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《中国农业科学院》 2018年
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Waqas Malik  
【摘要】:世界上包括中国和巴基斯坦在内的50多个国家都有棉花种植。由于其具有重要的经济价值,棉花被喻为“白金”。但是,棉花的生长过程中会面临许多问题,如虫害,杂草和CLCuD,特别是在巴基斯坦,这些情况尤为严重。虫害可以被杀虫剂防治,而由CLCuD引起的曲叶病却仍然无法防控,常常造成巨大的经济损失。生物技术在解决棉花虫害和病害上展现出了极大的潜力。Bt棉花即是棉花生物技术产生的一个奇迹。然而,自从种植Bt棉花以来,也出现了对于鳞翅目昆虫产生抗性的报道。因此,培育具有高Bt毒素水平且对CLCuD具有强耐受性的多抗棉花种质,对棉花生产的发展具有重要意义。基于此,本研究构建了携带不同启动子组合(即CaMV35S,NOS和PS-1)的Cry1Ac或Cry2Ab4的多基因表达载体,并在烟草中进行了表达;同时,进行了 CLCuD致病的的生化基础研究,以为棉花育种提供参考。研究结果表明:Cry1Ac或Cry2Ab4在转基因烟草中得到成功表达。对转基因烟草进行RT-PCR和qRT-PCR的结果证明,与包含两个表达盒的载体相比,含三个表达盒的表达载体,其Cry1Ac和Cry2Ab4基因的表达水平更高,其中Cry1Ac基因的表达量高1.5倍,Cry2Ab4基因高3.5倍,预示着含三个表达盒的表达载体具有更好的抗虫效果。另外,本研究对S-12,Mac-7,EG1和EG2这4个棉花种质及其F1和F2杂种进行了 CLCuD胁迫,抗病性鉴定表明,4个种质中Mac-7对CLCuD具有高度耐受性,无发病症状。生化分析结果也表明,Mac-7具有较高的SOD,POD,CAT活性,总叶绿素,类胡萝卜素和总可溶性糖含量也较高。在F1杂交种中,F1(Mac-7×EG1)的棉花植株表现出CLCuD感病2级的症状,F1(Mac-7×EG2)的棉花植株表现出CLCuD感病3级的症状,出现了明显的病症。两类杂交的F2代植株也均表现出不同程度的感病特性,且与一些物质的生化活性相关。TSP与PAL和PPO含量表现出最大正相关,且具有极显着相关性,POD与Chl“a”之间具有最大的负相关,且具有显着相关性。总之,目前的研究结果表明,用不同的启动子驱动Bt基因,将多个抗虫基因表达盒构建至同一表达载体,并结合揭示的CLCuD的生化基础,可以用于培育高抗虫且耐CLCuD的棉花新品种。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S562

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