农杆菌介导的DEP1基因转化水稻的研究

论文摘要

直立穗是继矮化和理想株型以后水稻株型适应超高产要求的又一重要形态进化。研究表明,直立穗型品种穗长较短而叶片直立,叶夹角小即直立穗群体结构更趋合理,有利于改善群体受光姿态,促进CO2扩散,调节群体株间温度、降低湿度等生态条件,从而提高冠层光合速率,增加物质生产量,缓和了穗数和穗粒数的矛盾,产量潜力明显提高,同时增加冠层基部光量,增强根系活力,提高抗倒性。本研究利用转基因技术将控制水稻穗型的主效基因DEP1导入优质籼稻9R406,并研究其遗传和表达,以选育出优质高产的水稻品系（种）。本研究的主要结果如下:1.建立籼稻保持系9R406的根癌农杆菌介导的高效遗传转化体系。以水稻成熟胚诱导的胚性愈伤为转化受体材料,预培养4天,农杆菌（OD≈1.0）侵染30 min,共培养3天后潮霉素筛选2次（2周为1次）,挑选抗性愈伤进行预分化、分化、生根并移栽再生苗。2.通过上述转化体系将DEP1基因导入籼稻9R406中,共获得220个转基因克隆,共转化频率为8.76%;经分化得到209个转基因植株,分化率为95%。3.Southern杂交和RT-PCR检测结果表明:外源基因以低拷贝（1-2）整合方式插入转基因植株的基因组中,并转录了完整的mRNA。4.利用PCR扩增结果对T1代转基因植株的外源基因的分离进行了遗传分析,结果表明:标记基因在T1代中分离比符合孟德尔遗传规律,且与目的基因紧密连锁。5. T1代转基因株系农艺性状分析结果表明,转基因纯合株系在结实率、每穗总粒数和每穗实粒数等性状上和对照相比有显著性改良提高,而穗长和株高明显降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 直立穗型水稻研究进展
• 1.1.1 水稻穗型的分类
• 1.1.2 直立穗型对水稻的产量影响
• 1.1.3 直立穗型对水稻品质的影响
• 1.1.4 直立穗型的遗传
• 1.1.5 直立穗型基因的克隆
• 1.2 水稻转基因育种的研究进展
• 1.2.1 水稻转基因途径
• 1.2.2 外源基因在转基因水稻中的遗传和表达
• 1.2.3 转基因技术在水稻遗传改良上的应用
• 1.3 本研究主要目的和意义
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 菌株及质粒
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 主要实验仪器
• 2.1.5 培养基（具体配置见附录Ⅱ）
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 质粒DNA 的提取、验证及转化
• 2.2.2 农杆菌介导的籼稻遗传转化体系的建立
• 2.2.3 转基因植株的分子生物学检测
• 1 代转基因植株遗传分析'>2.2.4 T₁代转基因植株遗传分析
• 1 代转基因植株的表达分析'>2.2.5 T₁代转基因植株的表达分析
• 2.2.6 转基因株系的表型分析
• 第三章 结果与分析
• 3.1 质粒pCAMBIA1300-DEP1 的鉴定
• 3.2 培养基的种类对愈伤组织诱导的影响
• 3.3 培养基中不同浓度的2,4-D 对愈伤组织出愈率的影响
• 3.4 培养基中不同浓度的激素配比对愈伤组织分化的影响
• 3.5 愈伤组织继代次数对分化率的影响
• 3.6 抑菌性抗生素浓度对转化筛选的影响
• 3.7 农杆菌介导的转化优化体系及转基因植株的获得
• 0 代转基因植株中分子生物学检测'>3.8 T₀代转基因植株中分子生物学检测
• 0 代转基因植株的PCR 检测'>3.8.1 T₀ 代转基因植株的PCR 检测
• 0 代转基因植株的Southern blot 分析'>3.8.2 T₀ 代转基因植株的Southern blot 分析
• 1 代转基因植株的遗传和表达'>3.9 T₁代转基因植株的遗传和表达
• 1 代转基因植株的分子检测'>3.9.1 T₁代转基因植株的分子检测
• 1 代转基因植株外源基因的遗传分析'>3.9.2 T₁代转基因植株外源基因的遗传分析
• 1 代转基因植株外源基因的表达分析'>3.9.3 T₁代转基因植株外源基因的表达分析
• 3.9.4 转基因水稻株系的表型改良及产量性状
• 第四章 讨论
• 4.1 培养基对愈伤组织诱导的影响
• 4.2 外源激素对愈伤组织分化的影响
• 4.3 愈伤组织的继代次数对分化率的影响
• 4.4 外源基因在水稻基因组中的遗传与表达
• 4.5 后续工作
• 参考文献
• 附录 I DEP1 基因表达载体结构图
• 附录Ⅱ 本研究所用基本培养基配方
• 附录Ⅲ 农杆菌介导水稻胚性愈伤组织转化获得再生植株
• 致谢