Ar～+介导白棉全DNA转化彩棉的研究

论文摘要

低能离子束注入生物体在理论和应用方面均取得了巨大的成功,但离子注入彩棉的研究尚未见报道。本文主要研究低能氩离子介导白棉全DNA 转化彩棉产生的生物学效应和生理生化指标的改变并应用RAPD 标记技术结合形态学鉴定从分子水平上对辐射后代个体基因组变化进行检测,分析各个处理间的遗传变异程度。选取垦绿1 号品系（绿色）进行离子注入,注入剂量为:0、6×1015Ar+/cm2、8×1015Ar+/cm2、10×1015Ar+/cm2、20×1015Ar+/cm2、40×10<sup>15Ar+/cm2、60×1015Ar+/cm2。实验得出以下初步结果: 1)对枯萎病毒素胁迫下的各项生理生化指标（MDA、PPO、POD 等）的变化进行研究,分析它们与剂量之间的关系。实验结果显示:除了MDA 含量其它指标中处理均比CK 要高且有显著的相关性,GTP 和PPO 的活性都是叶部高于茎部,说明叶对胁迫的敏感性要高于茎。此实验间接证明了在离子束介导下外源DNA 进入了受体内和受体基因组发生整合,使其生化指标发生变化。2)对M1 代主要经济性状的变异进行检测,结果发现当剂量为10×1015Ar+/cm2时彩棉的纤维长度较原种对照增加17.1%,比强度采用8×1015Ar+/cm2 可增长22.5%,而马克隆值却都呈现了明显的负效应。3)利用建立起来的离子束介导种子遗传转化的体系,将白棉（新海17 号）基因组DNA 导入彩棉（垦绿一号）,将处理后的种子浸种催芽播种进行抗病性筛选,对抗病转化植株进行RAPD 分析,发现S53,S176 引物可作为筛选标记进行转全DNA 植株的辅助选择。实验表明供体白棉的DNA 已部分整合到彩棉基因组中,引起其结构变化,从而反映到表观性状,并进一步说明离子束介导转基因方法的可行性。

论文目录

• 引言
• 第一章 离子束生物工程技术的研究进展
• 1.1 离子束生物工程技术概况
• 1.2 离子束生物工程的基本原理简介
• 1.3 外源DNA 直接导入受体植物的研究
• 1.4 外源DNA 直接导入受体植物的理论基础
• 1.5 离子束介导转化全DNA 的应用
• 1.6 外源DNA 直接导入技术的评价
• 1.7 在离子束生物工程中有待研究的问题
• 1.7.1 离子束对作物生长发育的刺激作用
• 1.7.2 离子束辐射后细胞近旁效应
• 1.8 离子束技术的现实意义
• 第二章 彩色棉的研究进展
• 2.1 彩色棉概况
• 2.2 彩色棉的优势
• 2.3 国内外彩色棉的研究概况
• 2.4 彩色棉研究中存在的问题
• 2.5 可能的解决途径
• 2.6 彩色棉的发展前景
• 2.7 基因工程途径改良棉花纤维色泽的研究
• 2.8 棉花枯萎病概况
• 2.8.1 棉花枯萎病的生物学特征
• 2.8.2 致病机制
• 2.8.3 发病条件
• 第三章 分子标记技术
• 3.1 RAPD 标记的技术特点
• 3.2 RAPD 技术的优缺点
• 3.3 常用的分子标记比较
• 3.4 RAPD 技术在植物遗传育种研究中的应用进展
• 3.4.1 遗传图谱的绘制
• 3.4.2 在植物辅助选择育种中的应用
• 第二部分 实验部分
• 第一章 离子注入彩棉种子引起的生物学效应
• 1.1 引言
• 1.2 实验材料与试剂
• 1.2.1 实验材料
• 1.2.2 实验试剂
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 离子注入
• 1.3.2 DNA 提取
• 1.3.3 DNA 介导
• 1.3.4 发芽率的测定
• 1.3.5 田间试验
• 1.4 实验结果
• +注入对彩棉种子发芽率的影响'>1.4.1 Ar⁺注入对彩棉种子发芽率的影响
• 1.4.2 离子注入彩棉M1代主要经济性状的变化
• 1.4.3 各经济性状间的相关性分析
• 第二章 离子注入彩棉的生理生化效应
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料、试剂
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验试剂
• 2.2.3 实验菌株
• 2.3 实验方法
• +离子注入'>2.3.1 Ar⁺离子注入
• 2.3.2 棉苗培养条件
• 2.3.3 枯萎病毒素处理
• 2.3.4 种子的处理
• 2.3.5 病原菌接种
• 2.3.6 丙二醛（MDA）含量的测定
• 2.3.7 可溶性总糖（SS）的测定
• 2.3.8 丹宁（AC）含量的测定
• 2.3.9 茶多酚含量（GTP）的测定
• 2.3.10 多酚氧化酶（PPO）的测定
• 2.3.11 过氧化物酶（POD）的测定
• 2.4 实验结果
• 2.4.1 丙二醛（MDA）含量的变化
• 2.4.2 可溶性总糖（SS）的变化
• 2.4.3 单宁含量（TA）的变化
• 2.4.4 茶多酚（GTP）含量的变化
• 2.4.5 多酚氧化酶含量（PPO）的变化
• 2.4.6 过氧化物酶活性（POD）的变化
• 2.4.7 各指标间相关性分析
• 2.5 讨论
• 2.5.1 离子注入引起的膜质过氧化作用
• 2.5.2 离子注入引起的可溶性糖的变化
• 2.5.3 离子注入引起的次生代谢物的变化
• 2.5.4 离子注入与保护酶系统的关系
• 2.5.5 离子注入引起的各指标间相关性分析
• 第三章 白棉全DNA 转入彩棉的RAPD 验证
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 试剂与溶液
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 总DNA 的提取
• 3.3.2 DNA 质量检测
• 3.4 RAPD 分析
• 3.4.1 PCR 反映体系的建立及热循环程序
• 3.4.2 电泳检测
• 3.5 RAPD 最佳体系的探索
• 3.5.1 模板DNA 对RAPD 结果的影响
• 3.5.2 引物浓度对RAPD 结果的影响
• 2 浓度对RAPD 结果的影响'>3.5.3 MgCl₂ 浓度对RAPD 结果的影响
• 3.5.4 dNTP 浓度对RAPD 结果的影响
• 5.5.5 Taq 酶对RAPD 结果的影响
• 3.5.6 BSA 在RAPD 分析中的作用
• 3.6 引物的筛选及扩增结果
• 3.7 讨论
• 3.7.1 模板DNA 纯度对RAPD 的影响
• 3.7.2 引物浓度对RAPD 的影响
• 3.7.3 MgC12浓度对RAPD 的影响
• 3.7.4 dNTP 浓度对RAPD 的影响
• 3.7.5 Taq 酶对RAPD 反应的影响
• 3.7.6 BSA 浓度对RAPD 的影响
• 3.7.7 其他因素的影响
• 第三部分 结论与展望
• 参考文献
• 附录1
• 附录2