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《河北农业大学》 2004年
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低木质素含量的转基因毛白杨(Populus tomentosa)的获得与毛白杨4CL基因启动子的克隆

贾彩红  
【摘要】:木质素是植物体中具重要生物功能的次生代谢产物。然而纸浆生产主要是将原料中的木质素与用于造纸的纤维素分离,该工艺过程产生了造纸工业的主要污染废液,并且增加造纸成本。毛白杨是我国重要的造纸用树种,本研究目的在于利用反义RNA技术,在分子水平调节木质素的生物合成,降低中国特有造纸树种毛白杨的木质素含量,培育更适于我国造纸工业的原料树种。 通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导,将反义CCoAOMT cDNA和4CL cDNA转入三倍体毛白杨。经PCR,PCR-Southern及Southern检测,确认获得了转基因植株。RT-PCR和Western检测结果表明整合到植株基因组的反义cDNA已在植物体内表达。测定生长约6个月的转基因杨树下部茎杆的Klason木质素含量,结果表明表达反义CCoAOMT或4CL均可降低转基因植株的木质素含量。转反义4CL的株系中,Klason木质素含量比野生型对照下降最高达41.73%;转反义CCoAOMT的株系中木质素含量下降最高达16.31%。 对表达反义4CL的株系进行综纤维素含量测定,结果发现转基因植株与对照没有明显变化,据此推测4CL可能并非木质素与碳水化合物的代谢调节点,与国外研究报道不同。 转基因植株茎杆在剥皮后呈现程度不等的红褐色,而对照为白色。茎杆全部为红褐色的转基因株系中木质素含量下降最多,茎杆局部为红褐色或呈现红褐色斑点的株系中木质素含量下降幅度减小。野生型对照茎杆的Wiesner反应为典型的紫红色,转基因植株红褐色茎杆的Wiesner反应为红色。茎杆为红褐色斑块的株系中,红褐色部分的Wiesner反应呈红色,白色部分与对照相同,呈典型紫红色,进一步证明颜色改变与转基因株系木质素含量的关系。本文认为茎杆颜色的改变可作为一个辅助指标筛选低木质素含量的转基因株系。 利用PCR方法从毛白杨(Populus tomentosa)基因组DNA中扩增得到了4CL基因启动子片段,序列分析显示了毛白杨4CL基因启动子与美洲山杨(P.tremuloids)中4CL基因启动子cDNA核苷酸序列同源性为95%。通过一系列的DNA重组,构建了4CL基因特异启动子表达框架载体,PCR扩增与酶切检测确证构建无误。农杆菌介导转化烟草,已获得转化植株。
【学位授予单位】:河北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S792.117

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【引证文献】
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