野大麦抗性品种选育及转基因育种研究

论文摘要

植物暴露在自然环境中,时刻受到环境因子的影响,干旱、高温、低温、盐胁迫等非生物逆境严重影响了植物的生存和产量。本研究根据植物细胞全能性的理论,以吉林省前郭县草原的野大麦为材料,利用组培化学诱变和系统选育技术,筛选出耐盐碱野大麦育种的新品系和新材料。经过选育研究,形成了性状稳定、生产性能高、适应性强的军需1号野大麦原原种。通过对盐碱化草地进行了种草改良对比试验表明,种植4种牧草后均改善了土壤养分状况,含盐量和pH均有不同程度降低。通过基因工程技术成功构建了TPS1基因的高效表达载体pBinNHX。并利用农杆菌介导法对模式植物烟草及野大麦进行了遗传转化。获得24棵转基因野大麦,并在转录水平表达。转基因野大麦的T。代呈现出较高的耐旱性。

论文目录

• 前言
• 第一篇 文献综述
• 第一章 土地盐碱化和荒漠化程度及分布
• 1 土地盐碱化
• 1.1 土地盐碱程度及分布
• 1.2 盐碱化治理措施
• 2 土地荒漠化
• 2.1 土地荒漠化程度及分布
• 2.1.1 全球土地荒漠化程度
• 2.1.2 我国沙漠化土地分布
• 2.1.3 沙尘暴及其危害
• 2.2 气候严重干旱
• 2.3 水资源匮乏
• 第二章 植物的抗逆性及机制
• 1 植物盐害
• 1.1 离子过量
• 1.2 离子亏缺
• 1.3 活性氧的伤害
• 2 植物干旱
• 2.1 植物抗旱性
• 3 植物的抗逆机理
• 3.1 植物的耐盐机理
• 3.1.1 植物在形态上的耐盐
• 3.1.2 生理性耐盐
• 3.1.3 维持膜结构的完整性
• 3.1.4 改变代谢途径
• 3.1.5 拒盐与对离子的选择吸收
• 3.1.6 分子水平的抗盐
• 3.1.7 自由基消除系统活性增加
• 3.1.8 水分的促进运输
• 2+在盐胁迫中的作用'>3.1.9 Ca²⁺在盐胁迫中的作用
• 3.1.10 外源物质对植物耐盐性的作用
• 3.2 植物的抗旱机制
• 3.2.1 气孔调节
• 3.2.2 清除活性氧
• 3.2.3 改变光合作用途径
• 3.2.4 Lea蛋白、水通道蛋白和脱水素
• 3.2.5 信号转导
• 3.2.6 渗透调节
• 3.2.7 代谢调节
• 3.2.8 脱水保护
• 3.2.9 损伤修复
• 第三章 植物的抗逆性育种研究现状
• 1 植物的耐盐遗传育种
• 1.1 植物耐盐性鉴定方法的研究
• 1.2 植物耐盐遗传育种
• 2 植物抗旱性的分子生物学基础
• 2.1 干旱诱导的基因表达与调控
• 2.2 植物基因的克隆技术
• 2.3 研究植物抗逆性机制
• 第四章 野大麦的基本特征及其利用
• 1 野大麦的基本特征
• 1.1 野大麦的分类和分布
• 1.2 野大麦的生物学特性
• 1.3 野大麦的生态学特性
• 2 野大麦的利用
• 2.1 牧草
• 2.2 栽培
• 第五章 海藻糖的研究
• 1 海藻糖的生物学特性
• 2 海藻糖与抗逆性
• 3 海藻糖与转基因抗旱植物的研究
• 第二篇 研究内容
• 第一章 抗旱、耐盐碱野大麦品种选育研究
• 1 材料与方法
• 1.1 育种材料
• 1.2 育种方法
• 1.2.1 野大麦的组织培养再生植株体系的建立
• 1.2.2 野大麦胚性悬浮细胞系植株再生体系的建立
• 1.2.3 人工诱变方法
• 1.2.3.1 化学诱变
• 1.2.3.2 物理诱变
• 1.2.4 野大麦原生质体培养与愈伤组织的形成
• 1.2.5 野大麦外源基因转化系统的建立
• 1.2.6 耐盐锻炼和定向选育
• 1.3 育种程序
• 1.4 观测项目
• 2 结果与分析
• 2.1 生长发育节律
• 2.2 植物学特征和生物学特性
• 2.3 抗逆性
• 2.4 生产性能
• 2.5 营养成分分析
• 2.6 栽培管理技术
• 3 小结
• 第二章 种植野大麦改良盐碱化草地试验研究
• 1 材料与方法
• 1.1 自然概况
• 1.2 供试材料
• 1.3 供试种子的品质鉴定
• 1.4 试验区设计及播种
• 1.5 生长管理情况
• 1.6 测定项目与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 牧草生长性能
• 2.2 牧草的越冬返青状况
• 2.3 牧草产量
• 2.4 牧草营养成分
• 2.5 土壤养分
• 3 讨论
• 4 小结
• 第三章 野大麦转基因育种研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料与试剂
• 1.1.1 菌种和质粒
• 1.1.2 植物材料
• 1.1.3 主要生化试剂
• 1.1.4 其它药品
• 1.1.5 培养基类
• 1.1.6 主要仪器
• 1.2 方法
• 1.2.1 TPS1基因的分离、克隆和鉴定
• 1.2.2 植物表达载体PTBNX的构建
• 1.2.3 表达载体PTBNX的农杆菌（EHA105）转化
• 1.2.4 农杆菌介导的植物转化
• 1.2.5 转基因野大麦的分子检测
• 1.2.6 转基因株系T0代抗旱性分析
• 2 结果与分析
• 2.1 基因的分离、克隆和测序
• 2.1.1 酵母 DNA的提取
• 2.1.2 TPS1基因的鉴定
• 2.1.3 重组质粒目的片段的测序结果
• 2.2 表达载体pTBNX的构建
• 0代转基因野大麦的获得'>2.3 TPS1 T₀代转基因野大麦的获得
• 2.4 转基因植株的分子鉴定
• 0代转基因植株的PCR及PCR-Southern鉴定'>2.4.1 T₀代转基因植株的PCR及PCR-Southern鉴定
• 0代转基因植株的Northern鉴定'>2.4.2 T₀代转基因植株的Northern鉴定
• 2.5 转基因植株的形态观察及耐旱性分析
• 2.5.1 转基因植株的形态观察
• 2.5.2 干旱胁迫下转基因植株可溶性糖含量的测定
• 2.5.3 脯氨酸含量的测定
• 2.5.4 叶绿素含量的测定
• 2.5.5 PEG处理对转基因植株叶片中MDA含量的影响
• 2.5.6 转基因植株细胞质透性的测定
• 2.5.7 耐旱性测试
• 2.5.8 转基因植株叶片相对含水量
• 3 讨论
• 4 小结
• 结论
• 参考文献
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介