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小麦耐盐、抗病转基因育种研究

薛哲勇  
【摘要】:普通小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的粮食作物之一,在我国北方地区(除东北外),粮食作物以小麦为主。但是在日益恶化的环境条件下,包括土地盐渍化和沙漠化、各种虫害、以及细菌和真菌感染,小麦生产受到了严重影响。解决这一问题最有效的手段是培育抗逆性强的小麦品种。除了常规育种以外,上个世纪90年代以来发展起来的植物基因工程技术,特别是农杆菌介导的单子叶植物转基因方法的突破,以及各类与抗逆和抗病相关的植物功能基因的大量克隆,使农作物的抗逆和抗病基因工程方兴未艾。本论文研究小麦农杆菌介导的转基因方法,并且探讨Na~+/H~+逆向转运蛋白基因对小麦抗盐,以及抗真菌的α-thionin(硫堇)基因DB4对小麦抗白粉病的作用。 1.Na~+/H~+逆向转运蛋白基因AtNHX1对小麦耐盐的作用 盐碱地对于植物生长的影响主要是通过Na~+对细胞的毒害作用引起。为了提高小麦在盐碱地中的产量,获得耐盐的小麦新种质和新品系,我们将来自拟南芥的Na~+/H~+逆向转运蛋白基因AtNHX1通过农杆菌介导的基因转化方法导入小麦品种,获得的转基因小麦后代遗传和表达了Na~+/H~+逆向转运蛋白基因,并通过Na~+在液泡中的区隔化,减少细胞质中Na~+浓度,从而提高植株的耐盐性。 本实验采用了两种农杆菌侵染方式:1) 幼胚和愈伤组织侵染,2) 茎尖生长点浸染。 1) 幼胚和愈伤组织侵染 将小麦品种烟优361、烟103、核生3号的幼胚,幼胚来源的幼龄胚性愈伤组织和培养多年的胚性愈伤组织,用含报告基因nptⅡ和35S启动子驱动的目的基因AtNHX1的农杆菌菌株GV3101,AGL1,EHA105感染和共培养后,用50-150mg/L巴龙霉素筛选抗性愈伤组织及转化植株。用AtNHX1基因的特异引物对抗性植株的总DNA进行PCR检测,PCR阳性频率为1.3%(烟103)和2.9%(核生3号)。进一步用基因组的Southern杂交证实了AtNHX1基因已经整合到小麦基因组中,并以单拷贝和双拷贝形式存在。染色体原位杂交实


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