株系硫及金属离子含量的测定结果

第六章 结论与展望

参考文献