手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

农杆菌介导的水稻转基因研究

林拥军

  植物转基因已成为当今分子生物学和植物育种的最重要的方法和技术之一。它打破了物种之间的生殖隔离,使遗传物质在动物、植物和微生物三界之间进行交流;充分利用了植物细胞的全能性和植物这个天然的生化工厂的优势,为开展植物生理生化、发育和遗传等一系列基础研究以及为利用转基因植物生产人体、动物和微生物产品提供了可靠的基础;它具有的高效、快速转移一个或多个基因的特性,使基因功能的研究以及定向改良植物遗传性状有了可靠的保障。水稻由于是世界上最重要的粮食作物,基因组较小以及遗传背景研究较为清楚,已成为作物基因组研究的模式作物。农杆菌介导的植物转基因方法由于具有操作简便、转化效率高、较少的插入拷贝数以及整合机制相对简单等优点,被植物转基因工作者广泛推崇。本研究以水稻为对象,在农杆菌介导的转基因方法上开展了较为广泛的研究:并将自我调控植物叶片衰老抑制基因P_(SAG12~-)IPT导入优良籼型恢复系明恢63;旨在建立高效、规范化的水稻转基因体系;以及通过导入P_(SAG12~-)IPT基因以延缓水稻功能叶片的衰老,延长功能叶片的光合作用时间,为P_(SAG12~-)IPT基因在水稻高产育种上的应用做些探索。获得的主要研究结果如下:1.通过对影响农杆菌侵染的诸多因素,如组织培养系统、愈伤组织生理状态、农杆菌悬浮培养基、农杆菌菌液浓度、共培养时间等参数的优化筛选,建立了高效农杆菌介导的牡丹江8号转基因体系,抗性愈伤率达到71.0%,抗性植株转化率达38.7%。并在粳稻农垦58S、台北309、中花15号、黑交932、黑交5号和合江15号等许多品种上应用,均取得理想的结果。已成为本研究室农杆菌介导的粳稻转基因的模式化操作体系。2.以目前生产上广泛应用,具较广泛代表性,基因型差异较大的四个籼型水稻品种明恢63、W9864S、中419和珍油97B为试验材料;通过系统筛选,创立了适合籼稻愈伤组织继代的培养基J_3和植株再生的培养基DL_3,并因此而建立了高效的籼稻组织培养体系。与常用的籼稻愈伤组织继代和再生培养基比较,表现为质的提高。基于这个组织培养体系,我们对这四个籼稻品种做了农杆菌介导的基因转化试验。结果表明,四个品种均获得了转基因植株;GUS阳性愈伤率和GUS阳性植株转化率分别为:明恢63,30.6%和23.4%:W9864S,40.6%和22.2%:珍汕97,13.7%和9.3%:中419,12.7%和8.5%。3.利用农杆菌介导的基因转化将自我调控叶片衰老抑制基因P_(SAG12~-)IPT导入籼稻优良恢复系明恢63。在获得的61个独立的转基因植株中,有一些表现出叶片衰老明显延缓。对选择的两个纯合转基因株系进行小区试验,结果显示:(1)转基因植株倒三叶的持绿性显著延长:(2)转基因株系比原品种的结实率显著或极显著提高,株高显著或极显著降低:(3)转基因株系比原品种的有效穗数显著提高或无显著差异;(4)以平均数比较,两个转基因株系的单株实粒数分别比对照提高8.9%和10.7%,单株籽粒产量分别提高7.8%和8.0%,单株生物学产量分别提高2.2%和3.7%;(5)转基因株系的千粒重未有显著差异,略有下降。通过对影响农杆菌侵染的诸多参数的优化,初步创立了农杆菌浸泡法转化发芽种子的转基因新方法,并利用该方法将反义Wex一cDNA基因转化粕型保持系珍汕97B,分子检测证明目的基因进入受体,并获得转基因后代株系。进一步的直链淀粉含量测定结果显示,大多数转基因株系的直链淀粉含量下降。基于本研究的一些结果及对本研究领域的一些理解,对作物转基因研究中遇到的一些问题及解决方案展开了初步的讨论,并对本研究领域的发展方向提出了粗浅的看法。……   
[关键词]:水稻;组织培养;农杆菌介导的粳稻转基因体系;农杆菌介导的籼稻转基因体系;P_(SAG12)-IPT;持绿性;农杆菌浸种法
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:华中农业大学2001年