基因工程改良大白菜的抗虫抗病性研究

论文摘要

大白菜（Brassica campestris ssp.pekinensis）是我国重要的蔬菜,由于其营养丰富,产量高、价格低廉以及耐贮藏,深受广大消费着的喜爱。而山西省农业科学院蔬菜研究在大白菜育种方面一直处于国内的前列,每年大白菜种子销售额基本稳定在300万元人民币以上。但是近年来,随着环境恶化的加剧,温室效应的影响,大白菜的病虫害也日益严重,致使生产中试用过量的农药,即污染了环境,又影响了人们的身心健康,由于在已有的种质资源中很难找到可利用的抗虫、抗病材料,是得大白菜的常规抗病虫育种受到了限制。培育具有良好的抗病抗虫的大白菜新品种迫在眉睫,鉴于此,我们利用该所丰富的大白菜种质资源,利用生物技术—转基因技术同传统育种结合起来进行大白菜的品种改良越来越重要。利用基因工程技术培育抗虫抗病新品种是将来农业发展的一个重要方向,与传统病虫害防治技术相比,基因工程不仅具有选择性强、使用安全、投资少和见效快的优点,而且对于植物的保护具有连续性、和全面性。 高效而稳定的遗传转化体系的建立是获得转基因大白菜的前提。本研究以现在全国大面积推广的大白菜品种的8个亲本材料,筛选出5个易于再生的亲本材料,建立了两套大白菜遗传转化体系—无菌苗子叶再生体系和原生质体再生体系,并优化了不同激素种类和组合,及不同的添加物、不同基因型、不同苗龄、不同外植体类型、预培养与否、菌液浓度、浸染时间、共培养与否、羧苄青霉素浓度、卡那霉素浓度和酚类化合物等各种条件。初步建立了一套大白菜子叶、原生质体高效稳定的遗传转化体系,根据其再生频率高低,其再生频率的次序由大到小依次为青麻叶C、青麻叶D、河头早A、河头早B和石特11-3。本研究还对酚类化合物对大白菜转化频率的影响进行了较为深入的研究,证实培养基中添加200μM的乙酰丁香酮转化率最高,可达16.9%;其次为阿魏酸,可达16%,可作为乙酰丁香酮的替代品;

论文目录

• 摘要
• 第一章 文献综述
• 1 我国大白菜育种的现状及急需解决的问题
• 2 农作物基因工程的研究现状与进展
• 3 芸薹属植物基因工程研究进展
• 4 转基因作物外源基因的遗传学行为
• 5 转基因植物的安全性评价
• 第二章 大白菜子叶高效再生系统的建立
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.3 基本培养基、激素配比及其他添加物
• 2 根癌农杆菌及其质粒
• 3 农杆菌的活化与转化
• 4 影响根癌农杆菌转化效率的因素
• 4.1 苗龄的影响
• 4.2 预培养及共培养的影响
• 4.3 菌液浓度、侵染时间以及不同共培养时间的影响
• 4.4 卡那霉素和头孢霉素的影响
• 5 结果与分析
• 5.1 激素浓度及组合对不定芽分化率的影响
• 3对子叶不定芽的影响'>5.2 AgNO₃对子叶不定芽的影响
• 5.3 不同品种对分化率的影响
• 5.4 苗龄、子叶放置方式、子叶部位对分化率的影响
• 5.5 再生芽的生根与移栽
• 6 豇豆胰蛋白酶抑制剂基因及抗菌肽基因在大白菜中的转化
• 6.1 基因型对转化率的影响
• 6.2 苗龄对外植体转化能力的影响
• 6.3 外植体预培养、农杆菌浓度及侵染时间的影响
• 6.4 酚类化合物对大白菜转化频率的影响
• 6.5 农杆菌与外植体的共培养
• 6.6 卡那霉素和头孢霉素浓度对转化频率的影响
• 第三章 大白菜原生质体培养再生体系的建立
• 1 材料和方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 原生质体的游离和纯化
• 1.3 跟癌农杆菌与质粒及其农杆菌的活化与转化
• 1.4 原生质体培养
• 1.5 愈伤组织发育与植株再生
• 2 根癌农杆菌与原生质体共培养
• 2.1 根癌农杆菌及其质粒
• 2.2 共培养
• 2.3 共培养后处理
• 2.4 植株再生
• 3 结果与讨论
• 3.1 原生质体分离与培养
• 3.2 品种间的差异
• 3.3 取材部位的影响
• 3.4 低温预处理的影响
• 3.5 渗透剂的影响
• 3.6 黄化苗与绿苗的差异
• 3.7 愈伤组织增殖与分化
• 4 原生质体与根癌农杆菌的共培养
• 5 质粒类型与转化效率
• 6 转化克隆的筛选与分化
• 第四章 酚类化合物对大白菜遗传转化再生频率的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 重要试剂
• 1.3 再生体系的建立
• 1.4 农杆菌菌种及其质粒
• 1.5 转化方法
• 1.6 PCR检测
• 2 结果与讨论
• 2.1 PCR检测
• 2.2 酚类化合物对大白菜无菌苗子叶转化频率的影响
• 2.3 酚类化合物促进农杆菌遗传转化的机制探讨
• 第五章 大白菜子叶抗病虫基因的检测
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 供体质粒
• 1.3 重要仪器设备
• 1.4 重要试剂与溶液
• 1.5 培养基和一些重要试剂的配制
• 1.6 实验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 植物表达载体
• 2.2 农杆菌介导的大白菜抗性植株及其后代的获得
• 2.3 转质粒pMOG411和pBin Ω SCK的转化率分析
• 2.4 根癌农杆菌介导转化再生植株的分子鉴定
• 2.5 转基因植株的农艺性状观察
• 3 讨论
• 3.1 转基因大白菜植株的获得及分子验证
• 3.2 外源基因在转基因植株中的表达及沉默
• 第六章 大白菜原生质体抗病虫基因的遗传转化
• 1 材料与方法
• 1.1 植物材料
• 1.2 测试用虫和用菌
• 1.3 测虫和测菌方法
• 1.4 大白菜转基因植株中外源基因的遗传和表达分析
• 2 结果与分析
• 2.1 转基因大白菜植株的抗虫性鉴定
• 2.2 外源基因在转基因大白菜中的遗传和表达分析
• 3 讨论
• 3.1 转基因大白菜植株的获得及分子验证
• 3.2 外源基因在转基因植株中的表达及沉默
• 3.3 外源基因的遗传和表达及其鉴定
• 3.4 转抗病虫基因蔬菜的安全性评价
• 4 小结
• 参考文献
• 附录
• 个人简历及近几年所从事的工作
• 致谢