油菜脂肪酸延伸酶基因表达抑制降低芥酸含量研究

摘要

油菜(Brassica napus L.)是我国最重要的油料作物。采用常规育种方法我国已育成一大批双低油菜新品种在生产上推广应用,基本实现了油菜生产的双低化,但在双低油菜生产中,因高芥酸花粉串粉等因为引起的芥酸含量回升影响了商品油菜籽的品质。在解决这一实际问题的过程中,转基因技术能够发挥独特的作用。因此,基因工程培育低芥酸油菜新品种依然具有重要意义和应用前景。
　　 本实验室育成的甘蓝型油菜新品系超油2号含油量高,硫甙含量较低,丰产性较佳,综合性状优良,但芥酸含量较高(44％左右),使其作为食用油菜新品种开发利用受到了制约。本研究以该品系作为起始材料,用芥酸生物合成关键酶脂肪酸延伸酶基因FAE1的RNA干涉表达载体和反义表达载体转化其下胚轴,获得转化植株,并对转化植株进行多种方法的分子鉴定、遗传分析、品质测定和农艺性状考察。主要研究结果如下:
　　 1.通过农杆菌介导法转化获得并移栽成活104株T0转化植株,其中转干涉表达载体的76株,转反义表达载体的28株。
　　 2.采用除草剂Basta喷施、PCR检测、Southern杂交、RT-PCR分析和插入位点边界序列分析等方法确认获得86株独立转化植株(干涉65株,反义21株),并证明目标基因已遗传到T1代而且得到了表达。
　　 3.部分T1代转化株系的遗传分析表明,目标基因大多为单位点和双位点插入,但也有一些株系属于多位点整合。
　　 4.品质分析表明,FAE1基因干涉表达的T0转化植株和T1代转化株系的芥酸含量大幅度下降,最低的单株已降到1％左右,不同T0植株和T1株系之间芥酸含量差异很大。该结果说明,FAE1基因的干涉表达有效抑制了芥酸的生物合成。含油量测定结果显示,一部分T0植株和T1株系的含油量较未转化对照有不同程度的降低,而另外一部分植株和株系的含油量与对照相仿。业已筛选出含油量51.7％、芥酸含量1.0％的转化植株。
　　 5.在部分FAE1,基因干涉表达的T1代转化株系中,每角粒数和一次分枝位发生了显著或极显著变化,而株高、一次分枝数、二次分枝数、每株角数、千粒重和单株产量等性状基本上没有显著改变。
　　 综上所述:本研究已经筛选出含油量51.7％、芥酸含量1.0％的转基因单株,而且建立起了基因工程抑制芥酸生物合成的低芥酸油菜育种新技术,该技术的建立对今后低芥酸稳定型双低油菜新品种的培育具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

基金项目

第一章 文献综述

1 油菜籽中芥酸的双重性

2 油菜籽芥酸的生物合成

3 芥酸生物合成的关键酶

4 油菜籽甘油三酯的组装

5 油菜籽芥酸含量的遗传调控

5.1 高芥酸基因工程

5.2 低芥酸基因工程

6 本项研究的内容和目的意义

第二章 农杆菌介导转化及转化植株的获得

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

3 讨论

第三章 转化植株的分子鉴定

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 转化植株的抗性鉴定

2.2 转化植株的PCR检测

2.3 转化植株的Southern杂交分析

2.4 转化植株的RT-PCR分析

2.5 转化植株插入位点边界序列分析

3 讨论

第四章 转化植株的遗传分析

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

3 讨论

第五章 转化植株的品质分析

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 T0转化植株的芥酸含量与含油量

2.2 T1转化株系的脂肪酸组成和含油量

3 讨论

第六章 转化植株的农艺性状考察

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

3 讨论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文