耐盐基因BADH和CMO转化玉米的研究
【摘要】：玉米是对盐分中度敏感的作物，土壤盐渍化是降低其产量的主要环境因素之一，因此，培育耐盐玉米品种具有重要的意义。采用传统的育种方法选育耐盐品种极为缓慢。随着分子生物学技术的发展，人们可以用基因工程技术提高植物的耐盐碱性。提高植物抗盐性最根本、最经济、最有效的方法是充分利用抗盐基因，培育新的高抗盐品种。自从1988年Rhodes等首次获得玉米转基因完整植株以来，玉米转基因在受体系统的建立，转化技术的研究和重要的农艺性状的遗传改良方面都取得重大进展，在育种改良中起着愈来愈重要的作用。
本文采用玉米常用自交系的幼胚为受体材料，对耐盐碱基因的遗传转化进行了研究，为培育出高度耐盐碱的玉米新品种打下良好基础；并在此基础上进行了玉米愈伤组织及苗耐盐碱性敏感性研究，确定玉米愈伤组织及幼苗在含盐培养基上临界浓度，对已转化的愈伤组织及幼苗进行筛选和几项重要生理指标的鉴定。评价转BADH和CMO基因玉米耐盐碱的能力。取得的主要研究结果如下：
一、玉米遗传转化方法研究
1．玉米耐盐基因的农杆菌转化的研究
本试验中用于转化的抗盐碱基因为胆碱单加氧酶基因(CMO)和甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)。以普通玉米自交系H99和7922的胚性愈伤组织为材料，通过愈伤组织对碱性盐的敏感性实验，确定愈伤组织适宜选择压。利用农杆菌介导法将抗盐基因导入玉米自交系中，研究农杆菌转化系统的优化，探讨不同的侵染时间、不同的菌液的浓度等条件对转化效果的影响。结果表明，浓度(OD值)在0.5-0.6左右，侵染25分钟时的愈伤组织的侵染效果最好，转化率较高，并采用浓度为36mmol/L的含盐培养基对其进行筛选，同时将转化的愈伤组织进行分化出苗后进行PCR-Southern杂交，证明外源目的基因已整合到玉米基因组中。
2．玉米耐盐基因花粉管通道法转化研究
本实验还采用了花粉管通道法对玉米自交系进行遗传转化。将抗盐基因转入玉米自交系5003、春09、7922中，同时探讨了不同导入时间、不同DNA的浓度、不同的导入量等对其转化率的影响，并从中得出花粉管通道法的最佳转化条件。用SSC溶解的质粒，导入的最佳时间在早上6：00-8：30时、下午4：00-7-00时，导入间隔时间要在8-20小时范围内，并且导入质粒的浓度为500μg/mL、导入量为200μl即可达到较高的转化率，通过转化植株后代的PCR-Southern杂交分析，证明了抗盐基因已整合到受体植株的基因组中，并在后代中得以表现。
【关键词】：玉米 遗传转化 耐盐筛选 生理指标 【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S513
【目录】：
- 中文摘要5-7
- Abstract7-9
- 前言9-18
- 第一部分 玉米遗传转化研究18-38
- 1.1 农杆菌介导法的遗传转化18-32
- 1.1.1 材料与方法18-25
- 1.1.2 结果与分析25-32
- 1.2 花粉管通道的遗传转化32-36
- 1.2.1 材料与操作方法32-33
- 1.2.2 转化植株的筛选和检测33-34
- 1.2.3 结果与分析34-36
- 1.3 讨论36-38
- 第二部分 转基因玉米耐盐碱相关生理指标的检测38-58
- 1 试验材料与方法38-41
- 1.1 供试材料38
- 1.2 实验方法38
- 1.3 测定项目与方法38-41
- 2 结果与分析41-56
- 2.1 不同碱性盐浓度对玉米细胞膜透性的影响41-44
- 2.2 不同碱性盐浓度对玉米愈伤组织的脯氨酸含量的影响44-47
- 2.3 不同碱性盐浓度对玉米丙二醛含量的影响47-50
- 2.4 不同碱性盐浓度对玉米超氧化物歧化酶活性的影响50-53
- 2.5 不同碱性盐浓度对玉米过氧化物酶活性的影响53-56
- 3 讨论56-58
- 第三部分 结论58-59
- 参考文献59-64
- 图版说明64-68
- 致谢68
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