农杆菌介导SAMS基因的玉米自交系遗传转化与验证

论文摘要

干旱是影响玉米生产的第一限制因素,通过导入抗旱基因已成为增强玉米抗旱性的重要途径。本研究通过构建pBI121-SAMS表达载体,以玉米自交系茎尖和合子为受体,采用农杆菌介导法将抗旱基因SAMS导入玉米中,用PCR和RT-PCR技术对转化玉米进行检测,并以18%PEG-6000模拟水分胁迫对T1代转基因玉米和非转基因玉米进行抗旱性分析。主要研究结果如下:1.采用PCR同源扩增,从晋麦47中扩增获得抗旱相关基因SAMS,构建以pBI121为基础的35S启动子调控的植物表达载体pBI121-SAMS。2.通过研究掖478和郑58三叶期玉米叶片对不同卡那霉素浓度的敏感性,确定卡那霉素叶片涂抹筛选的最佳浓度为20000mg/L,观察时间以10天为宜。3.农杆菌介导法转化玉米茎尖,共转化玉米茎尖518个,获得转化苗453株。经PCR初步检测,获得T0代阳性植株16株,转化率为3.53%,自交结实14株,经RT-PCR检测,T1代转基因玉米有9个株系为稳定遗传阳性株系。说明SAMS基因已整合到玉米基因组中,并进行正常表达。4.农杆菌介导法转化玉米合子,共转化掖478和郑58玉米合子各50个,掖478自交系自交结实的有32株,郑58自交系自交结实的有34株,各穗结实较少。经卡那霉素筛选和PCR初步检测,掖478获得T1代阳性植株3株,郑58获得T1代阳性植株4株。说明SAMS基因已整合到玉米基因组中。5.通过测定叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量、SOD活性、电导率和MDA含量等重要抗旱生理指标,统计分析显示,在同一水分胁迫时间下,转基因玉米的叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量和SOD活性均高于非转基因玉米,而转基因玉米叶片的电导率、MDA含量均低于非转基因玉米。在60h水分胁迫处理下,转基因玉米叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量和SOD活性比非转基因玉米上升8.16%、20.02%、32.21%、22.77%,而转基因玉米叶片的电导率、MDA含量比非转基因玉米下降14.38%、29.41%。研究表明,通过导入SAMS基因,可以提高玉米的抗旱性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 玉米遗传转化的研究
• 1.1.1 玉米转化受体的研究
• 1.1.2 玉米转化方法的研究
• 1.2 玉米抗旱性鉴定的研究
• 1.3 S-腺苷甲硫氨酸合成酶（SAMS）基因的研究
• 1.4 本研究目的和意义
• 第二章 SAMS 基因表达载体的构建
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 小麦SAMS 基因扩增
• 2.2.2 pMD18-T/SAMS 质粒的鉴定
• 2.2.3 SAMS 基因表达载体的构建
• 2.2.4 SAMS 基因表达载体的鉴定
• 2.2.5 携带表达载体的农杆菌菌液的PCR 检测
• 2.3 讨论
• 2.3.1 SAMS 基因的同源扩增
• 2.3.2 SAMS 基因表达载体的构建
• 第三章 农杆菌介导玉米自交系的遗传转化
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 植物材料
• 3.1.2 材料的种植及处理
• 3.1.3 侵染液的制备
• 3.1.4 玉米茎尖农杆菌转化
• 3.1.5 玉米合子农杆菌转化
• 3.1.6 摸索卡那霉素对三叶期玉米最佳选择浓度及转化植株的筛选
• 3.1.7 转化植株分子检测
• 3.2 结果和分析
• 3.2.1 农杆菌介导的转化株的获得
• 3.2.2 卡那霉素最佳选择浓度及转化植株的筛选
• 3.2.3 玉米茎尖转化植株分子检测
• 3.2.4 玉米合子转化植株分子检测
• 3.3 讨论
• 3.3.1 卡那霉素对转化植株的筛选
• 3.3.2 农杆菌介导的转化效率
• 3.3.3 农杆菌介导的转化受体
• 第四章 转SAMS 基因玉米的抗旱性分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 植物材料
• 4.1.2 材料种植及处理
• 4.1.3 抗旱指标的测定
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 玉米叶片相对含水量和叶绿素含量的变化
• 4.2.2 玉米叶片脯氨酸含量和SOD 活性的变化
• 4.2.3 玉米叶片电导率和MAD 含量的变化
• 4.3 讨论
• 4.3.1 转基因玉米抗旱性分析
• 4.3.2 玉米苗期抗旱性鉴定
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 缩略词
• 致谢
• 作者简介