论文摘要
水稻（Oryza sativa）属单子叶禾本科植物,其作为全世界近半数人口食用的主要粮食作物,对人类的生存有着极其重要的作用。然而虫害是妨碍水稻生产发展的主要因素之一,严重时会对水稻的品质造成很大的影响,同时还会使水稻产量降低。目前通过植物基因工程技术培育抗虫水稻,是水稻免遭虫害的一种最经济有效的方法。在植物抗虫基因工程的研究中,苏云芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）中的杀虫晶体蛋白基因是研究和应用中最受青睐的抗虫基因。Bt基因表达的蛋白产物可特异性毒杀鳞翅目、鞘翅目、双翅目、等多种有害生物,而且与化学防治相比对人类和环境无害。所以,利用转基因技术来解决虫害尤其是螟虫危害有着极其深远的意义。本研究对转入抗螟虫基因cry2A*基因的转基因水稻HD2进行Basta抗性筛选、PCR检测、抗虫性鉴定、Southern blot检测、RT-PCR检测、Bt蛋白定量检测及农艺性状考查等鉴定,选择出了目的基因PCR阳性、外源基因低拷贝整合、Bt基因转录及翻译水平较高、抗螟虫性强；并且农艺性状与对照水稻材料无显着差异的转基因抗螟虫水稻品系。研究主要结果如下：1.根据农杆菌EHA105（pBar-cry2A*）转化水稻品种空育131。从转化水稻101个不同独立抗性愈伤组织的单株开始,以抗Basta的cry2A*基因及bar基因PCR检测阳性生长发育正常为原则,经过T0、T1和T2代选择,培育成功了20个转育水稻品系空131（bar-cry2A*）,即HD2品系。2.对转基因水稻品系HD2抗虫基因RNA表达进行研究,结果为不同品系mRNA量不同,叶片最高的是HD2-14,最低的是HD2-2；茎鞘最高的是HD2-14,最低的是HD2-2；幼穗最高的是HD2-14,最低的是HD2-2。叶片、茎鞘、幼穗外源基因mRNA表达量存在着同步趋势,即同时高或同时低。3.对转基因水稻品系HD2抗虫基因蛋白质进行研究,结果为不同品系蛋白质表达量不同,叶片最高的是HD2-14,最低的是HD2-2；茎鞘最高的是HD2-14；最低的是HD2-2；幼穗最高的是HD2-14；最低的是HD2-2。叶片、茎鞘、幼穗外源基因蛋白质表达量存在着同步趋势,即同时高或同时低。4.对转基因水稻品系HD2外源基因拷贝数进行研究,结果为不同品系外源基因拷贝数不同。从cry2A*基因看,HD2-6、HD2-12、HD2-14和HD2-19等4个品系为单拷贝整合,HD2-4和HD2-5为2拷贝整合,HD2-16和HD2-18为3拷贝整合。除HD2-16品系外,其他品系bar基因拷贝数与cry2A基因拷贝数相同。HD2-16品系bar基因拷贝数为4,比cry2A*基因的拷贝数多1个。单拷贝品系中HD2-14目的基因的表达和Bt蛋白含量是最高的,但是HD2-16、HD2-18这两个品系,虽然目的基因是三拷贝整合,但是目的基因的表达和Bt蛋白含量都处在中上等水平,拷贝数与杀虫晶体蛋白表达水平无明显相关性,也无剂量效应。5.对转基因水稻品系HD2抗虫性进行研究,结果按照抗性由高到低排列顺序为]HD2-14、HD2-5、HD2-10、HD2-18、HD2-19、HD2-6、HD2-4、HD2-16、 HD2-12和HD2-2。综合mRNA表达结果和目的基因蛋白含量结果分析,目的基因转录水平高,蛋白表达量越多,抗性也就最强。6.对转基因水稻品系HD2农艺进行研究,HD2-14、HD2-5、HD2-4、HD2-18、4个品系,与对照材料相比农艺性状差异不大,但是只有HD2-14为单拷贝；HD2--5、HD2-4都为2拷贝,其中HD2-5目的基因表达量与蛋白含量都处于中上等水平；而HD2-18目的基因拷贝数虽然是三拷贝,但是目的基因表达量与蛋白含量都处于中上等水平,可见多拷贝品系再选育时也可列位备选材料。本实验研究选则HD2-14、HD2--5、HD2-18三个品系作为具有应用前景的新品种。
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标签：转基因抗螟虫水稻品系论文; 苏云金芽孢杆菌论文; 抗虫论文;