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《浙江大学》 2002年
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基因工程改良几种重要蔬菜的抗虫性

杨广东  
【摘要】: 大白菜(Brassica campestris ssp.pekinensis)、甘蓝(Brassica oleracea var.capitata)和辣椒(Capsicum annuum L.)是我国重要的三种蔬菜。目前,人们对无公害蔬菜的要求愈来愈强烈,在蔬菜生产中少有或不用化学药剂已成为世界农业关注的焦点。但是近年来菜青虫、小菜蛾、蚜虫等对十字花科蔬菜以及茄二十八星瓢虫、烟青虫、棉铃虫等对茄科蔬菜的危害有愈演愈烈的趋势,这使得生产中所施用化学杀虫剂的种类和数量也不断增加。化学杀虫剂不但杀死了害虫,同时也杀死了有益昆虫,破坏了自然生态平衡,其在自然界中的残留以及在食物链中的积累造成了严重的环境污染。由于在已有的种质资源中找不到可利用的抗虫材料,使得这几种蔬菜的常规抗虫育种受到了限制。利用基因工程技术手段培育抗虫蔬菜新品种是农业发展的一个重要方向,与传统的害虫防治相比,基因工程不仅具有选择性强、使用安全、投资少和见效快的优点,而且对于植物的保护具有连续性、全面性。 高效稳定的遗传转化体系的建立是获得转基因大白菜、甘蓝和辣椒的前提条件。实验研究了不同激素种类和添加物、不同基因型、不同苗龄和不同类型的外植体、预培与否、工程菌液浓度、侵染时间、共培养基pH值和共培养基中去掉微量元素Co~(2+)以及卡那霉素和头孢霉素浓度、添加乙酰丁香酮与否和添加时间等对大白菜、甘蓝和辣椒转化频率的影响,并对各影响因子进行了优化,初步建立了一套大白菜、甘蓝和辣椒高效稳定的遗传转化体系,使大白菜带柄子叶最高转化频率可达5.74%,甘蓝带柄子叶和下胚轴转化频率可达到3.17%和5.21%,辣椒的转化频率最高为16.5%。 利用根癌农杆菌法将Bt基因、修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(sck)、雪花莲外源凝集素基因(gna)等单价抗虫基因以及Bt-cpti融合蛋白基因和Bt-cpti-gna三价抗虫基因导入了大白菜,甘蓝和辣椒中,同时经基因枪轰击将Bt-cpti融合蛋白基因导入大白菜和甘蓝茎尖,并获得了卡那霉素抗性植株。再生植株分别经PCR、PCR-Southern、Southernblotting杂交证实,外源抗虫基因已经整合到大白菜、甘蓝和辣椒的基因组染色体中;Northern blotting杂交证实,外源基因(Bt、sck和gna)在转基因植株体内已正常进行了转录;胰蛋白酶抑制剂活性和凝集素凝血活性分析也表明sck基因和gna基因在植株体内已正常表达,并具有一定的生物活性。研究发现,大白菜,甘蓝和辣椒转sck基因、Bt基因和gna基因的部分植株中检测不到外源目的基因的转录产物或转录产物强弱差别很大;胰蛋白酶抑制剂和凝集素凝血活性分析证明转sck基因大白菜、甘蓝和辣椒的不同植株,其CpTI相对表达量存在较大差异,部分植株的表达量与对照相似甚至还低于对照;转gna基因的部分大白菜和辣椒植株没有凝血活性或仅有很弱的凝血活性,这表明这些基因在转基因植株体内发生了基因失活现象,转录前失活和转录后失活都有发生。大白菜和甘蓝转基因植株与非转化对照相比,除自交结实率低外,其他性状如花期、株型、种子千粒重等没有差异,而且自交结实率低的原因是由组培因素造成;辣椒转基 博士论文 摘要 因植株与对照在农艺性状方面没有差异。 公 菜青虫和棉铃虫室内喂饲转Sob基因、Bt基因、Bt-Cpri融合蛋白基因和B仰ri侧 三价基因的大白菜、甘蓝和辣椒植株叶片的结果表明,转基因植株具有一定程度的抗性, 室外自然抗虫性观察也证实部分转基因植株具有较高的抗虫性。室内和室外蚜虫抗性实 验证明转聊基因和BtCp打哪口三价基因的大白菜、甘蓝和辣椒植株具有一定的抗蚜性, 大白菜最高抑制蚜虫率在 32.6%,甘蓝最高为 39.5%。研究发现,不同基因转化而来的 转基因植株之间以及同一基因转化而来的转基因植株之间抗虫性差异很大,大白菜和甘 蓝转*仁…融合蛋白基因和m基因的再生植株抗虫性高于转SCk基因的植株,转 Bt-Cp打o三价基因的辣椒植株在所有转基因植株中抗虫性最好。抗虫性分析证实,转 SCk基因的大白菜、甘蓝和辣椒植株的抗菜青虫能力与其体内CpTI含量存在着一定的相 关关系。在质粒pC肚SBCK-OMGNA中由三个重复的章鱼碱合成酶基因*CS)上游增强 序列及甘露碱合成酶基因(MAS)启动子组成的高效复合OM启动子驱动下的聊基因 比在质粒pBinGNA中由 CaMV 355启动子驱动的岁叨基因更高效地表达,这在转 Bt-Cpn侧三价抗虫基因的大白菜或甘蓝植株中有部分植株的抗蚜性极明显高出转卵 ”基因植株得到体现。 以“GPllS刀7”和“ZB七-04”二个转Sob基因大白菜飞代株系为实验材料,研究 了新霉素磷酸转移酶基因(叩*)和修饰的虹豆胰蛋白酶抑制剂基因bCk)在L代的 遗传规律及表达特性。结果表明:转SCk基因大白菜TI代植株经卡那霉素室内种子筛选、 室内叶片筛选以及室外叶片筛选等均证实叩ill基因可以稳定遗传和表达,其中 “GPll.S.07”株系中卡那霉素抗感比为4.26-
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:S630.34

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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3 吴玲玲;王一娟;董刚;陈竹君;裴雁曦;;大白菜再生体系的正交设计优化[J];山西大学学报(自然科学版);2012年04期
4 李梅兰;王小菁;李洪清;;根癌农杆菌介导蓝猪耳转化系统的建立[J];园艺学报;2006年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 于守江;Cry Ⅰ AC基因的克隆及转化结球甘蓝的研究[D];东北农业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 谢迎秋,刘玉乐,朱祯;棉花曲叶病毒大基因间区启动子在宿主植物中的表达活性[J];中国科学C辑:生命科学;2000年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 王鹏;赵强;刘蕾;;植物源抗虫基因在作物育种中的应用[J];山东农业科学;2007年02期
8 张晓东;李利斌;宋宜现;李化银;刘立峰;高玲;高建伟;;大白菜高效稳定遗传转化体系的建立[J];山东农业科学;2010年02期
9 许会会;赵美爱;钤泰琳;刘维信;;农杆菌介导的薹菜遗传转化体系研究[J];山东农业科学;2011年05期
10 于洪欣,柳建军,冯兆礼;大白菜外植体分化诱导及植株再生的研究[J];山东农业科学;1998年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈火林;王志源;蒋健箴;;辣椒离体再生植株及其变异[A];中国园艺学会首届青年学术讨论会论文集[C];1994年
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4 李颖;李乃坚;余小林;王得元;袁四清;王恒明;;辣椒抗青枯病转基因育种研究[A];全国蔬菜遗传育种学术讨论会论文集[C];2002年
5 雷建军;;抗虫基因工程及其在蔬菜育种上的应用[A];全国蔬菜遗传育种学术讨论会论文集[C];2002年
6 雷建军;陈国菊;曹必好;曾国平;;蔬菜基因工程研究进展[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
7 张凤兰;;白菜根癌农杆菌介导法基因转化体系的建立[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
8 徐丽;张胜利;张建;陈颖;王兴智;朱筱娟;梁秀梅;;番茄抗黄瓜花叶病毒病基因转移的研究[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
9 林凤;钟晓红;戴思慧;黄远飞;;我国果品贮藏保鲜研究进展[A];全国第二次设施果树学术讨论会论文汇编[C];2005年
10 孟成民;曹必好;雷建军;陈国菊;刘娟旭;;菜心离体高效再生体系建立的研究[A];中国园艺学会第十届会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈洋;转cry1Ab/vip3H水稻抗螟性的鉴定及三类不同转基因水稻对其非靶标生物褐飞虱影响的评价[D];浙江大学;2010年
2 刘宏波;甘蓝型油菜抗病虫基因遗传转化及转基因植株抗性鉴定的研究[D];浙江大学;2010年
3 王丽丽;大白菜核基因雄性不育系定向转育及分子标记辅助育种研究[D];沈阳农业大学;2010年
4 王小刚;湖北麦冬种植优化和遗传多样性研究[D];华中科技大学;2011年
5 郝金凤;无载体无选择标记转基因耐贮藏甜瓜的培育[D];内蒙古大学;2010年
6 佘茂云;小麦组织培养再生相关基因克隆及分子特性分析[D];中国农业科学院;2011年
7 许明;籽粒苋AmA1基因和人乳铁蛋白基因转化水稻的研究[D];福建农林大学;2011年
8 石凤敏;蒙古冰草MwLEA3基因功能研究及MwRRT基因的克隆[D];内蒙古农业大学;2011年
9 刘丽;玉米丝氨酸羧肽酶基因(ZmSCP)的克隆及功能分析[D];四川农业大学;2011年
10 唐懿;苦瓜花药培养及培养过程中内源激素研究[D];四川农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 兰楠;利用天南星科凝集素构建内生工程真菌及其抗虫防病效果研究[D];华中农业大学;2010年
2 张帆;dsRNA介导的番木瓜环斑病毒(PRSV)的抗病性研究[D];华中农业大学;2010年
3 刘冉冉;枫香遗传转化体系的优化及转化PaFT基因的研究[D];华中农业大学;2010年
4 付雪林;转Bt基因甘蓝的抗虫性研究[D];华中农业大学;2010年
5 梁梅荣;澳大利亚扇子花Scaevola nitida R.Br的组织培养研究[D];华中农业大学;2010年
6 吴寿明;转基因抗虫棉单交种、三交种的优势分析[D];华中农业大学;2010年
7 卢小三;两个杨树无性系再生体系的建立及抗虫基因Cry1C+9C转化的初步研究[D];华中农业大学;2010年
8 张宽亮;含有红色荧光报告基因玉米CobA的T载体和表达载体构建研究[D];安徽农业大学;2010年
9 程明珠;杨树优良无性系再生体系的建立及转Bt基因的研究[D];安徽农业大学;2010年
10 文义凯;正义和反义PPase基因转化马铃薯的研究[D];甘肃农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柳建军,于洪欣;结球甘蓝的离体再生及基因转化研究初报[J];山东农业科学;2002年01期
2 黄海波;淡明;郭安平;贺立卡;;植物组织培养中存在的主要问题与对策[J];安徽农业科学;2006年12期
3 孙艳;;番茄cry1基因果实特异性植物表达载体的构建及其转化番茄的研究[J];安徽农业科学;2007年03期
4 张丽霞;刘慧;;转基因生物安全性新探[J];安徽农业科学;2007年03期
5 张彦妮;;影响植物组织培养成功的因素[J];北方园艺;2006年03期
6 李靖,李焕秀,李敏;瓜类蔬菜子叶组织培养研究进展[J];长江蔬菜;2004年07期
7 丁路明,龙瑞军,朱铁霞;2,4-D和6-BA对早熟禾愈伤组织诱导的影响[J];草原与草坪;2003年01期
8 杜雪玲,张振霞,刘萍,杨中艺,符义坤;2,4-D和6-BA对多年生黑麦草愈伤组织诱导影响的研究[J];草原与草坪;2005年03期
9 常金华;夏雪岩;张丽;李荣改;刘国庆;罗耀武;;高粱抗蚜基因的遗传分析和SSR标记定位[J];草业学报;2006年02期
10 李杰,朱延明,齐岩,代翠红,柏锡;OsMAPK4基因的克隆、序列分析及其植物表达载体的构建[J];东北农业大学学报;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 黎定军;辣椒高效离体再生与遗传转化体系建立及抗病转基因研究[D];湖南农业大学;2000年
2 刘万学;植物挥发性信息化合物在棉铃虫齿唇姬蜂寄主寻找行为中的作用[D];中国农业科学院;2002年
3 易图永;辣椒抗疫病相关基因的分析及QTL定位[D];湖南农业大学;2003年
4 何红;辣椒内生枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)防病促生作用的研究[D];福建农林大学;2003年
5 唐桂香;油菜高效再生体系的创建及农杆菌介导法基因转化研究[D];浙江大学;2004年
6 苏建亚;棉铃虫对转Bt基因棉抗性的分子机理及抗性基因分子检测技术[D];南京农业大学;2004年
7 张彦妮;复叶槭组织培养再生体系建立及其遗传转化初步研究[D];东北林业大学;2005年
8 赵军良;基因工程改良大白菜的抗虫抗病性研究[D];山西大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 成细华;结球白菜离体转化体系的建立及转LMV-CP基因植株的获得[D];首都师范大学;2000年
2 姜瑛;苋菜凝集素基因(ACA)转入甜瓜及其在转基因植物中的表达[D];东北农业大学;2001年
3 周敏;农杆菌介导花生转CpTI和bar基因的遗传转化研究[D];汕头大学;2002年
4 马翠萍;植物组培污染防治的研究[D];山东农业大学;2002年
5 袁静;农杆菌介导的苏云金杆菌抗虫基因cryIA(c)导入辣椒的遗传转化研究[D];华中师范大学;2003年
6 李凤梅;苏云金芽孢杆菌的筛选、鉴定及其杀虫晶体蛋白cry1Ab基因的克隆[D];四川农业大学;2003年
7 严慧玲;农杆菌介导的甘蓝遗传转化体系的研究[D];西北农林科技大学;2003年
8 王丹;根癌农杆菌介导ubiC基因转化甘蓝的研究[D];南京理工大学;2002年
9 周焕斌;Bt基因转化花椰菜的研究[D];华中农业大学;2003年
10 张平;农杆菌介导的抗虫基因的共转化研究[D];扬州大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 付超;王婷婷;银利辉;王玉川;侯雷平;高行英;李梅兰;;农杆菌介导番茄遗传转化的相关因素优化[J];分子植物育种;2013年05期
2 杜丽;姚瑶;李勇鹏;;‘洛阳包头’大白菜叶柄高效植株再生体系的建立[J];北方园艺;2014年04期
3 侯雷平;李梅兰;;蓝猪耳研究进展[J];山西农业科学;2008年05期
4 吴玲玲;刘志强;张丽萍;乔增杰;陈竹君;裴雁曦;;胞质雄性不育新基因T1243在大白菜中的遗传转化[J];山西大学学报(自然科学版);2014年01期
5 龙海涛;李洪清;李玲;;根癌农杆菌介导蓝猪耳转化的影响因素研究[J];亚热带植物科学;2008年02期
6 杨丽梅;方智远;刘玉梅;庄木;张扬勇;孙培田;;“十一五”我国甘蓝遗传育种研究进展[J];中国蔬菜;2011年02期
7 苏彩霞;李君明;霍秀文;范维强;刘磊;;番茄遗传转化体系的建立及LC和GFP标记基因的表达[J];中国农学通报;2007年06期
8 董喜才;杜建中;王安乐;魏国英;陈朝辉;;乙酰丁香酮在植物转基因研究中的作用[J];中国农学通报;2011年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 柳玉晶;百合原生质体分离及培养的研究[D];东北农业大学;2006年
2 苏彩霞;利用激活标签法筛选番茄突变体的研究[D];内蒙古农业大学;2007年
3 吴玲玲;胞质雄性不育新基因T1243在大白菜中的遗传转化[D];山西大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 瞿晓苍;地膜甘蓝、西瓜、大白菜套作栽培技术[J];农业科技通讯;2004年11期
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10 刘建玲,李仁岗,廖文华,贾可,孟娜,崔哲;白菜-辣椒轮作中磷肥的产量效应及土壤磷积累研究[J];中国农业科学;2005年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 申书兴;王彦华;李晓峰;顾爱侠;张玉成;;大白菜与结球甘蓝异附加系的创建及附加染色体的SSR鉴定[A];2008年园艺植物染色体倍性操作与遗传改良学术研讨会论文摘要集[C];2008年
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7 闫春芳;;地膜鲜黏玉米复种大白菜技术[A];第四届全国鲜食玉米暨速冻果蔬大会专集[C];2008年
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10 郝云凤;李可伟;张培宏;李小红;马俊;顾敏;;巴彦淖尔市城郊早熟马铃薯复种大白菜高产栽培技术[A];中国作物学会马铃薯专业委员会2008年马铃薯大会论文集[C];2008年
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4 记者 卞思杰;明年大白菜咋种才赚钱[N];济南日报;2006年
5 赵红梅;冬储大白菜上市质优价稳[N];河北日报;2007年
6 本报记者 李竞立 刘云;安宁农民种出“巨型”大白菜[N];云南日报;2007年
7 本报记者 刘丽娜;胶州大白菜品牌成就规模[N];青岛日报;2009年
8 李荣云;大白菜贮藏措施[N];中国特产报;2004年
9 丰硕;大白菜防病先治虫[N];农民日报;2002年
10 魏雅华;评“卖彩电不如卖大白菜”[N];中国信息报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨广东;基因工程改良几种重要蔬菜的抗虫性[D];浙江大学;2002年
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7 王丽丽;大白菜核基因雄性不育系定向转育及分子标记辅助育种研究[D];沈阳农业大学;2010年
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9 于占东;大白菜营养品质性状遗传效应分析及TuMV-Nib基因克隆与转化研究[D];山东农业大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛佳;大白菜抗芜菁花叶病毒SSR标记及其系统获得性抗性反应基因表达分析[D];首都师范大学;2005年
2 王志和;大白菜亲本耐热性筛选方法的研究[D];山东农业大学;2005年
3 潘凯;大白菜花芽分化和抽薹过程的光温诱导效应及其机理研究[D];东北农业大学;2000年
4 屈淑萍;大白菜品质性状综合评价及配合力研究[D];东北农业大学;2000年
5 熊玉兰;橘红心白菜和普通大白菜类胡萝卜素代谢途径主要酶基因的表达分析[D];首都师范大学;2002年
6 吕建华;夏播大白菜未熟抽薹原因研究[D];河南农业大学;2001年
7 张继红;大白菜小孢子再生植株的遗传分析[D];华中农业大学;2004年
8 王文雅;大白菜部分三体光合作用研究[D];河北农业大学;2001年
9 陶新颖;大白菜自交不亲和基因的分子鉴别[D];山东农业大学;2004年
10 阎瑾琦;大白菜抗芜菁花叶病毒病基因的RAPD分子标记研究[D];中国农业科学院;2000年
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