發(fā)布時間：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。干旱和低溫嚴重影響玉米的產量和品質。近年來,通過基因工程技術選育出抗逆玉米新品種已經成為當前育種的研究趨勢。冷激蛋白是廣泛存在于細菌、植物和動物中的一類高度保守的核酸結合蛋白,可作為RNA分子伴侶,參與生長發(fā)育和非生物脅迫應答等細胞生理活動,增強細胞抵抗外界逆境脅迫的能力。目前已有過表達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,本實驗室前期從海洋微生物宏基因組中克隆得到一個冷激蛋白基因(CSP),將其構建到植物表達載體上并轉入擬南芥,生理檢測結果表明CSP基因的轉入提高了擬南芥的抗旱和耐寒特性。本研究利用農桿菌介導的幼胚侵染法將重組質粒Ubi::CSP轉入玉米,經過共培養(yǎng)、恢復、篩選、分化和再生等過程共得到9個陽性轉化事件。對T0代轉化植株進行PCR檢測及bar試紙條檢測,結果表明目的基因CSP和標記基因bar均成功轉入。將T_0代轉化植株與玉米骨干自交系鄭58進行雜交,對F1代玉米進行半定量RT-PCR檢測,結果表明9個株系均有表達,選取表達量較高的L4、L5和L9株系進行Southern雜交和卡平方檢驗。Southern雜交結果表明CSP基因已經整合到玉米的基因組中且三個株系均為單拷貝。卡平方檢驗結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個株系進行后續(xù)苗期抗旱耐寒生理實驗。苗期生理檢測結果表明:干旱脅迫2w后,轉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,轉基因植株具有更好的抗旱性;低溫脅迫3d后,轉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,轉基因玉米具有更好的耐寒性。選取表現較好的L9株系進行田間抗旱實驗。田間試驗結果表明:正常生長條件下,轉基因與野生型玉米各農藝性狀無顯著差異;干旱脅迫后,轉基因玉米與野生型玉米的株高、葉面積、穗粗、穗行數和百粒重無顯著差異,穗位顯著低于野生型玉米,穗長、行粒數和穗重則顯著高于野生型玉米。由此可以推測,干旱脅迫下,轉基因玉米通過增加穗長與行粒數從而增加了總粒數使穗重增加。上述結果表明,CSP基因在玉米中的過表達能夠提高轉基因玉米的抗旱性和耐寒性。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S513

【參考文獻】

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本文編號：2760318