论文题目: 外源脱水应答转录因子DREB1B和CBF1基因在转基因小麦中表达研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 作物遗传育种
作者: 王军卫
导师: 张改生,张晓东
关键词: 小麦,转基因,基因,基因,生理指标,抗旱性
文献来源: 西北农林科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 干旱是严重影响作物生长和产量的主要环境限制因素之一。在干旱胁迫下,植物表达的基因分为两类:1.基因编码的产物为一些功能蛋白和酶类,如LEA,水通道蛋白,脯氨酸合成酶等;2.基因编码的产物为传递信号和调控基因表达的转录因子,如bZIP,MYC,DREB等。对于第二类基因,鉴于这些基因的表达调控其下游一系列功能基因,目前已成为抗旱基因工程的重点。DREB（Dehydration Responsive Element Binding）和CBF1（CRT/DRE binding factor 1）是拟南芥菜中发现的一个顺式调控元件,在逆境胁迫下,DREB和CBF1转录因子可激活其它多达12个依赖DRE顺式作用元件的抗逆功能基因,如RD29、COR15、RD17,从而使植株多方面的抗逆性（抗旱、抗冻及抗盐）得到提高,因此克隆DREB1B和CBF1基因,并转化到小麦品种中,以提高小麦的对干旱胁迫的抗性。 本实验以冬小麦8901,5-98,99—92和保丰104品种为受体品种,以基因枪微弹轰击转化携带有目的基因DREB1B和CBF1基因的逆境诱导表达类型质粒pBPC128F和pBPC127F载体获得的转基因再生植株79株为材料,经除草剂Basta（100mg/L）抗性鉴定T1代,部分转基因株系表现出明显的抗性。 转外源转录因子DREB1B基因株系采用点杂交与PCR结合的方法对转基因小麦T0和T1代快速进行DNA水平的分子鉴定,同时作了RNA的分子检测,结果表明所选转基因植株中外源基因能够正常转录。 对经过检测的转DREB1B基因株系采用与抗旱性密切相关的相对含水量,叶绿素含量,脯氨酸含量,光合速率四个生理指标进行测定,有10个株系在四个生理指标上相比对照都有明显提高,其中相对含水量均在15%以上,明显高于CK（7.19～9.13%）;叶绿素含量中,叶绿素a含量均在0.07μg/ml以上,叶绿素b含量在0.14μg/ml以上,高于CK的叶绿素a（0.02～0.05μg/ml）和叶绿素b（0.5～0.9μg/ml）;脯氨酸含量在1000μg/g以上,是对照（222.1～604.44μg/g）的2倍多;光合速率均在8.0μmol CO2/m2/s以上,高于CK（2.27～2.47μmol CO2/m2/s）。 室内抗旱模拟试验表明,转基因株系停止浇水15天后,叶片仍然表现绿色,而对照叶片则失绿、枯干;复水10天后,转基因株系恢复活力,对照则死亡。 转外源转录因子CBF1基因株系选用地高辛标记的CBF1和bar基因作为探针,进行点杂交检测。结果表明,无论是用CBF1探针,还是bar基因探针,证明了外源基因已整和
论文目录:
第一章 文献综述
1.1 植物对非生物胁迫的反应
1.1.1 植物对非生物胁迫的反应表现
1.1.2 非生物胁迫下的逆境蛋白和逆境基因
1.1.2.1 热激蛋白及基因
1.1.2.2 抗冻基因
1.1.2.3 调渗蛋白及基因
1.1.2.4 缺氧和低氧胁迫蛋白ANPs(Anaerobic Proteins)
1.1.3 逆境诱导的启动子
1.1.3.1 hsp启动子
1.1.3.2 rd29启动子
1.1.3.3 adh1启动子
1.1.3.4 ABRE
1.1.3.5 LTRE
1.1.4 逆境下的转录因子
1.1.4.1 转录因子的结构与功能
1.1.4.2 四大类转录因子
1.1.5 逆境下的信号转导成份
1.1.5.1 乙烯受体与乙烯信号转导
1.1.5.2 G-蛋白
1.1.5.3 MAPK信号级联及其功能
1.1.5.4 Ca~(2+)-CaM
1.1.5.5 ABA
1.2 抗逆基因工程
1.2.1 抗冷、抗冻基因工程
1.2.1.1 转抗冷、抗冻基因
1.2.1.2 转与低温相关酶基因
1.2.2 植物抗旱基因工程的研究进展
1.2.2.1 转渗透性代谢产物的合成酶基因
1.2.2.2 转抗旱基因及转录因子基因工程
1.2.3 转耐盐基因植物
1.2.3.1 转渗透调节和耐盐基因植物
1.2.3.2 转录因子基因植物
1.2.4 抗涝基因工程
1.3 DREB和CBF转录因子及其在植物抗逆中的作用
1.3.1 转录因子与抗逆性
1.3.1.1 AP2／EREBP转录因子家族
1.3.1.2 DREB和CBF1转录因子
1.3.2 植物中的转录因子与抗逆性
第二章 前期研究
2.1 DREB1B和CBF1基因的克隆与表达载体的构建
2.1.1 材料与方法
2.1.1.1 植物材料
2.1.1.2 方法
2.1.2 结果与分析
2.1.2.1 RD29B启动子的克隆和序列分析
2.1.2.2 DREB1B基因的克隆和序列分析
2.1.2.3 CBF1基因的克隆和序列分析
2.1.2.4 表达载体的构建
2.2 DREB1B和CBF1基因的转化
2.2.1 材料和方法
2.2.1.1 材料
2.2.1.2 基因枪转化
2.2.2 结果和分析
2.2.2.1 PDS1000／He基因枪转化
2.2.2.2 转基因苗的移栽
2.3 本研究的目的和意义
第三章 转基因植株后代除草剂抗性鉴定
3.1 材料和方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 结果和分析
3.2.1 转基因植株后代除草剂抗性鉴定
3.3 讨论
第四章 转基因植株的分子生物学鉴定
4.1 材料与方法
4.1.1 材料
4.1.2 方法
4.1.2.1 转基因植株的PCR检测
4.1.2.2 转基因植株的点杂交分析
4.1.2.3 RNA的分子杂交鉴定
4.1.2.4 SDS-PAGE蛋白电泳
4.2 结果与分析
4.2.1 DREB1B转基因植株的分子生物学检测
4.2.1.1 T_0代转基因植株的PCR检测
4.2.1.2 T_1代转基因植株的点杂交和PCR结果
4.2.1.3 转基因植株后代的RNA分子杂交检测
4.2.1.4 转基因植株的SDS-PAGE蛋白电泳
4.2.2 CBF1转基因植株的分子生物学检测
4.2.2.1 T_1代转基因植株的点杂交结果
4.2.2.1 T_1代转基因植株的PCR结果
4.3 讨论
第五章 转基因小麦抗旱相关生理指标的测定及抗旱性鉴定
5.1 材料与方法
5.1.1 材料
5.1.2 转基因小麦(干旱处理)的相关生理指标的测定
5.2 结果与分析
5.2.1 相对水含量的测定结果
5.2.2 叶绿素含量的测定结果
5.2.3 脯氨酸含量的测定结果
5.2.4 光合速率的测定结果
5.2.5 转基因植株的抗旱效果鉴定
5.3 讨论
第六章 结论
参考文献
致谢
作者简介
发布时间: 2005-12-22
参考文献
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