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《复旦大学》 2003年
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天南星凝集素和石蒜凝集素基因的克隆及抗虫研究

赵秀云  
【摘要】: 利用基因工程培育抗病虫作物是抗性育种重要的现代化手段。研究表明一些植物凝集素对多种害虫尤其是对同翅目类害虫有较强的抗性。为了更多的对植物凝集素基因进行研究,以天南星和石蒜为材料,利用RACE-PCR克隆技术,成功克隆出了它们的凝集素基因。通过相关的生物信息学分析,发现这两个基因的核苷酸序列及其推导出的氨基酸序列与石蒜科、兰科以及天南星科其它植物的凝集素基因有很高的同源性,为甘露糖特异结合的凝集素基因。 为了研究天南星凝集素AHA的功能,构建了AHA的原核表达体系。将编码天南星凝集素成熟蛋白的基因序列构建到了原核表达载体pQE-30中,通过转化大肠杆菌M15菌株,在IPTG的诱导下表达出了目的蛋白,并对目的蛋白进行了纯化。将纯化的蛋白加入到人工饲养液中饲喂蚜虫,发现纯化的天南星凝集素蛋白有抗虫活性,能抑制蚜虫的生存和繁殖。 为了研究天南星凝集素基因在利用基因工程技术培育抗虫转基因植物中的潜在应用价值,构建了含天南星凝集素基因(aha)的植物表达载体pBI121-AHA,利用冻融法将载体导入根癌农杆菌菌株EHA105中。采用农杆菌介导的烟草叶盘转化法,将aha转入烟草中,在诱导生根移栽后对烟草植株进行了一系列的分子检测。并对部分PCR阳性植株进行了Southern blot和Northern blot杂交检测。Southern blot杂交结果显示天南星凝集素基因已经整合到了烟草的基因组中,Northern blot结果表明转基因烟草成功表达了天南星凝集素基因。对表达AHA的转基因植株的抗虫(蚜虫)分析表明,转基因植株对蚜虫具有明显抗性,能有效抑制蚜虫的生存和繁殖。 通过研究,证实了天南星凝集素对同翅目类的害虫如蚜虫具有抗性。植物凝集素基因是一类有广阔应用价值的抗虫基因。研究结果表明通过转植物凝集素基因的途径得到抗虫性的一些植物品种是可行的。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S332

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