水稻空育131（cry1C*）分子检测及抗虫性评价

论文摘要

水稻是世界主要粮食作物之一,全世界有近一半人口(主要分布在亚州国家),以稻米为主食。中国稻作面积约占世界稻作面积的四分之一,占全国粮食播种面积的三分之一,水稻高产、稳产对中国以及世界粮食安全具有举足轻重的影响。影响水稻产量的因素很多,螟虫危害是导致水稻减产主要因素之一,目前控制水稻虫害的主要方法是化学药剂杀虫法,但是使用化学药剂防治虫害往往存在农药残留、环境污染、生产成本增加等问题。利用生物防治水稻虫害的方法能够较大程度地缓解化学药剂防治虫害所存在的负面效应。通过转基因育种的手段,将来自于其他物种(比如苏云金芽孢杆菌)的抗虫基因,导入黑龙江省水稻基因组中,培育寒区转基因抗虫水稻品种,在当前黑龙江省水稻螟虫危害日益蔓延的情况下,对寒区水稻生产具有重大的意义。黑龙江省普通高等学校分子生物学重点实验室,利用农杆菌介导,将二代Bt抗虫基因cry1C*导入到了黑龙江省主栽水稻品种水稻空育131核基因组,获得一系列转基因水稻空育131 (cry1C*)株系。本研究对空育131 (cry1C*)株系进行分子检测及抗虫性评价,主要结果如下：1.对水稻空育131 (cry1C*) T0,T1,T4代,进行目的基因cry1C*的PCR检测。结果表明,转基因水稻各个世代均有PCR反应呈阳性的植株,说明cry1C基因已经整合进入了水稻空育131基因组中,并在转基因水稻世代间稳定遗传。2.为了鉴定选择标记bar基因的表达,对转基因水稻T1代进行了室内抗PPT筛选,对T4代进行了田间抗除草剂basta试验。从水稻空育131 (cry1C*) T1代中获得了抗PPT植株,从T4代中鉴定到了抗basta的转基因水稻株系,说明外源bar基因整合进入了水稻空育131基因组中,并在转基因水稻世代间稳定遗传及表达。这完全可以间接地证明与bar基因紧密连锁的cry1C*基因在水稻空育131(cry1C*)世代间稳定表达。3.对水稻空育131 (cry1C*) T4代抗basta株系进行室内接虫鉴定,在接虫5天后转基因株系对二化螟虫致死率达到了100%,表明转基因水稻空育131(cry1C*)对二化螟具有高度抗性。4.对水稻空育131(cry1C*)T4代抗虫株系进行Southern杂交的结果显示,外源目的基因cry1C*主要以单拷贝形式整合到了水稻基因组。这些单拷贝转基因抗虫株系,是培育寒区抗螟虫转基因水稻品种的物质基础。5.田间抗性评价结果显示转基因水稻空育131(cry1C*)株系完全没有发生螟虫危害。另外,根据目测,转基因株系与受体品种空育131在分蘖数,实粒数,千粒重等农艺性状方面没有明显差异。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 苏云金芽孢杆菌（Bt）基因
• 1.1.1 Bt基因及杀虫机理
• 1.1.2 Bt基因分类及杀虫晶体蛋白结构
• 1.1.3 Bt基因的改造
• 1.2 转Bt基因植物
• 1.2.1 转Bt基因棉花
• 1.2.2 转Bt基因玉米
• 1.2.3 转Bt基因水稻
• 1.3 转Bt基因植物检测与筛选
• 1.3.1 转基因植物检测
• 1.3.2 转基因植物筛选
• 1.4 目的及意义
• 第2章 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 外源基因
• 2.1.3 昆虫材料
• 2.1.4 试剂盒
• 2.1.5 主要试剂
• 2.1.6 溶液配制
• 2.1.7 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 水稻空育131（crylC*）PCR检测
• 2.2.2 水稻空育131（crylC*）筛选标记bar基因的表达
• 2.2.3 水稻空育131（crylC*）室内接虫鉴定
• 2.2.4 水稻空育131（crylC*）Southern杂交试验
• 2.2.5 水稻空育131（crylC*）田间抗性评价
• 第3章 结果与分析
• 3.1 转基因水稻目的基因的PCR检测
• 3.2 转基因水稻筛选标记基因的表达
• 1代室内抗PPT筛选'>3.2.1 T₁代室内抗PPT筛选
• 4代田间抗basta试验'>3.2.2 T₄代田间抗basta试验
• 3.4 抗basta转基因水稻株系抗虫性评价
• 3.4.1 室内接虫鉴定
• 3.4.2 田间抗虫性鉴定
• 4代株系Southern杂交'>3.5 抗虫转基因水稻T₄代株系Southern杂交
• 第4章 讨论
• 4.1 培育转基因水稻空育131（crylC*）意义
• 4.2 crylC*基因在水稻基因组中整合的检测
• 4.3 转基因抗虫品系水稻空育131（crylC*）的培育
• 4.4 转基因水稻田间选育
• 4.5 转Bt基因水稻生物安全性
• 4.6 今后进一步研究工作
• 第5章 结论
• 参考文献
• 附录1
• 致谢