芦荟遗传转化受体体系的建立及转基因研究

芦荟遗传转化受体体系的建立及转基因研究

论文摘要

芦荟属多年生百合科草本植物,原产于非洲的干旱地区,叶片厚实多肉,富含多种活性物质。现代研究证明芦荟具有泻下通便、清肝泄热、消疮杀虫、消炎、抗紫外线辐射、抗病毒、能提高人体免疫机能及滋养毛发等功效,已经被广泛应用于医药、食品、美容化妆产品的生产和研制。随着芦荟产业的发展,芦荟的需求量逐渐扩大,而传统的芦荟繁殖一般采用扦插和分株繁殖,这些方法受繁殖基数的限制,初期繁殖速度较慢,而且容易使病毒积累,影响植株生长,甚至退化。芦荟无性快速繁殖技术是获得大量芦荟种苗的一种重要方法,早在1974年Groenewad E用普勒多利亚种子培养出芦荟愈伤组织植株成功以来,国内外有关芦荟快繁的研究不断深入,已经建立起了相对成型的无性快繁体系。近年来,基于芦荟的药用、美容等功效,人们开始把目光投入到芦荟的遗传转化中,并取得了初步的进展。本文采用芦荟的茎段作为外植体,利用碱性成纤维细胞生长因子基因(bFGF)进行转化芦荟,获得具有祛疤作用的芦荟新品种,为今后开发以此转基因芦荟制成祛疤化妆品奠定了良好的基础,使芦荟这一热带药用植物资源能够更好地服务于人类。主要结果如下:1.建立了芦荟遗传转化受体体系,摸索出不同芦荟品种不定芽的诱导、继代以及生根的有效方法,为芦荟的遗传转化打下了坚实的基础。外植体最佳灭菌条件为用70%的酒精消毒30s,再用0.1%的升汞灭菌8min;不同的芦荟品种均可诱导出不定芽,诱导率的高低主要取决于基因型、培养基种类、激素浓度等。对于不定芽的诱导而言,MS培养基诱导效果优于1/2MS培养基,B5和N6培养基诱导效果较差。就激素而言,在不定芽的诱导和分化阶段,激素配比为6-BA2mg/L+NAA0.15mg/L时的诱导率较高。在芦荟的继代培养阶段,MS+6-BA4.0mg/L+NAA0.1mg/L为最佳的继代培养基,MS+NAA2.0mg/L+活性炭0.3%为最佳的生根培养基。2.农杆菌介导的芦荟遗传转化技术:利用农杆菌介导法将bFGF基因导入木立芦荟中,研究农杆菌转化系统的条件,对不同类型的菌株、不同的菌液浓度、不同的侵染时间等条件进行探讨。通过对农杆菌介导芦荟遗传转化影响因素系统的研究,建立了优化的芦荟转化体系。用继代培养获得的粗壮的芦荟单株茎段作为转化外植体,在MS培养基上预培养3~5d,以OD600为0.6~0.8的EHA105农杆菌工程菌液侵染25min,在MS+蔗糖10g/L+100μmo/L乙酰丁香酮的共体培养基上培养3d,在MS+6-BA3mg/L+Cef400mg/L+Kan50mg/L的筛选培养基上培养60d,然后转至MS+6-BA2mg/L+NAA0.15mg/L的分化培养基进行培养,生根后移栽。根据出苗的抗性茎段进行统计,转化率可达4.8%。利用PCR对转基因植株进行初步检测,然后利用Southern杂交进一步验证外源基因bFGF已经整合到芦荟的基因组中。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  • 1.1 芦荟的种类及化学成分
  • 1.1.1 芦荟的种类
  • 1.1.2 芦荟的化学成份
  • 1.2 芦荟组织培养研究进展
  • 1.2.1 器官培养
  • 1.2.2 愈伤的培养
  • 1.2.3 腋芽的组织培养
  • 1.2.4 芦荟再生苗的生根
  • 1.2.5 芦荟组织培养中常遇到的褐化问题
  • 1.3 芦荟的美容功效
  • 1.3.1 芦荟的改善伤痕作用
  • 1.3.2 芦荟的防晒效果及晒后修复效果
  • 1.3.3 芦荟的保湿功效
  • 1.3.4 神奇的护发效果
  • 1.4 成纤维细胞生长因子(FGF)
  • 1.5 芦荟遗传转化研究进展
  • 1.5.1 遗传转化技术
  • 1.5.2 芦荟转基因进展
  • 1.6 转基因中存在的的问题
  • 1.6.1 提高转化率
  • 1.6.2 提高对外源基因表达的调控能力
  • 1.7 本项研究的目的和意义
  • 第二章 芦荟遗传转化受体体系的建立
  • 2.1 试验材料与方法
  • 2.1.1 试验材料
  • 2.1.2 试验方法
  • 2.2 结果与分析
  • 2.2.1 不同灭菌时间的灭菌效果
  • 2.2.2 不定芽的诱导
  • 2.2.3 继代培养
  • 2.2.4 生根培养
  • 2.2.5 炼苗与移栽
  • 2.3 讨论
  • 2.3.1 不定芽的诱导和分化
  • 2.3.2 继代培养
  • 2.3.3 生根培养
  • 第三章 芦荟转基因研究
  • 3.1 材料和方法
  • 3.1.1 试验材料
  • 3.1.2 质粒和菌株
  • 3.1.3 培养基
  • 3.1.4 芦荟对卡那霉素的敏感性试验
  • 3.1.5 bFGF表达载体转化农杆菌
  • 3.1.6 农杆菌介导法转化芦荟茎段
  • 3.1.7 转基因植株的检测
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 卡那霉素筛选浓度的确定
  • 3.2.2 不同菌株对转化效果的影响
  • 3.2.3 不同农杆菌浓度对芦荟遗传转化的影响
  • 3.2.4 不同侵染时间对芦荟转化效果的影响
  • 3.2.5 抗性芦荟茎段的分化、出苗
  • 3.2.6 转基因植株的PCR检测
  • 3.2.7 转基因植株的Southern杂交
  • 3.3 讨论
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 图版说明
  • 附录 常用缓冲溶液及培养基的配制
  • 致谢
  • 作者简介
  • 相关论文文献

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