农杆菌介导PRK基因转化水稻及鉴定

论文摘要

根据光合作用碳同化途径的不同,陆生植物可以分为三种光合类型:C3型、C4型和CAM型。与C3植物相比较,由于C4植物和CAM植物叶片中具有独特的Kranz结构和C4循环途径,因而具有较高的光合效率,水分利用效率和养分利用效率。C4（CAM）植物的这一优势在高温、高光强、干旱等逆境条件下尤为明显。为了提高水稻等C3粮食作物的光合效率,进而提高产量,人们正在尝试通过转基因技术,在C3植物中建立类似C4循环的途径以提高转基因植株的碳同化能力。PRK是光合作用C4循环的关键酶之一。本研究运用农杆菌介导的方法将C3植物拟南芥的PRK基因转入C3植物水稻,增加水稻中PRK的表达量,以达到类似C4植物中PRK的作用的目的。进而初步研究了转PRK基因水稻的光合生理的变化;为通过基因工程的手段提高水稻的光合效率提供了一定技术途径和理论基础。本论文的主要研究结果如下:1.根据已经发表序列设计特异引物扩增了水稻的CAB启动区和PRK（At1g32060）基因。构建了植物表达载体CAB-PRK-pSN1301,并将该表达载体转化根癌农杆菌EHA105,为后续的遗传转化提供条件。2.农杆菌EHA105介导表达载体CAB-PRK-pSN1301转化水稻愈伤组织,在含有潮酶素的培养基上筛选获得水稻拟转基因植株。对其中10株拟转基因植株的基因组DNA进行PCR检测分析,初步证明了PRK（At1g32060）基因已经整合到上述T0代水稻中。3.从对具有四叶的植株的不同叶片的叶绿素含量的测定结果显示,转基因植株和野生型从萌发到四片叶子叶绿素含量呈上升趋势。且转基因植株略高于野生型。4.通过比较不同叶龄叶片光合作用状况,发现光系统Ⅱ最大光化学效率Fv/Fm比值转基因植株植株与野生型基本一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 碳循环基因工程研究进展
• 4循环途径引入C₃植物'>1.1.1 C₄循环途径引入C₃植物
• 1.1.2 碳循环
• 1.1.3 光呼吸的抑制
• 1.2 农杆菌介导的水稻遗传转化研究进展
• 1.3 本研究的目的与意义
• 1.4 本研究的技术路线
• 1.4.1 植物表达载体的构建路线
• 1.4.2 植物表达载体对水稻的遗传转化
• 第二章 材料与方法
• 2.1.实验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 载体和菌株
• 2.1.3 试剂及工具酶
• 2.1.4 培养基
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 植物表达载体的构建
• 2.2.2 植物表达载体转化农杆菌EHA105
• 2.2.3 农杆菌对愈伤组织的侵染
• 2.2.4 转基因苗的PCR验证
• 2.2.5 相关生理指标的测定
• 第三章 结果
• 3.1.叶绿素a/b结合蛋白基因（CAB）启动区的克隆
• 3.2.CAB-pSN1301 Vector的连接
• 3.3 PRK（At1g32060）基因的克隆
• 3.4 PRK-T与CAB-pSN1301的连接
• 3.5 转化农杆菌的验证结果
• 3.6 转基因水稻的培育
• 3.7 转基因阳性苗的PCR验证
• 3.8 转基因水稻的相关生理指标的测定
• 3.8.1 生长曲线
• 3.8.2 色素含量变化
• 3.8.3 叶片荧光动力学参数的测定
• 3.8.4 光曲线
• 第四章 讨论
• 4.1 基因的克隆
• 4.2 农杆菌的选择
• 4.3 抗生素使用浓度
• 4.4 影响转基因效率的因素
• 4.5 生理指标
• 参考文献
• 附录
• 附录1:CAB启动区测序结果
• 附录2:PRK（At1g32060）测序结果
• 附录3:缩写词表（Abbreviations）