拟南芥NPR1和水稻Chi11基因导入小麦的研究

论文摘要

小麦是重要的粮食作物。白粉病是小麦的重要病害,严重影响产量和品质。随着抗病分子生物学的发展,利用外源植物的抗病相关基因来提高小麦抗病性,已成为一种有效的抗病改良新途径。在植物的抗病中,抗病基因和防卫反应基因是两类重要的基因。几丁质酶基因是植物中的一类防卫基因,它们参与植物对多种真菌病原菌的抗性反应。Chi11是水稻的一个几丁质酶基因。拟南芥NPR1基因是植物产生系统获得性抗的关键调节基因,参与对白粉病的抗性反应。本研究利用现代基因工程技术,将NPR1和Chi11基因转入高产、但感白粉病的小麦新品种“周麦18”,获得了转基因植株。通过研究获得以下结果:1.通过酶切切除pAHC25表达载体上的GUS基因,将拟南芥NPR1全长基因插入到pAHC25表达载体的ubi启动子下游,构建成pAH-NPR1植物表达载体,保存于大肠杆菌DH5α中。2.利用花粉管通道法,将表达载体pAH-NPR1导入小麦新品种“周麦18”。通过对T0代植株的PPT抗性筛选及PCR鉴定,获得了25个转基因植株。3.利用花粉管通道法,将水稻几丁质酶基因Chi11表达载体导入小麦新品种“周麦18”,获得了T0代种子。通过对T0代植株的PPT抗性筛选及PCR鉴定,获得了59株转基因植株。对T1和T2代种子连续检测,得到纯合的转基因株系1个。通过离体叶段培养法和大田白粉病抗性鉴定,转基因植株的白粉病抗性得到了提高。转基因株系在农艺性状上与受体没有显著差异。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 第一章 文献综述
• 1 植物转基因研究现状
• 2 植物转基因方法
• 2.1 农杆菌介导法
• 2.1.1 转化机理
• 2.1.2 土壤农杆菌对单子叶植物的转化
• 2.2 基因枪法
• 2.2.1 转化机理
• 2.2.2 研究进展
• 2.3 花粉管通道法
• 2.3.1 转化机理
• 2.3.2 研究进展
• 2.3.3 影响转化率的因素
• 2.3.3.1 DNA 导入时期
• 2.3.3.2 供体DNA 的片段大小
• 2.3.4 花粉管通道法的优缺点
• 3 小麦抗病转基因的目标基因
• 3.1 拟南芥NPR1 基因的研究进展
• 3.2 几丁质酶基因的研究进展
• 3.2.1 几丁质酶的功能
• 3.2.2 几丁质酶在抗病基因工程中的应用
• 3.2.3 利用外源几丁质酶基因增强植物抗病性研究中存在的问题和展望
• 第二章 拟南芥NPR1 基因导入小麦的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 植物表达载体PAH-NPR1 的构建
• 1.2.1.1 载体构建流程
• 1.2.1.2 小量提取质粒DNA
• 1.2.1.3 Sac I、Sma I 酶切
• 1.2.1.4 目的DNA 片段的回收
• 1.2.1.5 连接
• 2 方法）的制备'>1.2.1.6 感受态细胞（CaCl₂方法）的制备
• 1.2.1.7 连接产物转化（热击法）
• 1.2.1.8 植物表达载体PAH-NPR1 的验证
• 1.2.2 PAH-NPR1 质粒的遗传转化
• 1.2.2.1 质粒DNA 的大量提取
• 1.2.2.2 花粉管通道法导入目的基因
• 1.2.2.3 转基因植株的PPT 抗性鉴定
• 1.2.2.4 转基因植株的分子鉴定
• 2 结果与分析
• 2.1 植物表达载体PAH-NPR1 的构建
• 2.2 PAH-NPR1 导入小麦
• 2.3 转基因植株的获得
• 2.4 转基因植株的分子检测
• 3 结论与讨论
• 第三章 转水稻几丁质酶基因小麦的获得和白粉病抗性鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 G11 的遗传转化
• 1.2.2 PCR 检测
• 1.2.3 转基因植株的离体叶段法白粉病抗性鉴定
• 1.2.4 田间成株白粉病抗性鉴定
• 1.2.5 转基因株系的农艺性状调查
• 2 结果与分析
• 2.1 目的基因的导入
• 2.2 转基因植株的获得
• 2.3 转基因植株的分子检测
• 2.4 大田白粉病抗性鉴定
• 2.5 转基因株系的部分农艺性状表现
• 3 结论与讨论
• 参考文献
• 附录
• 英文摘要