大豆球蛋白基因转化水稻的研究

论文摘要

大豆种子蛋白质中赖氨酸的含量较高,含硫氨基酸的含量偏低,与水稻蛋白质中的氨基酸成分在营养上具有互补性,因此把大豆种子蛋白基因导入水稻中将可以大幅度提高水稻种子的蛋白质含量并改善水稻中氨基酸的组成,对于改良水稻营养品质和提高蛋白利用率都具有重要意义。本研究首次利用农杆菌介导法将大豆球蛋白基因导入生产栽培品种粳稻9804和籼稻ZX03,并且成功地获得了表达。主要实验结果如下: 1.对12个水稻生产品种进行了成熟胚及花药的愈伤组织诱导、继代及分化效率的比较,筛选出粳稻品种9804和籼稻品种ZX03两种培养力比较高的基因型,确定以成熟胚作为诱导愈伤组织的外植体。 2.分析了影响转化效率的因素,建立了适合本试验所用品种的一套高效率的组培转化体系。 3.将本实验室构建的植物双元表达载体PGY-1300（含大豆球蛋白基因和潮霉素基因）导入农杆菌LBA4404中,并用于转化水稻愈伤组织,共得到抗性植株9804品种86株,ZX03品种18株。将得到的抗性植株进行目的基因和潮霉素基因的PCR鉴定,证实目的基因已整合到水稻基因组中,共筛选到31株含目的基因的9804品种和2株ZX03品种,阳性植株率分别为10.1%和3.52% 4.对T1代转基因植株进行目的基因——大豆球蛋白基因和潮霉素基因的PCR鉴定,证实目的基因已整合到水稻基因组中。同时目的基因在T1代植株中发生分离,分离比例较复杂。 5.对T1代植株进行种子蛋白含量测定,大部分种子蛋白含量明显增高,平均提高幅度为20.18%。表明目的基因（大豆球蛋白基因）已经在蛋白质水平上得到稳定表达。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 水稻品质研究现状
• 1.1.1 增加稻米中赖氨酸和蛋白质的含量
• 1.1.2 增加稻米中维生素的含量
• 1.1.3 增加稻米中微量矿质营养元素铁的含量
• 1.2 大豆种子贮藏蛋白研究进展
• 1.2.1 大豆种子贮藏蛋白的理化特性
• 1.2.2 大豆种子贮藏蛋白的特点和基因结构
• 1.3 水稻遗传转化
• 1.3.1 植物转基因研究发展现状
• 1.3.2 水稻遗传转化现状
• 1.3.3 转基因安全性问题
• 1.4 小结
• 1.5 本研究技术路线
• 第2章 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 水稻材料:
• 2.1.2 农杆菌菌株:
• 2.1.3 质粒:
• 2.1.4 主要生化试剂:
• 2.1.5 常用溶液
• 2.2 培养基
• 2.2.1 细菌培养基
• 2.2.2 组织培养相关培养基
• 2.3 质粒DNA的制备
• 2.3.1 大肠杆菌受体细胞的培养
• 2.3.2 大肠杆菌感受态细胞的制备
• 2.3.3 质粒DNA的小量提取
• 2.3.4 质粒的转化
• 2.3.5 重组质粒的筛选与鉴定
• 2.4 农杆菌介导法转化水稻
• 2.4.1 根癌农杆菌感受态细胞的制备
• 2.4.2 质粒转化农杆菌
• 2.4.3 农杆菌转化水稻愈伤组织
• 2.5 水稻转化频率的计算
• 2.5.1 抗性愈伤率
• 2.5.2 稳定转化率
• 2.6 转基因植株的分子鉴定
• 2.6.1 转基因植株的PCR鉴定
• 2.7 转基因植株的功能鉴定
• 2.7.1 转基因植株的农艺性状分析
• 2.7.2 转基因植株的种子蛋白含量分析
• 第3章 结果与分析
• 3.1 基因转化受体系统的建立
• 3.1.1 优良水稻受体基因型的筛选
• 3.1.2 不同类型外植体愈伤组织诱导率的统计及分析
• 3.1.3 培养基的选择
• 3.1.4 琼脂种类及浓度对诱导愈伤的影响
• 3.2 农杆菌介导水稻遗传转化体系的建立
• 3.2.1 共培养条件对农杆菌侵染及愈伤生长的影响
• 3.2.2 潮霉素筛选压力的确定
• 3.3 水稻的转化
• 3.3.1 愈伤组织的诱导和培养
• 3.3.2 抗性植株的获得
• 3.3.3 转化效率分析
• 3.3.4 愈伤组织继代培养时间对分化的影响
• 3.3.5 筛选时间对转化效率的影响
• 3.4 转基因植株的分子鉴定
• 3.4.1 转基因植株的PCR鉴定
• 3.5 转基因植株的功能鉴定
• 第4章 讨论与结论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 基因转化受体系统的建立
• 4.1.2 转基因后代农艺性状分析
• 4.1.3 稻米品质改良问题
• 4.2 结论与创新点
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历