农杆菌介导小麦成熟胚遗传转化体系的建立及转抗虫基因小麦分析

论文摘要

小麦是重要的粮食作物,利用植物基因工程技术进行小麦遗传改良,增强小麦抗病虫和耐逆境能力,提高产量,改善品质,是小麦遗传育种的一个新的方向。本研究以27份优良普通小麦（Triticum aestivum L.）主栽品种或高代育种品系,以及4份二倍体和四倍体小麦为试材,进行成熟胚愈伤组织诱导及分化再生的培养,比较其诱导及分化再生能力,研究影响愈伤组织形成及分化再生的因素（基因型、诱愈方式、2,4-D、ABA及KT浓度等）,筛选小麦成熟胚愈伤组织诱导及分化再生能力强的基因型,建立小麦成熟胚植株再生体系。对筛选出来的适合小麦成熟胚组织培养的基因型,利用建立的成熟胚植株再生体系,采用农杆菌（GV3101/pBI121::gus）介导对小麦成熟胚及其愈伤组织进行遗传转化,并对影响遗传转化效率的因素（转化受体的基因型、负压处理、侵染菌液的浓度、外植体预培养时间、侵染时间等）进行研究,确定选择剂的选择压力。同时,对以本实验室选育的小麦优良品系山农995604的胚性愈伤组织为材料,采用农杆菌介导将抗虫基因豇豆胰蛋白酶抑制剂基因CpTI转入小麦培养细胞,经筛选获得的抗卡那霉素再生植株,进行PCR和实时PCR以及PCR-Southern和Southern blot检测,并进行转化植株后代的CpTI基因遗传分析和抗虫鉴定。获得以下主要结果:1.小麦的基因型、成熟胚愈伤组织诱导方式、诱愈时的温度、光照、诱愈培养基2,4-D和ABA浓度及分化培养基KT浓度等,是影响小麦成熟胚愈伤组织形成和分化再生的重要因素。应用剥胚法（embryo-isolated method, EI）和整粒法（endosperm-supported method, ES）诱导成熟胚愈伤组织,并分别进行分化再生培养,在31份小麦品种（系）中筛选出了愈伤组织诱导率高、质量好、分化再生能力强、成苗率高的12个基因型,确定了每一基因型的最佳诱愈和分化再生途径,30～35 d即可获得大量再生植株。适合于剥胚诱愈的有TS021（分化培养基为MSF5）、HB188（MSF5）、SN2618（MSF5）、HB215（MSF5）、Yumai 54（MSF5）、T9817（MSF5）、T. dicoccum（MSF5）和SN03J102（MSF9）;适合于整粒法的有4072（MSF1）、TS021（MSF3）、Yannong 19（MSF3）、HB341（MSF3）、Jinghua 1（MSF5）。在此基础上建立了较为优化和快捷的小麦成熟胚愈伤组织诱导及分化再生体系,为小麦遗传转化的成功奠定了基础。2.接种菌液浓度及侵染时间、外植体预培养时间、负压处理、转化受体的基因型等因素,对小麦成熟胚遗传转化有较大影响。不同基因型的转化受体,对相同农杆菌菌

论文目录

• 本论文主要缩写词及中英文对照
• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 利用植物基因工程技术进行植物遗传改良
• 1.1.1 转基因植物的种类及种植
• 1.1.2 我国转基因植物概况
• 1.1.3 利用转基因技术获得的植物性状改良
• 1.1.4 植物基因工程的潜在风险性
• 1.1.5 植物基因工程与常规育种的关系
• 1.2 植物抗虫基因工程
• 1.2.1 植物虫害的严重性
• 1.2.2 植物抗虫基因工程研究进展
• 1.2.3 利用转基因技术创造小麦抗虫新种质
• 1.2.4 植物蛋白酶抑制剂基因
• 1.2.5 植物抗虫基因工程存在的主要问题及解决措施
• 1.3 小麦遗传转化研究进展
• 1.3.1 小麦遗传转化研究概况
• 1.3.2 小麦的原生质体遗传转化
• 1.3.3 小麦的基因枪遗传转化
• 1.3.4 农杆菌介导的小麦遗传转化
• 1.3.5 花粉管通道介导的小麦遗传转化
• 1.3.6 离子束介导的小麦遗传转化
• 1.3.7 其它转化技术
• 1.3.8 小麦遗传转化的构想与展望
• 1.4 本研究的目的和意义
• 1.4.1 农杆菌介导的小麦成熟胚遗传转化体系的建立
• 1.4.2 转胰蛋白酶抑制剂基因小麦的分析
• 第二章 农杆菌介导的小麦成熟胚遗传转化体系的建立
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 小麦成熟胚植株再生体系的建立
• 2.2.2 小麦成熟胚遗传转化体系的建立
• 2.2.3 转化体的gus 基因检测（组织化学染色法）
• 2.2.4 转基因植株的分子生物学鉴定
• 第三章 农杆菌介导抗储粮害虫转基因小麦的分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 转基因小麦的再生
• 3.2.2 转基因小麦CpTI基因分子检测
• 3.2.3 转基因小麦CpTI 基因的遗传
• 1代植株农艺性状调查分析'>3.2.4 转基因小麦T₁代植株农艺性状调查分析
• 3.2.5 转基因小麦抗虫分析
• 第四章 讨论与结论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 影响小麦成熟胚组织培养效率的主要因素分析
• 4.1.2 转化体的选择培养
• 4.1.3 农杆菌介导转化中的负压辅助处理
• 4.1.4 外源基因在转基因小麦中的遗传
• 4.1.5 农杆菌介导遗传转化的优越性
• 4.1.6 利用遗传转化技术创造小麦抗虫新种质
• 4.1.7 本研究的创新点
• 4.1.8 进一步研究设想
• 4.2 结论
• 4.2.1 小麦成熟胚植株再生
• 4.2.2 农杆菌介导的小麦成熟胚遗传转化
• 4.2.3 转CpTI 基因小麦的检测及遗传和抗虫性分析
• 参考文献
• 图版
• 致谢
• 攻读博士学位期间形成的主要学术论文
• 后记