Na～+/H～+逆向转运蛋白基因导入玉米的研究

论文摘要

玉米是对盐分中度敏感的作物,土壤盐渍化是降低其产量的主要环境因素之一。因此,培育耐盐玉米品种具有重要的意义。采用传统的育种方法选育耐盐品种极为缓慢。随着分子生物学技术的发展,人们可以用基因工程技术提高植物的耐盐性。提高植物耐盐性最有效的方法是充分利用耐盐基因,培育新的高耐盐品种。本实验中用于转化的耐盐基因为来源于獐茅液泡膜的Na+/H+逆向转运蛋白基因,催化Na+和H+的逆向跨膜运输。有研究表明,转单一的Na+/H+逆向转运蛋白基因能够明显提高作物的耐盐性,因此它被认为是最有价值的耐盐基因之一。本文采用玉米常用自交系为受体材料,构建了由调控序列、Na+/H+逆向转运蛋白基因和两侧不同的边界序列构成的最小线性转化元件,去除选择标记基因和载体骨架序列,采用花粉管通道法、子房滴注法对选定的玉米品种按不同的转化时间进行转化。对1431株T1代转化玉米的PCR检测结果表明,花粉管通道法的阳性率为O.29%。子房滴注法可能由于操作等原因影响,阳性率为0.PCR检测阳性植株的Southern blotting结果证明,外源Na+/H+逆向转运蛋白基因以单拷贝形式整合到玉米基因组中。对转化方法的分析表明,玉米授粉后20个小时可能易于转化。上述结果表明,通过花粉管通道法进行无载体无选择标记基因的最小线性化基因转化玉米是可行的,这一技术解决了选择标记基因和载体骨架序列带来的安全隐患。本研究获得的转Na+/H+逆向转运蛋白基因玉米材料,为选育既耐盐又具有生物安全性的优良玉米品种奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1文献综述
• 1.1 作物耐盐研究概况
• 1.1.1 我国土地盐碱化现状及治理
• 1.1.2 盐害的影响
• 1.1.3 耐盐机理
• 1.1.4 提高作物耐盐的策略
• +/H⁺逆向转运蛋白的研究进展'>1.2 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白的研究进展
• +/H⁺逆向转运蛋白的发现'>1.2.1 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白的发现
• +/H⁺逆向转运蛋白的生理功能及分子特征'>1.2.2 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白的生理功能及分子特征
• +/H⁺逆向转运蛋白与植物耐盐性的关系'>1.2.3 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白与植物耐盐性的关系
• +/H⁺逆向转运蛋白基因表达调控'>1.2.4 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因表达调控
• +/H⁺逆向转运蛋白基因的遗传转化研究'>1.2.5 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因的遗传转化研究
• +/H⁺逆向转运蛋白的应用前景'>1.2.6 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白的应用前景
• 1.3 转基因植物的安全性
• 1.3.1 转基因植物的潜在风险
• 1.3.2 具有生物安全性的转基因策略
• 1.4 玉米的遗传转化
• 1.4.1 玉米的遗传转化方法
• 1.4.2 转基因玉米的研究进展
• 1.5 研究目的和意义
• +/H⁺逆向转运蛋白基因转化玉米'>2 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因转化玉米
• 2.1 实验材料与药品仪器
• 2.1.1 玉米自交系
• 2.1.2 植物表达载体
• 2.1.3 实验试剂
• 2.1.4 实验仪器
• 2.2 实验方法
• +/H⁺逆向转运蛋白基因最小线性转化元件的获得'>2.2.1 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因最小线性转化元件的获得
• 2.2.1.1 提取质粒CT5651-NHX
• 2.2.1.2 线性转化元件的获得
• 2.2.1.3 线性转化元件的琼脂糖凝胶电泳
• 2.2.2 外源DNA导入玉米的方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 最小线性转化元件的获得
• 2.3.2 转化材料
• 2.4 讨论
• 2.4.1 关于最小线性转化元件
• 2.4.2 关于转化时间和转化方法的探索
• 3转化玉米材料的检测
• 3.1 实验材料及试剂仪器
• 3.1.1 实验材料及试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 转化玉米植株T1代检测的实验方法
• 3.2.1 CTAB法提取玉米叶片总DNA
• 3.2.2 PCR检测目的基因
• 3.2.3 转化玉米植株的Southern-blotting检测
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 CTAR法提取的转化玉米T1代植株叶片基因组DNA
• 3.4.2 转化玉米T1代植株PCR检测结果
• 3.4.2.1 PCR扩增电泳结果
• 1代转化玉米材料 PCR 检测结果'>3.4.2.2 T₁代转化玉米材料 PCR 检测结果
• 3.4.3 转化玉米T1代植株Southern Blotting检测结果
• 4. 讨论
• 4.1 玉米的转化方法
• 4.2 转化植株的分子鉴定
• 5结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 有待于进一步开展的工作
• 5.3 展望
• 参考文献
• 致谢