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转rol基因杨树苗期性状对比研究

作　者: 张晓军
导　师: 杨敏生
学　校: 河北农业大学
专　业: 园林植物与观赏园艺
关键词: 三倍体毛白杨 741杨生长变异叶绿素光合速率内源激素
分类号: S792.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

外源基因能否在转基因植物中稳定表达是影响植物应用前景的重要因素。研究表明,在许多情况下,外源基因整合进目的植物基因组后,其表达与稳定性和转基因的失活与沉默有关;外界环境条件和植物的生长发育通过影响外源基因的失活与沉默而影响外源基因的表达与稳定性。转Ri质粒三倍体毛白杨于2004年种植,经过6年的田间栽培管理,其外源基因是否还在植物中稳定表达是人们普遍关心的问题。Ri质粒上含有诱根基因即rol基因,将Ri质粒、单个或几个rol基因组合导入植物体内均能提高植物的生根能力,但是某些植物在转入rol基因后往往会使植株表现出一些的变异,如出现植株矮化、叶面皱缩、节间缩短、分枝能力增强等性状,对植物的生长发育产生了很大的影响。为研究外源基因在成年树木中的表达差异和稳定性,以及rol基因对植物造成的变异,本研究以6年生转Ri质粒三倍体毛白杨成年树木和经rolB、rolC基因转化的1年生741杨株系为材料,分别以未转基因的三倍体毛白杨成年树木和741杨为对照,对试验材料各株系进行了PCR检测、形态变化、叶绿素含量、光合特性、荧光特性和内源激素含量变化方面的研究,结果如下:通过对转基因株系外源基因进行PCR分子生物学检测,证明外源基因在杨树基因组中稳定存在。通过对转基因株系形态变化的进行研究发现:在转Ri质粒株系中,转基因株系的叶柄长度小于对照株系,叶片长和叶片宽度均小于对照株系,叶片长宽比大于对照株系,叶面积小于对照株系;71%的转基因株系树高低于对照株系;转基因株系和对照株系节间距的差异无规律性;81%的转基因株系胸径低于对照株系。在转rol基因株系中,转rolB基因株系的叶柄长、叶片长和叶片宽度均大于对照株系,叶面积与对照株系差别不大;转rolC基因大部分株系的叶柄长和叶片长均小于对照株系,转基因株系的叶片宽度小于对照株系;从叶片的长宽比可以看出,转rolB基因株系稍大于对照株系,所有转rolC基因株系均大于对照株系;在转rolC基因株系叶面积方面,只有株系C-8和C-18稍大于对照株系,其它株系均小于对照株系。在转rolB、rolC基因1年生741杨株系中,转rolB基因株系B-9和B-13均比对照株系高;转rolC基因株系的苗高均比对照株系低。转rolB基因株系的地径均比对照株系高,转rolC基因株系的地径均比对照株系低。转rolB、rolC基因株系的节间距均比对照株系小,转rolB基因株系的节间距比转rolC基因株系大。对转基因株系的叶绿素含量、光合特性及荧光特性进行测定结果表明:在转Ri质粒株系中,对照株系叶片中的叶绿素a和a+b含量最高;在转rol基因株系中,转rolB基因株系的叶绿素a、b、a+b含量均高于对照株系。转rolB、rolC基因株系的净光合速率均低于对照株系,转rolB基因株系均高于转rolC基因株系。转Ri质粒株系的Fv/Fm值、PI值均低于对照株系;转rolB、rolC基因株系的Fv/Fm值均低于对照株系,转rolB基因株系的PI值均低于对照株系。通过HPLC法对转基因株系叶片的内源激素含量进行了测定,发现大部分转Ri质粒株系叶片的内源GA3含量、所有株系叶片的内源IAA含量、部分株系叶片的内源ABA含量、所有株系叶片的内源IAA/ABA比值均高于对照株系。在转rol基因株系中,大部分转基因株系叶片的内源GA3含量高于对照株系,转rolB基因和转rolC基因株系间无规律性差异;所有转基因株系叶片的内源IAA含量均高于对照株系,转rolB基因株系的内源IAA含量均高于转rolC基因株系;大部分转基因株系叶片的内源ABA含量低于对照株系,转rolB基因和转rolC基因株系间的差异并无规律性;所有转基因株系叶片的内源IAA/ABA比值均高于对照株系,转rolB基因和转rolC基因株系间无规律性差异。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 引言  10-17
  1.1 本试验研究目的和意义  10
  1.2 发根农杆菌和Ri 质粒  10-12
  1.3 rol 基因研究概况  12-13
    1.3.1 rolB 基因  12-13
    1.3.2 rolC 基因  13
  1.4 发根农杆菌Ri 质粒rol 基因在林木遗传改良上的应用  13-17
    1.4.1 有效提高植物生根能力  13-14
    1.4.2 转化单个rol 基因，定向改变林木生长性状  14-15
    1.4.3 通过rol 基因转化培育新品种  15-16
    1.4.4 通过诱导植物毛状根产生次生代谢物质  16-17
2 材料与方法  17-24
  2.1 试验地概况  17
  2.2 试验材料  17
  2.3 试验方法  17-23
    2.3.1 转基因株系的DNA 水平检测  17-21
    2.3.2 转基因株系形态变化的研究  21
    2.3.3 转基因株系叶绿素含量的测定  21-22
    2.3.4 转基因株系光合特性的测定  22
    2.3.5 转基因株系荧光特性的测定  22
    2.3.6 转基因株系内源激素含量的测定  22-23
  2.4 数据处理及分析  23-24
3 结果与分析  24-46
  3.1 PCR 检测结果  24-26
  3.2 转Ri 质粒三倍体毛白杨成年树木的形态变异  26-28
    3.2.1 叶片的变异研究  26-27
    3.2.2 树高、节间距和胸径的变异  27-28
    3.2.3 生长指标的相关关系研究  28
  3.3 转rolB、rolC 基因741 杨的形态变异  28-33
    3.3.1 转rolB 基因和转rolC 基因株系叶片形态的对比分析  28-30
    3.3.2 转rolB 基因和转rolC 基因株系苗高季节变化的对比分析  30-31
    3.3.3 转rolB 基因和转rolC 基因株系地径季节变化的对比分析  31-32
    3.3.4 转rolB 基因和转rolC 基因株系节间距季节变化的对比分析  32-33
  3.4 转基因株系叶绿素含量的变化差异  33-34
    3.4.1 转Ri 质粒三倍体毛白杨成年树木株系间叶绿素含量的差异  33-34
    3.4.2 转rolB 基因和转rolC 基因株系叶绿素含量的对比分析  34
  3.5 转rolB 基因和转rolC 基因株系光合性能的对比分析  34-35
  3.6 转rolB基因和转rolC基因株系叶绿素含量与净光合速率的相关关系研究  35-36
    3.6.1 转rolB 基因株系叶绿素含量与净光合速率的相关分析  35-36
    3.6.2 转rolC 基因株系叶绿素含量与净光合速率的相关分析  36
  3.7 转基因株系荧光特性的分析  36-38
    3.7.1 转Ri 质粒三倍体毛白杨成年树木株系间荧光性状的差异  36-37
    3.7.2 转rolB 基因和转rolC 基因株系荧光性状的对比分析  37-38
  3.8 转基因株系叶绿素含量与荧光特性的相关关系研究  38-40
    3.8.1 转Ri 质粒三倍体毛白杨成年树木叶绿素含量与荧光特性的相关分析  38-39
    3.8.2 转rolB 基因株系叶绿素含量与荧光特性的相关分析  39
    3.8.3 转rolC 基因株系叶绿素含量与荧光特性的相关分析  39-40
  3.9 转基因株系内源激素含量的变化分析  40-46
    3.9.1 转Ri 质粒三倍体毛白杨成年树木叶片内源激素含量的变化分析  40-43
    3.9.2 转rolB、rolC 基因741 杨叶片内源激素含量的变化分析  43-46
4 讨论  46-50
  4.1 外源基因的检测  46
  4.2 形态表型的差异  46-47
  4.3 叶绿素和光合特性的差异  47-48
  4.4 荧光特性的差异  48
  4.5 内源激素含量的差异  48-50
5 结论  50-51
参考文献  51-57
附图  57-59
在读期间发表的学术论文  59-60
作者简介  60-61
致谢  61-62

转rol基因杨树苗期性状对比研究

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