农杆菌介导gna基因转化玉米骨干自交系及转基因玉米的抗虫抗病性分析

论文题目: 农杆菌介导gna基因转化玉米骨干自交系及转基因玉米的抗虫抗病性分析

论文类型: 博士论文

论文专业: 细胞生物学

作者: 王兆玉

导师: 张举仁

关键词: 玉米,转基因,抗虫性,抗病性

文献来源: 山东大学

发表年度: 2005

论文摘要: 据世界粮农组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations;FAO）统计,在全世界范围内,农业生产每年因虫害造成的损失约占农作物总收获量的14%,损失约数千亿美元,而每年因病害造成的损失约占农作物总收获量的12%。因此,保护作物免受病虫危害是种植者和科研工作者所面临的一项恒久的挑战。玉米（Zea mays L.）是重要的农作物之一,创造抗病虫玉米新品系,提高产量、改良品质,是一项具有重要意义的工作。本研究采用农杆菌介导法首次将来源于石蒜科植物雪花莲的雪花莲凝集素基因gna（Galanthus nivalis L. agglutinin gene）转入4个玉米骨干自交系,获得了可育的转基因植株。对转基因玉米中外源基因在后代的遗传和目标产物的表达强度进行了分析,检测了转基因植株的抗虫性和抗病性,为玉米育种提供了有重要价值的材料。一、农杆菌介导的玉米骨干自交系的转化及分子生物学检测选用玉米骨干自交系DH4866、DH9942、DH9932、8902的未成熟胚诱导产生的胚性愈伤组织,用携带双元载体质粒pWRG815（T-DNA区含gna基因）的农杆菌菌株AGL0转化玉米胚性愈伤组织。转化后的愈伤组织经20mg/L潮霉素筛选3代,存活愈伤组织经恢复培养后进行分化,再生出大量表达GNA的可育转基因植株。后者人工授粉自交结实。对转基因植株当代以及后代进行PCR、Southern blot和Western blot分析,结果表明gna基因已经整合入玉米基因组中,并稳定表达。在部分T2、T3代株系中转基因gna已达到纯合。转基因植株Southern blot分析表明,在大多数转化体中外源基因发生单拷贝插入,只在少数转化体中发生了2～3拷贝插入。取gna基因发生单拷贝插入的转基因植株的叶片,提取可溶性蛋白进行Western blot分析,并以非转基因植株叶片的可溶性蛋白和雪花莲凝集素（Galanthus nivalis L. agglutinin;GNA）蛋白分别为阴性和阳性对照,采取Western blot半定量法检测转基因叶片中GNA蛋白的含量,结果表明,叶片GNA的含量占可溶性蛋白的0.04%～0.28%。通过PCR（扩增gna序列及部分RSs-1片段）分析,发现外源基因在大多数独立转化体的后代（T1至T3代）中呈孟德尔式分离,并且外源基因的表达

论文目录:

摘要

ABSTRACT

符号说明

1. 文献综述

1.1 植物抗虫基因工程研究概况

l.1.1 bt基因及其应用

1.1.2 蛋白酶抑制剂(proteinase inhibitor，PI)基因

1.1.3 植物外源凝集素基因及其应用

1.1.4 淀粉酶抑制剂(α-amylase inhibitor，α-AI)基因

1.2 玉米遗传转化研究概况

1.2.1 玉米遗传转化受体系统的建立

1.2.2 玉米遗传转化方法的研究概况

1.2.3 玉米转基因育种策略的转变

1.3 转基因植物发展的特点

1.3.1 转基因植物种类持续增多

1.3.2 转基因植物商品化速度明显加快

1.3.3 转基因植物作为生物反应器促进药物生产

1.3.4 转基因植物稳定高效表达技术不断完善

1.4 玉米主要虫害与病毒病及其防治研究概况

1.5 本研究的目的与意义

2. 农杆菌介导的玉米骨干自交系的遗传转化

2.1 材料与方法

2.1.1 植物材料

2.1.2 菌株和质粒

2.1.3 培养基

2.1.4 农杆菌的培养

2.1.5 玉米愈伤组织的转化

2.1.6 转基因植株的分子检测

2.1.7 gna组织特异性表达分析

2.1.8 后代遗传行为分析

2.2 结果与分析

2.2.1 玉米胚性愈伤组织的诱导和转基因纯合植株的获得

2.2.2 转基因植株的检测

2.2.3 GNA组织特异性表达分析

2.2.4 遗传分析

2.2.5 不同基因型玉米的转化率

3. 转gna玉米对蚜虫抗性的研究

3.1 材料与方法

3.1.1 植物材料

3.1.2 蚜虫的饲养

3.1.3 转基因玉米植株的抗蚜试验

3.l.4 转基因玉米抗蚜性田间自然鉴定

3.2 结果与分析

3.2.1 转基因玉米对蚜虫存活率和繁殖力的影响

3.2.2 转基因玉米抗蚜性的田间自然鉴定

4. 转gna玉米植株对粗缩病抗性的研究

4.1 材料与方法

4.1.1 植物材料

4.1.2 病毒和灰飞虱带毒虫系的获得

4.1.3 转基因玉米植株粗缩病抗性检测试验

4.1.4 转基因玉米粗缩病抗性的田间自然鉴定

4.2 结果与分析

4.2.1 转基因玉米植株的粗缩病抗性测定

4.2.2 转基因玉米粗缩病抗性的田间自然鉴定

5. 转gna玉米对玉米螟抗性的研究

5.1 材料与方法

5.1.1 植物材料

5.1.2 玉米螟的饲养与繁殖

5.1.3 含 GNA饲料人工饲喂玉米螟试验

5.1.4 转基因玉米植株的抗玉米螟试验

5.1.5 转基因玉米对亚洲玉米螟抗性的田间自然鉴定

5.2 结果与分析

5.2.1 含 CNA饲料人工饲喂玉米螟试验

5.2.2 转基因玉米植株的抗玉米螟试验

5.2.3 转基因玉米对亚洲玉米螟抗性的田间自然鉴定

6. 结语

6.1 采用农杆菌介导法能有效获得玉米转基因植株及后代

6.2 转gna基因提高了玉米的抗虫性

6.3 转gna玉米的抗病性得到提高

6.4 玉米转gna研究的启示

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

发布时间: 2006-05-30

参考文献

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