發(fā)布時(shí)間：2020-07-18 03:10

【摘要】：玉米(Zea mays L.)是我國重要的糧食作物和飼料來源。干旱和低溫嚴(yán)重影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。近年來,通過基因工程技術(shù)選育出抗逆玉米新品種已經(jīng)成為當(dāng)前育種的研究趨勢。冷激蛋白是廣泛存在于細(xì)菌、植物和動(dòng)物中的一類高度保守的核酸結(jié)合蛋白,可作為RNA分子伴侶,參與生長發(fā)育和非生物脅迫應(yīng)答等細(xì)胞生理活動(dòng),增強(qiáng)細(xì)胞抵抗外界逆境脅迫的能力。目前已有過表達(dá)冷激蛋白基因提高植物抗逆性的研究,但基因來源僅局限于幾種已知微生物或植物。海洋微生物99%是不可培養(yǎng)的,本實(shí)驗(yàn)室前期從海洋微生物宏基因組中克隆得到一個(gè)冷激蛋白基因(CSP),將其構(gòu)建到植物表達(dá)載體上并轉(zhuǎn)入擬南芥,生理檢測結(jié)果表明CSP基因的轉(zhuǎn)入提高了擬南芥的抗旱和耐寒特性。本研究利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的幼胚侵染法將重組質(zhì)粒Ubi::CSP轉(zhuǎn)入玉米,經(jīng)過共培養(yǎng)、恢復(fù)、篩選、分化和再生等過程共得到9個(gè)陽性轉(zhuǎn)化事件。對(duì)T0代轉(zhuǎn)化植株進(jìn)行PCR檢測及bar試紙條檢測,結(jié)果表明目的基因CSP和標(biāo)記基因bar均成功轉(zhuǎn)入。將T_0代轉(zhuǎn)化植株與玉米骨干自交系鄭58進(jìn)行雜交,對(duì)F1代玉米進(jìn)行半定量RT-PCR檢測,結(jié)果表明9個(gè)株系均有表達(dá),選取表達(dá)量較高的L4、L5和L9株系進(jìn)行Southern雜交和卡平方檢驗(yàn)。Southern雜交結(jié)果表明CSP基因已經(jīng)整合到玉米的基因組中且三個(gè)株系均為單拷貝�？ㄆ椒綑z驗(yàn)結(jié)果表明后代基因分離比符合1:1的孟德爾分離定律。因此選擇這3個(gè)株系進(jìn)行后續(xù)苗期抗旱耐寒生理實(shí)驗(yàn)。苗期生理檢測結(jié)果表明:干旱脅迫2w后,轉(zhuǎn)基因玉米的生長狀況明顯優(yōu)于野生型玉米,其生物量、根長、葉片相對(duì)含水量和超氧化物歧化酶活性均高于野生型玉米,丙二醛含量則低于野生型玉米,表明與野生型玉米相比,轉(zhuǎn)基因植株具有更好的抗旱性;低溫脅迫3d后,轉(zhuǎn)基因玉米的葉綠素含量和超氧化物歧化酶活性均高于野生型玉米,而丙二醛含量則低于野生型玉米,表明與野生型玉米相比,轉(zhuǎn)基因玉米具有更好的耐寒性。選取表現(xiàn)較好的L9株系進(jìn)行田間抗旱實(shí)驗(yàn)。田間試驗(yàn)結(jié)果表明:正常生長條件下,轉(zhuǎn)基因與野生型玉米各農(nóng)藝性狀無顯著差異;干旱脅迫后,轉(zhuǎn)基因玉米與野生型玉米的株高、葉面積、穗粗、穗行數(shù)和百粒重?zé)o顯著差異,穗位顯著低于野生型玉米,穗長、行粒數(shù)和穗重則顯著高于野生型玉米。由此可以推測,干旱脅迫下,轉(zhuǎn)基因玉米通過增加穗長與行粒數(shù)從而增加了總粒數(shù)使穗重增加。上述結(jié)果表明,CSP基因在玉米中的過表達(dá)能夠提高轉(zhuǎn)基因玉米的抗旱性和耐寒性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S513

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2760318