广谱抗病（GO）基因转入水稻恢复系的研究

【摘要】： 本研究通过有性杂交方式将葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase,GO)基因从粳稻(Oryza sativa L.ssp.japonica)日本晴(Nipponbare)转入籼稻(O.sativassp.Indica)蜀恢162(shuhui 162),经RT-PCR分子鉴定和淀粉-KI显色反应确定GO基因已导入籼稻蜀恢162。GO基因籼稻蜀恢162F_1分别与乐恢188和缙恢21进行有性杂交。采用生理生化方法对GO基因籼稻蜀恢162F_1及其复交F_1材料叶片进行过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)活性检测和POD同工酶电泳分析。抗性鉴定稻瘟病菌诱发的GO基因蜀恢162F_1及其复交F_1。结果如下: (1) RT-PCR分子鉴定结果证明了有性杂交方式在水稻亚种间转GO基因的可行性,GO基因已在分子水平整合和转录进蜀恢162基因组;淀粉—KI显色反应结果说明GO基因已在蛋白质水平表达。 (2)无论是经稻瘟病诱发的植株,还是未经稻瘟病诱发的植株,GO基因籼稻蜀恢162F_1及其复交F_1材料叶片的POD、CAT、SOD活性均比对照提高;未感病植株材料叶片POD、CAT、SOD活性高于感病植株材料叶片;转基因植株POD同工酶电泳条带显色比非转基因植株更深。说明GO基因已在籼稻蜀恢162F_1中蛋白质水平表达并发挥作用;GO基因已转入复交F_1材料并发挥抗病作用。 (3)叶瘟病抗性鉴定:转基因籼稻蜀恢162F_1抗性评价为中抗(MR),而对照为高感(HS)。日本晴(GO)/蜀恢162//乐恢188F_1植株中有80%表现为抗(R),而对照高感(HS)为79%。日本晴(GO)/蜀恢162//缙恢21F_1植株中有78%为抗(R),而对照中感(MS)为25%,感(S)为31%,高感(HS)为22%。经DPS分析,除日本晴(GO)/蜀恢162//缙恢21F_1植株中有1个株系外,其余株系均与对照存在显著性差异关系。日本晴(GO)/蜀恢162//缙恢21F_1的病情指数高于日本晴(GO)/蜀恢162//乐恢188F_1的病情指数。说明转基因籼稻对稻瘟病具有明显的抗性,且GO基因的再次转育取得成功,只是在不同品系中的转育成功率和抗性有所差异。 (4)颈瘟病抗性鉴定:葡萄糖氧化酶基因杂交后代株系的抗病性比其对照要强,非GO基因后代株系中出现高感稻瘟病的单株较多;不同遗传背景的GO基因后代株系,抗病单株出现的频率有较大差异,说明GO基因在不同遗传背景中表达强度不一致。 (5)本研究是基因工程与常规育种相结合的成功应用。