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农杆菌介导BDN1基因转化马铃薯抗旱性研究
作 者: 潘映雪
导 师: 石瑛
学 校: 东北农业大学
专 业: 作物遗传育种
关键词: 马铃薯 农杆菌介导 BDN1基因 耐旱 遗传转化
分类号: S532
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
本研究以马铃薯品种克新18号和东农303的脱毒微型薯为研究对象,用农杆菌介导法将抗旱基因BDN1转入马铃薯,经PCR和Southern blot检测,证明BDN1基因已转入马铃薯基因组中,经半定量RT-PCR检测,证明BDN1基因在马铃薯基因组中正常转录。试验对激素配比浓度、脱菌剂种类与浓度、共培养时间及选择压进行了研究,建立了高效的马铃薯再生及遗传转化体系。试验通过对转基因植株的相对含水量、脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶及过氧化物酶活性的测定,初步验证了转基因植株对水分胁迫的抗性比对照植株有所提高。其主要研究结果如下:1.确定了薯块再生培养基为MS+ZT4mg/L+IAA1mg/L,克新18号出芽率82.61%,东农303出芽率86.36%。2.确定了农杆菌菌液侵染浓度OD600=0.7,侵染时间5min。克新18号薯块出芽率83.33%,污染率12.5%;东农303薯块出芽率90.91%,污染率9.09%。确定了克新18号薯块以共培养3d转化效果好,薯块出芽率80%,东农303薯块共培养2d转化效果好,薯块出芽率85%;污染率10%。3.对羧苄青霉素和进口头孢噻肟钠的不同浓度进行了比较试验,确定了羧苄青霉素的有效抑菌浓度300mg/L,进口头孢噻肟钠的有效抑菌浓度150mg/L。4.采用的抗性选择剂为卡那霉素(Kan),筛选方式为延迟7d筛选,结果表明薯块芽诱导阶段Kan浓度100mg/L,生根阶段的Kan浓度125mg/L。5.克新18号共获得50个抗性植株,26株通过了生根筛选,其中13株PCR呈阳性,Southern blot杂交4株有杂交信号;东农303获得90个抗性植株,35株通过了生根筛选,其中27株PCR呈阳性,Southern blot杂交4株有杂交信号,说明目的基因BDN1已经整合到马铃薯基因组中。进一步的半定量RT-PCR检测结果表明目的基因BDN1在马铃薯抗性植株中得到表达。6.对Southern blot杂交呈阳性的转基因植株进行了生物学检测,将转基因及对照植株进行水分胁迫处理,15d后分析了6个生理指标的变化情况,结果表明8个转基因植株的生理指标与对照植株有一定的差异,说明干旱胁迫下外源BDN1基因在转基因植株中得到表达,提高了转基因马铃薯植株的耐旱能力。
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全文目录
摘要 8-9 Abstract 9-11 1 前言 11-22 1.1 研究目的与意义 11-12 1.2 文献综述 12-22 1.2.1 土壤干旱对马铃薯生产的影响 12-13 1.2.2 植物转基因技术研究进展 13-14 1.2.3 脱水素与植物耐旱基因工程研究进展 14-16 1.2.4 马铃薯基因工程研究进展 16-20 1.2.5 转基因植物发展现状 20-22 2 材料与方法 22-37 2.1 试验材料 22-24 2.1.1 植物材料 22 2.1.2 菌株和质粒 22 2.1.3 试剂和酶 22-23 2.1.4 激素和抗生素 23 2.1.5 仪器设备 23-24 2.2 试验方法 24-37 2.2.1 农杆菌介导法将 BDN1 基因转入马铃薯 24-25 2.2.2 马铃薯遗传再生体系的优化 25-26 2.2.3 转化植株的分子检测 26-32 2.2.4 转基因植株的移栽 32-33 2.2.5 转基因植株的生理检测 33-37 3 结果与分析 37-51 3.1 薯块再生培养基的确定 37-38 3.2 遗传转化影响因素的探讨 38-41 3.2.1 菌液浓度和侵染时间的确定 38-39 3.2.2 共培养时间的确定 39 3.2.3 脱菌剂种类及浓度的确定 39-40 3.2.4 芽诱导阶段选择压力的确定 40-41 3.2.5 生根阶段选择压力的确定 41 3.3 转基因植株的获得 41 3.4 再生植株的分子检测 41-43 3.4.1 抗性植株 PCR 检测 41-42 3.4.2 转基因植株 Southern 检测 42-43 3.4.3 转基因植株半定量 RT-PCR 检测 43 3.5 转基因植株的生物学检测 43-51 3.5.1 水分胁迫下叶片相对含水量的变化 43-44 3.5.2 水分胁迫下叶片脯氨酸含量的变化 44-45 3.5.3 水分胁迫下叶片丙二醛含量的变化 45-46 3.5.4 水分胁迫下叶片叶绿素含量的变化 46-47 3.5.5 水分胁迫下叶片超氧化物歧化酶活性的变化 47-48 3.5.6 水分胁迫下叶片过氧化物酶活性的变化 48-49 3.5.7 转基因与对照植株生理指标差异显著性分析 49-51 4 讨论 51-53 4.1 再生培养基的确定 51 4.2 农杆菌侵染与共培养对遗传转化的影响 51 4.3 Kan 浓度的选择对遗传转化的影响 51-52 4.4 BDN1 基因在转基因马铃薯中的表达 52-53 5 结论 53-54 致谢 54-55 参考文献 55-64 附录 64-65 图版 65-67 图版说明 67-68 攻读硕士学位期间发表的论文 68
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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 薯类作物 > 马铃薯(土豆)
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