转基因再生植株后代细胞质雄性不育新材料的发现及其初步遗传分析

论文摘要

本文以农杆菌介导法将Bt基因导入受体白交系18（红）所获得的转基因再生植株作为主要研究材料。一方面,检测外源基因是否在转基因再生植株中继续遗传;另一方面,在T2代再生植株中发现大量表型变异（不育变异和农艺性状变异）并分析了转基因分离株系与对照自交系7个农艺性状的差异。对出现的不育株,通过用受体自交系保种获得两个完全不育穗行。于不同年份不同地点种植两个不育穗行及用18（红）回交转育的各世代进行观察,鉴定不育性状的稳定性。同时将完全不育穗行与生产上常年使用的几个自交系进行测交,对不育性状的遗传、分类进行了初步分析。本研究得到如下主要结果: 1、分子检测证实T2代再生植株各株系中,外源基因发生了分离。各株系阳性植株比例均低于3∶1,不符合孟德尔遗传规律。 2、各转基因再生植株株系中均出现大量不育株,通过与未转化对照自交系及用农杆菌转化后外源基因没有整合入受体基因组的阴性植株后代的比较,证明再生植株后代中出现的不育变异与转化前的组织培养过程有关,属于体细胞克隆变异。 3、对转基因分离株系、阴性植株自交后代和对照自交系7个农艺性状进行了田间调查与统计分析。结果显示:再生植株中株高、穗位高、穗长、穗行数、行粒数、穗粒数、结实率等7个农艺性状的变异受外源基因插入的影响较小,变异的形成与组织培养过程直接有关。 4、对出现的不育株采用同行可育株授粉及用受体自交系保种,通过几个世代的观察,证明该不育变异可以稳定遗传。对完全不育穗行用正常散粉系测交后,找到了相应的保持系和恢复系,证明该不育变异属于细胞质核互作雄性不育。 5、对两个完全不育穗行用相应保持的自交系回交转育,并于四川和云南两地进行了两年的育性稳定性观察。结果表明:两个不育穗行及回交世代在四川受气候条件的影响,一些不育株出现了育性的部分恢复,而在云南各世代不育性表现非常稳定。预示该不育材料具有潜在的生产应用价值。 6、两个完全不育穗行与育性恢复专效性测验系恢313、自凤1测交结果一致,而用自交系48—2测交结果不一致。这说明即使是同一受体材料,由于组织培养中影响育性因素的复杂性,使得两个材料的细胞核和细胞质受到的影响也不尽相同,从而导致用同一自交系授粉产生了不同的测交结果。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一部分 文献综述
• 1 植物雄性不育研究概况
• 2 玉米细胞质雄性不育研究概况
• 3 转基因再生植株产生表型变异的因素
• 4 研究工作背景及本文立题
• 第二部分 材料与方法
• 1 材料
• 1.1 供试玉米材料
• 1.2 试剂配制
• 1.2.1 花药固定及花粉粒染色所需试剂
• 1.2.2 植物基因组 DNA提取用试剂
• 1.3 PCR扩增引物的合成
• 2 方法
• 2.1 田间试验
• 2.2 不育材料的发现经过
• 2.3 不育性状的鉴定
• 2.4 不育性状与转基因关系
• 2.4.1 再生植株 DNA提取及检测
• 2.4.2 PCR检测
• 2.5 农艺性状分析
• 2.6 不育性状的遗传分析
• 2.7 不育性状的初步分组
• 第三部分 结果与分析
• 2代植株及对照连续两年育性观察'>1 T₂代植株及对照连续两年育性观察
• 2 不育性状与转基因关系
• 2代转基因植株农艺性状的变化'>3 T₂代转基因植株农艺性状的变化
• 3.1 转基因分离株系中阳性植株与对照的比较
• 3.2 转基因分离株系中阴性植株及未转入外源基因株系与对照的比较
• 3.3 转基因分离株系中阳性植株与阴性植株间的比较
• 3.4 转基因分离株系间的比较
• 3.5 未转入外源基因株系与转基因分离株系间的比较
• 4 不育性状的遗传分析
• 5 不育性状的初步分组
• 第四部分 讨论
• 1 转基因后代广泛存在表型变异的原因
• 2 用组织培养创造玉米雄性不育的探讨
• 3 不育穗行在四川和云南两地种植的稳定性比较
• 4 利用育性恢复专效性方法进行细胞质雄性不育分组存在的问题
• 参考文献
• 致谢