【摘要】：棉花是具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值的農(nóng)作物之一,棉花纖維是紡織業(yè)重要的原材料,棉籽油也可以作為植物產(chǎn)物重要的能源來源,因此,棉花在當(dāng)今世界和未來的國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。煙粉虱是目前危害棉花生產(chǎn)的主要害蟲之一,它具有典型的刺吸性口器,在危害植物過程中大量取食棉花韌皮部汁液,同時(shí)可以作為媒介傳播雙生病毒,在棉花的實(shí)際生產(chǎn)中具有很大的危害。本課題共選擇九個(gè)棉花對煙粉虱可能具有抗性的基因進(jìn)行轉(zhuǎn)基因功能驗(yàn)證,其中八個(gè)基因是通過棉花與煙粉虱互作的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中篩選出的,棉花對煙粉虱耐受性有明顯差異的基因,通過與擬南芥基因組對比得到可能的基因功能為:7個(gè)類受體蛋白或類受體蛋白激酶基因PR(phytosulfokin receptor 1)、RLP(receptor like protein 6)、LRR(Leucine-rich repeat(LRR)family protein)、PLK-A(cysteine rich RLK25)、RLK-D(cysteine-rich RLK25)、LPK(S-locus lectin protein kinase family protein);1個(gè)XTH基因(XTH22);1個(gè)CHA基因(Achitinase A)。此外,通過同源鑒定的方法得到的棉花基因組內(nèi)與水稻BPH3基因同源的基因BPH(S-domain-2 5;protein serine),亦屬于類受體蛋白激酶基因家族。本實(shí)驗(yàn)通過干涉、超表達(dá)技術(shù)以及基因編輯技術(shù),共設(shè)計(jì)構(gòu)建13個(gè)表達(dá)載體,包括10個(gè)干涉載體,2個(gè)超表達(dá)載體,1個(gè)CRISPR-Cas 9載體。通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)共獲得轉(zhuǎn)基因材料T0代86個(gè)植株,對這些T0代轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行Southern雜交檢測其拷貝數(shù)。部分T1代轉(zhuǎn)基因干涉株系在田間種植,對田間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行顯著性分析,結(jié)果顯示:轉(zhuǎn)基因干涉材料農(nóng)藝性狀與Jin668對照相比,除株高外,各轉(zhuǎn)基因干涉株系在農(nóng)藝性狀如株型、花型等方面無明顯差異,RNAi干涉對棉花植株農(nóng)藝性狀影響較小。部分基因干涉株系抗蟲性狀與對照相比差異較大,這些材料的創(chuàng)造和鑒定進(jìn)一步進(jìn)行抗蟲研究創(chuàng)造了條件。BPH超表達(dá)載體在轉(zhuǎn)化后無法分化,預(yù)測棉花內(nèi)源BPH基因可能與細(xì)胞分化或形成愈傷組織有關(guān)系。通過遺傳轉(zhuǎn)化預(yù)實(shí)驗(yàn),初步驗(yàn)證棉花內(nèi)源BPH基因可能與細(xì)胞分化有關(guān),該猜想還需相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S562
【圖文】：

圖 1 信號傳遞系統(tǒng)模型（Wu et al 2014）Fig.1 The model of Signal transmission system1.4 基因背景在本實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行轉(zhuǎn)基因功能驗(yàn)證的九個(gè)基因中，八個(gè)基因是通過對抗感煙不同的棉花材料進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析得到的，是對抗煙粉虱性狀差異較大的基因個(gè)是通過同源分析得到的，棉花內(nèi)源的與水稻抗褐飛虱基因 BPH3 同源的。所篩選的基因與擬南芥基因組功能比較，基因的可能功能為：6 個(gè)為類受白或類受體蛋白激酶：phytosulfokin receptor 1（PR）、receptor like protein RLP）、Leucine-rich repeat family protein（LRR）、cysteine-rich RLK25（PLK-Aysteine-rich RLK25（RLK-D）、S-locus lectin protein kinase family protein（LPK個(gè)棉花內(nèi)源 Achitinase A（CHA），一個(gè)木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶\水解酶 XTH

圖 2 類受體蛋白激酶結(jié)構(gòu)（Walker et al 1994）Fig.2 The structure of receptor protein kinase糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶/水解酶是半纖維素中重要的組分，纖維素微纖絲與木葡聚糖形葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶家族（XTH）主要分為可以通過催調(diào)節(jié)細(xì)胞彈性，影響整個(gè)生長發(fā)育及抗性響應(yīng)過程。的功能較多，參與到細(xì)胞壁的活動(dòng)、植物的生長發(fā)育、命活動(dòng)中，轉(zhuǎn)基因植株可以增加水分脅迫的抗性，能夠高溫、干旱等條件（Miedes et al 2009, Singh et al 2001）木葡聚糖鏈的斷裂和重建，是細(xì)胞壁重構(gòu)過程的關(guān)鍵酶XTH 蛋白是與運(yùn)輸相關(guān)的蛋白，對產(chǎn)生新的細(xì)胞壁具有nd Nishitani et al 2001）也可能與新分泌的木葡聚糖材料

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本文編號：2733117