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抗除草剂水稻培育及应用研究

作　者: 吴慧敏
导　师: 牟同敏；林拥军
学　校: 华中农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 抗除草剂水稻 转基因 农杆菌介导法 bar基因 CP4-EPSPS基因 杂种纯度
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


水稻（Oryza sativa L）是我国乃至世界上的主要粮食作物,是全球近一半人口的主要热量来源。在我国,其总面积、总产量和单位面积产量均居各类粮食作物的首位。全国由于杂草危害直接造成的水稻产量损失达一千万吨以上,为了防除稻田杂草,不仅投入人力、物力和财力,还喷洒大量除草剂,对环境造成严重污染。随着抗除草剂转基因大豆、玉米、油菜在生产上的大面积种植,由此导致除草剂使用量相应大幅度减少,愈加表现出抗除草剂作物的优越性。因此,利用植物基因工程培育抗除草剂优质高产水稻品种将经济有效的控制稻田杂草,从而推动我国粮食生产。 本研究通过农杆菌介导法,将对除草剂草丁膦具有抗性的草丁膦乙酰转移酶基因（bar基因）和人工改造合成的具有除草剂草甘膦抗性的CP4-EPSPS基因转入水稻不同品种中,获得抗除草剂草丁膦和抗除草剂草甘膦的转基因植株,同时对利用现有抗除草剂水稻品种进行杂交转育及将抗除草剂水稻应用到实际生产的可行性作了探讨。其主要研究结果如下: 1 通过根癌农杆菌介导法成功的将除草剂草丁膦抗性基因bar基因和人工改造合成的除草剂草甘膦抗性基因CP4-EPSPS基因分别转入水稻品种2354、明恢63和中花11中。其中,水稻品种2354共获得30株转基因植株,明恢63获得45株,中花11获得207株。 2 PCR、田间抗性和Southern blot杂交检测表明:抗除草剂bar基因已经整合进水稻基因组中,且抗性植株多为单拷贝插入。PCR和田间除草剂抗性检验表明:通过农杆菌介导的CP4-EPSPS基因已经整合进水稻基因组中,同时人工改造合成的CP4EPSPS基因具有除草剂草甘膦的抗性。结果表明首次利用草甘膦作为筛选剂培育抗草甘膦水稻获得成功。 3 抗除草剂新品系与原始品种主要农艺性状比较表明,通过回交转育已经培育出大华25和明恢63具有除草剂抗性的新品系。 4 不同浓度除草剂和不同时期处理对抗除草剂水稻生长影响研究表明,秧苗3-5叶期用15%的Basta稀释600-800X去除假杂种,提高杂交种的田间纯度,效果最佳;在水稻插秧后分蘖盛期用600-800X的Basta除草剂喷施,可以有效地控制杂草滋生,并提高稻谷产量。 5 不同除草剂处理提高杂交种纯度效果的研究表明,在秧苗3叶期喷施600X15%Basta除草剂可使杂交种的田间纯度达到100%,证实了将除草剂抗性基因应用于提高杂交制种纯度的可行性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRCAT  6-8
本文主要缩写词  8-9
1 文献综述  9-22
  1．1 传统抗除草剂作物培育  9-10
    1．1．1 从种质库中直接筛选并加以利用  9-10
    1．1．2 除草剂诱变获得抗除草剂新资源  10
  1．2 植物基因工程培育抗除草剂作物  10-21
    1．2．1 植物遗传转化方法及特点  10-12
    1．2．2 转抗除草剂基因作物研究进展  12-18
    1．2．3 抗除草剂水稻培育与应用  18-21
  1．3 本研究目的和意义  21-22
2 材料方法  22-30
  2．1 抗除草剂基因遗传转化材料与方法  22-28
    2．1．1 材料  22-23
    2．1．2 实验方法  23-28
  2．2 回交转育抗除草剂水稻及其生产应用试验材料与方法  28-30
    2．2．1 材料  28-29
    2．2．2 实验方法  29-30
3 结果与分析  30-42
  3．1 抗除草剂基因工程遗传转化结果与分析  30-35
    3．1．1 不同载体农杆菌转化水稻愈伤分别获得转基因植株  30-32
    3．1．2 转基因T_0植株分子检测  32-33
    3．1．3 转EPSPS基因植株田间除草剂抗性检测  33-34
    3．1．4 转bar基因T_1植株除草剂抗性分离检测  34
    3．1．5 转bar基因T_1植株Southern blot检测  34-35
  3．2 回交转育及除草剂应用试验结果与分析  35-42
    3．2．1 回交转育培育抗除草剂水稻恢复系  35-36
    3．2．2 抗性稳定的转育材料除草剂抗性基因分离特性研究  36-37
    3．2．3 除草剂不同浓度和时期处理对抗除草剂水稻生长影响  37-39
    3．2．4 除草剂不同处理在提高杂交种纯度方面的效果试验  39-40
    3．2．5 除草剂田间除草效果试验  40-42
4 讨论  42-46
  4．1 水稻遗传转化中草甘膦筛选浓度的确定  42-43
  4．2 转bar基因水稻杂交后代除草剂抗性遗传  43
  4．3 转基因植物中的基因沉默现象  43-44
  4．4 通过杂交转育将除草剂抗性基因导入水稻恢复系以及将抗除草剂水稻应用于杂交制种解决杂交种纯度问题  44-46
参考文献  46-50
附录  50-53
致谢  53

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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