玉米B73 BIBAC克隆在农杆菌中的稳定性检测及其水稻转化

玉米B73 BIBAC克隆在农杆菌中的稳定性检测及其水稻转化

论文摘要

双元细菌人工染色体(BIBAC)是结合BAC和Agrobacterium Ti质粒的特点构建的载体,它能将大片段DNA直接转入植物,是基因图位克隆和功能分析的重要工具。BIBAC克隆在农杆菌EHA105中的稳定性是其遗传转化水稻(农杆菌介导的水稻转化)是否有意义的关键,BIBAC克隆完整转化水稻为大片段DNA种间和种内转化的可行性提供直接证据。本实验从玉米B73BIBAC文库中选取大小不同的克隆:插入片段小于50Kb的有4个克隆,80Kb左右的4个,100Kb左右的4个,120Kb左右的2个,160Kb左右的1个,检测其在农杆菌EHA105中的稳定性,同时把部分插入片段大小相近的克隆以pool的形式转化水稻中花11,并作了初步鉴定。得到的结果有:1.挑选的玉米B73 BIBAC克隆(E.coli DH10B)继代培养96h,质粒经限制性内切酶I-SceⅠ切后,脉冲电泳检测显示插入片段大小没有变化,说明玉米B73BIBAC克隆在大肠杆菌中保存约200代后仍然稳定。2.用直接法和间接法检测玉米B73BIBAC克隆在农杆菌EHA105中的稳定性实验中,根据农杆菌介导的水稻遗传转化中,农杆菌划线生长所需时间和农杆菌与愈伤共培养时间(约4天),所以挑选的玉米B73 BIBAC质粒转化农杆菌后,培养48 h时继代1次再培养48 h,共培养96 h(约4天)。直接法检测稳定性时,提取的EHA105培养48 h和96 h时的质粒,经限制性内切酶I-SceⅠ切后,脉冲电泳检测显示插入片段大小基本不变,说明BIBAC克隆在农杆菌中培养48h和96h过程中大部分呈稳定状态。间接法检测稳定性时,提取的EHA105质粒反转E.coli DH10B,再提取DH10B质粒,质粒经限制性内切酶NotⅠ切后脉冲电泳检测,与对照比较插入片段大小基本没有变化,再次说明玉米B73 BIBAC质粒在EHA105侵染水稻转化过程中基本稳定。3.水稻转化实验中T-DNA复合物形成是从载体的右端(RB)开始终止于左端(LB), BIBAC载体RB端的筛选基因是hpt, LB端的筛选基因是gus,如果对抗性植株的PCR检测中hpt和gus都是阳性则可以初步证明携带大片段DNA的T-DNA已经完整整合受体基因组。本研究中插入片段大小相近的克隆(共18个克隆)以pool的形式转化水稻中花11,首先对111株抗性植株进行抗性基因hpt (hygromycin phosphotransferase gene) PCR检测,得到33株阳性植株;再对hpt阳性植株进行抗性基因gus (β-glucuronidase gene) PCR检测得到4株hpt和gus阳性植株,初步说明玉米B73 BIBAC能够成功转化水稻。4. Tail-PCR (thermal asymmetric interlaced PCR)扩增得到部分水稻阳性植株中插入的玉米大片段DNA的两端序列(载体内向侧翼序列);Tail-PCR序列比对18个克隆的末端序列,确定了第5号转基因阳性植株是来自BIBAC b6克隆(插入片段约160kb)的转化植株;第5号阳性植株的Tail-PCR序列和BIBAC b6质粒末端序列的共同序列匹配到玉米B73基因组序列的第7染色体上的跨越164kb的区段,与估算的BIBAC插入片段大小相近。对此区段的分析发现该区域的重复序列占88.1%。因此,我们得出重复序列达88.1%的164kb的玉米基因组大片段DNA通过BIBAC载体在农杆菌的介导下能够完整整合进水稻基因组。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩略词表
  • 1 前言
  • 1.1 课题的提出
  • 1.2 国内外研究现状的分析
  • 1.2.1 水稻转基因的方法
  • 1.2.2 大片段DNA在农杆菌中稳定性的研究进展
  • 1.2.3 大片段DNA遗传转化的研究进展
  • 1.3 研究的目的和意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 水稻材料、菌株和载体
  • 2.2 检测B73 BIBAC文库克隆的插入片段大小
  • 2.3 检测B73 BIBAC克隆在E.coli DH10B中的稳定性
  • 2.4 检测B73 BIBAC克隆在农杆菌EHA105中的稳定性
  • 2.4.1 直接检测B73 BIBAC克隆在农杆菌EHA105中的稳定性
  • 2.4.2 间接检测B73 BIBAC质粒在农杆菌EHA105中的稳定性
  • 2.5 B73 BIBAC克隆转化水稻中花11
  • 2.6 PCR检测再生植株
  • 2.7 Tail-PCR扩增阳性植株插入片段的两端序列
  • 2.7.1 特异引物和简并引物序列
  • 2.7.2 Tail-PCR反应流程图
  • 2.7.3 Tail-PCR反应体系及程序
  • 2.7.4 Tail-PCR序列的分析
  • 3 结果与分析
  • 3.1 B73 BIBAC文库克隆的插入片段大小
  • 3.2 B73 BIBAC克隆在E.coli DH10B中的稳定性
  • 3.3 B73 BIBAC克隆在农杆菌EHA105中的稳定性
  • 3.3.1 直接法检测B73 BIBAC克隆在农杆菌EHA105中的稳定性
  • 3.3.2 间接法检测B73 BIBAC克隆在农杆菌EHA105中的稳定性
  • 3.4 B73 BIBAC克隆遗传转化水稻
  • 3.5 Tail-PCR序列分析
  • 3.5.1 Tail-PCR序列
  • 3.5.2 Tail-PCR序列的分析
  • 3.5.2.1 Tail-PCR序列所属的重复序列类型
  • 3.5.2.2 Tail-PCR序列比对BIBAC末端序列
  • 3.5.2.3 Tail-PCR序列和b6质粒末端序列比对玉米B73基因组
  • 3.5.2.4 第5号阳性植株的Tail-PCR序列和b6质粒的末端序列在B #73基因组上的具体定位
  • 3.4.2.5 定位于Chr7的164kb区域的基本分析
  • 4 讨论
  • 4.1 玉米B73 BIBAC克隆在农杆菌EHA105中稳定性的检测方法的比较
  • 4.2 Tail-PCR扩增阳性植株插入片段的两端序列的方法
  • 4.3 单链T-DNA的形成方向和再生植株PCR检测阳性率的联系
  • 4.4 玉米BIBAC大片段DNA在农杆菌中的稳定性
  • 4.5 玉米BIBAC大片段DNA的遗传转化
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录
  • 1. 质粒提取的试剂配置
  • 2. 农杆菌EHA105质粒DNA的提取
  • 3. 植物DNA提取和脉冲电泳的试剂配置
  • 4. 农杆菌介导的水稻中花11的转化
  • 5. BIBAC原始载体图和辅助质粒pCH32
  • 6. Tail-PCR序列
  • 相关论文文献

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