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油菜抗草甘膦除草剂资源的鉴定及筛选

柳寒  
【摘要】:油菜(rapeseed)是世界广泛种植的油料作物之一,是重要的食用油源和蛋白质饲料来源,也是重要的工业原料。我国油菜种植面积和总产量均居世界首位,然而每年的生物和非生物胁迫都对油菜的高产稳产造成严重威胁,提高油菜抗胁迫能力将能显著提高产量。草害是油菜最重要的生物胁迫之一,也是油菜高产的主要障碍之一,不仅造成油菜大幅减产,还花费了大量的劳动力除草。因此,对杂草的有效防治与根除对油菜生产具有重大意义。影响油菜生产的杂草种类繁多,化学除草对施药时间和剂量都有严格要求,对作物有一定的适用范围,对杂草有一定的选择性,往往难以达到理想的效果。因此,培育和推广抗除草剂油菜品种可以有效控制草害,减少中耕除草用工,提高油菜产量,增加效益。 本研究一方面将人工合成改造的抗草甘膦基因cp4-epsp转化拟南芥和油菜进行抗性鉴定,另一方面对油菜种子进行甲基磺酸乙酯(Ethyl methanesulfonate, EMS)诱变,在M2代中筛选抗草甘膦突变体,同时还克隆了白菜型油菜中的5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase, EPSP合成酶)基因,其主要研究结果如下: (1)获得了cp4-epsp转基因拟南芥和油菜植株,抗性鉴定结果表明转基因植株在稀释100倍的41%农达异丙胺盐制剂喷洒条件下仍能继续生长,而对照即使使用稀释400倍的同等制剂喷洒也不能存活。 (2)以湘油15号种子为材料,使用0.45%的EMS诱变剂处理后获得了诱变群体M1代。用稀释200倍的41%农达异丙胺盐制剂喷施M2代4-5片真叶期植株筛选抗草甘膦突变体,结果植株10天后全部枯萎凋亡,没有筛选到抗性株。 (3)在白菜型油菜Yellow Sarson中克隆到epsp基因的两个拷贝epsp384和epsp319。序列分析表明这两个拷贝的核酸序列同源性为92%,蛋白质序列同源性为95%。进化树分析显示epsp384与中国白菜中的epsp基因来源相同,epsp319与甘蓝型油菜中的epsp基因来源相同。与21个不同来源的EPSP合成酶蛋白质序列进行比对分析发现,其大部分氨基酸均高度保守。


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