玉米花粉特异性表达基因ZM401转化百合的研究

玉米花粉特异性表达基因ZM401转化百合的研究

论文摘要

百合是世界四大切花之一,具有花大,色彩丰富,花姿优美的优点,深受人们的喜爱。但是百合存在花粉污染问题,严重影响花朵的观赏质量,还给人们的生活带来了不便。本文使用基因工程技术,以三种百合为材料,通过建立不同外植体的高频再生体系及遗传转化体系,将玉米(Zea mays)花药特异性表达基因ZM401入百合基因组,为获得无花粉百合新材料奠定基础。以3种百合‘P1’、‘P2’、‘X’的无菌苗为材料,通过器官直接发生途径建立高频再生体系。以‘P1’无菌苗叶柄为外植体,在附加3.0mg/LBA和0.2mg/L NAA的MS基础培养基上诱导培养,再生芽分化率达100%,再生芽增殖系数为2.27;以‘P2’无菌苗鳞片为外植体,在附加1.5mg/L BA和0.2mg/L NAA的MS培养基上诱导培养,再生芽分化率达100%,再生芽增殖系数为3.08;以‘X’无菌苗鳞片为外植体,在附加0.2mg/L NAA的MS培养基上诱导培养,再生芽分化率达100%,再生芽增殖系数为1.76。1/2MS+NAA0.5适合三个品种的生根培养。以‘P2’、‘X’无菌苗鳞片为受体材料,潮霉素Hy为选择抗生素,头孢青霉素Cef和羧卞青霉素Cb为抑菌抗生素建立百合遗传转化受体体系。通过试验筛选确定‘P2’鳞片外植体遗传转化选择抗生素为Hy,选择压为40mg/L;‘X’鳞片外植体遗传转化选择抗生素为Hy,选择压为80mg/L。Cb适合作为‘P2’鳞片外植体转化的抑菌抗生素,最适浓度为300mg/L;Cef适合作为‘X’鳞片外植体转化的抑菌抗生素,最适浓度为300mg/L。利用根癌农杆菌介导法将从玉米中克隆到的花药特异性表达基因ZM401转化百合‘P2’和‘X’两个品种。试验结果显示,‘P2’鳞片外植体预培养3d,菌液浓度OD600=0.4~0.6,侵染5min,共培养4d遗传转化率最高,值为10‰;转化试验共获得9株转化ZM401基因的百合株系。‘X’鳞片外植体预培养2d,茵液OD600=0.4~0.6,侵染5min,共培养4d遗传转化率最高,值为6.7‰;转化试验共获得4株转化ZM401基因的百合株系。PCR检测结果表明外源目标基因己整合入两种供试百合植株基因组中。本研究建立了百合‘P1’、‘P2’、‘X’三个品种器官直接发生途径高频再生体系和‘P2’、‘X’两个百合品种鳞片外植体的受体及遗传转化体系,并获得两品种共13株转化ZM401基因的百合株系,为无花粉百合品种的选育提供基础材料。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 百合遗传转化研究进展
  • 1.3 百合无花粉育种和ZM401基因研究进展
  • 1.4 研究的目的和意义
  • 2 百合‘P1'、‘P2'、‘X'高频再生体系的建立
  • 2.1 植物材料
  • 2.2 主要试剂和试验仪器
  • 2.3 培养基的配制和培养条件
  • 2.3.1 培养基的配制
  • 2.3.2 培养条件
  • 2.4 试验方法
  • 2.4.1 百合无菌苗叶片、叶柄和鳞片不定芽的诱导
  • 2.4.2 百合‘P2'花器官不定芽的诱导
  • 2.4.3 百合‘X'鳞片愈伤组织再生芽的诱导
  • 2.4.4 生根培养及移栽
  • 2.4.5 数据统计方法
  • 2.5 结果与分析
  • 2.5.1 不同浓度BA对‘P1'叶片、叶柄不定芽诱导的影响
  • 2.5.2 不同浓度BA对‘P2'叶片、叶柄、鳞片和花器官不定芽诱导的影响
  • 2.5.3 不同浓度BA对‘X'叶片、鳞片和鳞片愈伤组织不定芽诱导的影响
  • 2.5.4 生根培养及移栽
  • 2.6 本章小结
  • 3 百合品种‘P2'和‘X'鳞片遗传转化受体体系的建立
  • 3.1 实验材料与方法
  • 3.1.1 植物材料和菌株
  • 3.1.2 潮霉素敏感性实验
  • 3.1.3 抑菌抗生素对鳞片外植体再生的影响实验
  • 3.1.4 抑菌抗生素的抑菌浓度实验
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 潮霉素对‘P2'鳞片外植体再生的影响
  • 3.2.2 抑菌抗生素对‘P2'鳞片外植体再生的影响
  • 3.2.3 潮霉素对‘X'鳞片外植体再生的影响
  • 3.2.4 抑菌抗生素对‘X'鳞片外植体再生的影响
  • 3.2.5 抑菌抗生素对农杆菌生长的影响
  • 3.2.6 百合‘P2'和‘X'受体抑菌抗生素种类和浓度的确定
  • 3.3 本章小结
  • 4 百合品种‘P2'和‘X'鳞片遗传转化体系的建立
  • 4.1 实验材料与方法
  • 4.1.1 植物材料和菌株
  • 4.1.2 培养基组成
  • 4.1.3 农杆菌菌液的制备
  • 4.1.4 遗传转化试验步骤
  • 4.1.5 预培养时间等四个影响遗传转化效率因素的正交试验设计
  • 4.1.6 转基因植株的PCR检测
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 预培养时间等四种影响因子对‘P2'鳞片遗传转化的影响
  • 4.2.2 预培养时间等四种影响因子对‘X'鳞片遗传转化的影响
  • 4.2.3 转基因植株的PCR检测结果
  • 4.3 本章小结
  • 结论
  • 讨论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].新铁炮百合遗传转化体系的建立及Zm401基因的导入[J]. 农业生物技术学报 2008(01)

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