【摘要】：作為20世紀(jì)小麥育種學(xué)上的新發(fā)現(xiàn),小麥光溫敏雄性不育為小麥雜種優(yōu)勢利用、全球小麥生產(chǎn)的提高提供了新的突破口。研究小麥光溫敏雄性不育相關(guān)基因的調(diào)控及不育遺傳機制已成為當(dāng)前小麥雄性不育研究領(lǐng)域的熱點。本研究在本實驗室前期研究的基礎(chǔ)上,從小麥光溫敏雄性不育系337S中獲得了眾多與生殖發(fā)育相關(guān)的基因,從中篩選出差異表達顯著的基因并對其進行克隆,作為本研究的候選基因。利用Gateway技術(shù)實現(xiàn)對候選基因TaMS337S-1、TaMS337S-3和TaMS337S-4的超量表達載體的構(gòu)建,借助基因槍轟擊和農(nóng)桿菌介導(dǎo)兩種轉(zhuǎn)基因手段,將候選基因?qū)氲讲煌←溒贩N中對其進行基因功能驗證,旨在探究3個候選基因的表達對小麥育性的影響及在不育調(diào)控過程中所發(fā)揮的作用,以期為小麥光溫敏雄性不育系337S的不育機理解析提供幫助。主要研究結(jié)果如下:1.農(nóng)桿菌介導(dǎo)幼胚的遺傳轉(zhuǎn)化:以BobWhite為受體材料的TaMS337S-3基因的轉(zhuǎn)化實驗中,共獲得4株抗性苗,經(jīng)PCR檢測均為陰性。以華麥2566、華麥2152、華麥1168、華麥1223和隴春23為受體材料的TaMS337S-1基因的轉(zhuǎn)化實驗,共獲得17株抗性苗,經(jīng)PCR檢測,初步斷定有6株陽性苗:2株華麥2566,1株華麥2152,1株華麥1168,2株隴春23,華麥1223并未獲得抗性苗。2.基因槍介導(dǎo)幼胚的遺傳轉(zhuǎn)化:共獲得轉(zhuǎn)TaMS337S-1基因抗性苗54株,分別為:7株隴春23(陽性苗有3株);40株華麥2566(陽性苗有12株);7株BobWhite(陽性苗有2株)。獲得轉(zhuǎn)TaMS337S-3基因抗性苗40株,其中華麥2566有5株,但只有1株經(jīng)PCR檢測為陽性,BobWhite有19株,5株為陽性苗,科農(nóng)199有16株,3株為陽性苗。在TaMS337S-4基因的轉(zhuǎn)化實驗中,所獲得的轉(zhuǎn)基因抗性苗與陽性苗的比例分別為:科農(nóng)199 13:4,BobWhite 7:3。3.基因槍介導(dǎo)的成熟胚的遺傳轉(zhuǎn)化:以金粉直徑:0.6μm,轟擊壓:900psi/650 psi,轟擊距離:9 cm的轟擊參數(shù)轟擊華麥1223和華麥1168成熟胚,比較發(fā)現(xiàn)900 psi的轟擊壓下兩個受試品種愈傷組織的分化及再生能力均較650 psi強,且在900 psi下最初獲得了4株轉(zhuǎn)TaMS337S-4基因的華麥1168抗性苗,但最終未能獲得陽性苗。4.轉(zhuǎn)基因陽性苗的表型特征:與相應(yīng)受體親本材料相比,轉(zhuǎn)TaMS337S-4基因的陽性苗普遍矮小,長勢較弱,多數(shù)植株僅抽出一個麥穗,且穗子瘦小,部分穗子還出現(xiàn)灌漿不充分現(xiàn)象。轉(zhuǎn)TaMS337S-3基因的陽性苗出現(xiàn)營養(yǎng)生長旺盛,生殖生長推遲的現(xiàn)象。表現(xiàn)為:小麥植株不斷分蘗,抽穗時間推遲約40 d,抽穗數(shù)隨著分蘗數(shù)的增加也相應(yīng)增多。
【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】：S512.1
【圖文】：

長點（董福雙等，2009）。近年來，Chauhan等侵染獲得HVA1過表達的轉(zhuǎn)基因小麥，且該植株表現(xiàn)出優(yōu) and Khurana, 2011）。總之，以花藥、幼穗及生長點更多的理論及實驗支持。因在小麥育種中的應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)小麥育種滯緩的局面，通過改小麥在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病蟲逆等方面實現(xiàn)新的飛躍，展�？傆^轉(zhuǎn)基因技術(shù)在小麥上的研究發(fā)現(xiàn)（喻修道麥抗病蟲逆上做出很大貢獻，尤其是在抗病上的研基因技術(shù)應(yīng)用逐步向品質(zhì)及產(chǎn)量的改良方向邁進，同域，如雄性不育的創(chuàng)建。提高產(chǎn)量其他應(yīng)用5.1%

0性植株的生長繁殖過程。圖 4B 為誘導(dǎo)培養(yǎng) 5 d 的小麥幼胚愈傷組織，眾多研究表明，誘導(dǎo) 3-7 d 且呈淡黃色的愈傷組織是進行基因槍轟擊轉(zhuǎn)化的最佳受體，但不同品種之間稍有差別。圖 4C 為轟擊前后對愈傷組織的預(yù)處理過程，即高滲處理，該步驟的主要目的是減少轟擊時物理操作對愈傷造成的傷害。轟擊操作完成后將愈傷轉(zhuǎn)至誘導(dǎo)培養(yǎng)基上恢復(fù)培養(yǎng) 2 周（圖 4D），隨后對愈傷組織進行抗性篩選以獲得再生苗（圖 4E 和 4F）。本研究初期選擇將分化培養(yǎng)和生長培養(yǎng)階段篩選劑濃度均設(shè)置為 50 mg/L，發(fā)現(xiàn)此濃度下生長培養(yǎng)基上幼苗生長狀態(tài)較差，成活率低。后期實驗將生長培養(yǎng)基中篩選劑濃度降至 30 mg/L-40 mg/L，發(fā)現(xiàn)再生苗死亡狀況有所改觀，但在 30 mg/L 的篩選劑的濃度下，轉(zhuǎn)基因再生苗獲得率較高，但假陽性現(xiàn)象普遍，顯著加大了后期陽性苗鑒定的工作量�？梢姡Y選過程中適宜篩選力度是獲得陽性再生苗的前提，篩選力度過大或過小都會影響轉(zhuǎn)基因陽性苗的獲得。

小麥 337S 光溫敏不育系不育相關(guān)基因的遺傳轉(zhuǎn)化抗性苗經(jīng)春化、水培后移栽入適宜規(guī)格的花盆中置于溫室內(nèi)培養(yǎng)直至成熟收獲 T0代轉(zhuǎn)基因種子，并將其播種下去獲取 T1代小麥植株（圖 5），為轉(zhuǎn)基因后代的表型分析和基因表達檢測提供材料。圖 5A 中春化時間設(shè)定為 2 周，圖 5B 中水培時間依據(jù)幼苗的長勢及根系而定，此步驟主要起到生根壯苗的作用。移栽時要選擇生長健壯和根系發(fā)達的幼苗（圖 5C），以保證其能夠正常吸取土壤中的養(yǎng)分，從而避免再生苗因營養(yǎng)吸收障礙而出現(xiàn)的死亡現(xiàn)象。圖 5E 中所收獲的種子為轉(zhuǎn) TaMS337S-1 基因的華麥 2152 種子，雖然僅單株收獲 14 粒種子，但籽粒均較飽滿，而轉(zhuǎn) TaMS337S-1 基因的華麥 2566 再生植株普遍存在因灌漿不充分所導(dǎo)致的籽粒皺扁現(xiàn)象，推測此現(xiàn)象可能是受溫室環(huán)境影響，亦或是土壤養(yǎng)分不足所致。圖 5F 為轉(zhuǎn) TaMS337S-1 基因華麥 2152 T1代幼苗。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭巖;王明理;;雜交小麥不育系繁殖行比小試驗[J];北京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;1987年03期

2 黃壽松,薛昌璞,徐潔,李萬隆;藍粒小麥雄性不育—保持系選育研究初報[J];西北植物學(xué)報;1988年03期

3 鄭喜儉 ,范濂 ,張汝斌 ,范平 ,孫建英;msCHRIS小麥單體系細胞學(xué)觀察及其利用設(shè)計[J];河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;1988年04期

4 郭巖;王明理;;雜交小麥不育系繁殖行比小試驗[J];北京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;1988年03期

5 劉植義;沈銀柱;劉福昌;趙鳳悟;賈有林;劉中生;;河北省幾個新型小麥雄性不育系的選育與分析[J];河北師范大學(xué)學(xué)報;1989年03期

6 劉植義;沈銀柱;朱登祥;孫富強;杜曉明;鄭濱;;幾種小麥不育系花粉形態(tài)的掃描電鏡觀察[J];河北師范大學(xué)學(xué)報;1989年03期

7 ;小麥不育系研究概況介紹[J];遼寧農(nóng)業(yè)科技;1971年04期

8 劉曙東;小麥不育系雜種研究應(yīng)用中幾個問題的探討[J];麥類作物學(xué)報;1996年06期

9 奚亞軍,劉曙東,胡銀崗,馬翎健,宋喜悅,何蓓如;K型雜交小麥不育系繁殖技術(shù)研究[J];西北農(nóng)業(yè)學(xué)報;2000年04期

10 奚亞軍，馬翎健，何蓓如，劉曙東，楊存義;九二0在雜交小麥不育系繁殖中的應(yīng)用研究[J];麥類作物學(xué)報;1996年02期

相關(guān)會議論文 前1條

1 高冠軍;孫東發(fā);盧立軒;成東梅;田瑞昌;彭濤;高燕;司清林;;兩極光溫敏小麥不育系337s的育性遺傳研究[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——河南省第四屆青年學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 本報記者 陳永年;如何從“特色”走向“產(chǎn)業(yè)”？[N];運城日報;2019年

2 本報記者 劉曉瑞;奮斗，只為中華民族偉大復(fù)興[N];運城日報;2019年

3 本報記者 衛(wèi)君翔　曹創(chuàng)威 周婭琴;中國,再出袁隆平式人物[N];運城日報;2013年

4 本報記者 劉曉瑞;奮斗，只為中華民族偉大復(fù)興[N];運城日報;2019年

5 王飛航;雜交小麥育種研究獲重大突破 推廣尚需時日[N];糧油市場報;2012年

6 記者 趙建國;我國小麥育種技術(shù)獲得新突破[N];中國知識產(chǎn)權(quán)報;2010年

7 沈佳;科技含量大提升 支撐山西糧食大增產(chǎn)[N];瓜果蔬菜報.農(nóng)業(yè)信息周刊;2012年

8 記者 沈佳;科技含量大提升支撐我省糧食大增產(chǎn)[N];山西日報;2012年

9 本報記者 王海濱;追夢四十載[N];科技日報;2012年

10 王飛航;我國雜交小麥育種研究獲突破[N];農(nóng)民日報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 朱啟迪;化學(xué)雜交劑SQ-1誘導(dǎo)小麥生理型雄性不育的作用方式及其分子機理研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 宋喜悅;T.spelta var.duh.1BS染色體上溫度敏感雄性不育基因的遺傳特性研究及分子標(biāo)記[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2003年

3 王繼華;小麥T型細胞質(zhì)雄性不育相關(guān)蛋白的表達及育性恢復(fù)基因Rf3的分子標(biāo)記的研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

4 趙寶存;小麥T型CMS恢復(fù)基因的遺傳分析及育性相關(guān)基因的克隆與功能研究[D];河北師范大學(xué);2005年

5 張建奎;重慶溫光敏核雄不育小麥育性轉(zhuǎn)換規(guī)律及不育機理研究[D];西南大學(xué);2006年

6 郭瑞星;小麥新型光溫敏不育系337S的遺傳特性及不育基因的定位研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

7 李馳峻;小麥SKP1同源基因TSK1的克隆和功能分析[D];中國科學(xué)院研究生院（植物研究所）;2006年

8 董普輝;莫迦小麥的T型恢復(fù)基因的染色體定位及其與K型主效不育基因的連鎖關(guān)系研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2005年

9 馬守才;小麥多子房性狀的遺傳研究及AFLP分子標(biāo)記[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2005年

10 詹克慧;小麥K型細胞質(zhì)雄性不育系育性恢復(fù)機理的研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張建朝;“藍標(biāo)型”小麥核雄性不育材料籽粒顏色和育性相關(guān)候選基因的篩選與初步鑒定[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2019年

2 孟暢;D~2型細胞質(zhì)雄性不育小麥的鑒選及育性恢復(fù)的評價[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2019年

3 任曉鳳;小麥337S光溫敏不育系不育相關(guān)基因的遺傳轉(zhuǎn)化[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

4 衛(wèi)笑;小麥BNS雄性不育遺傳機制研究和不育基因QTLs初步定位[D];河南科技學(xué)院;2018年

5 張高明;基于iTRAQ蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究K型溫敏雄性不育小麥KTM3315A的育性轉(zhuǎn)換分子機理[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2018年

6 段陽;T型細胞質(zhì)雄性不育小麥T763A敗育的特點與育性恢復(fù)基因Rf_3的分子作圖[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

7 石陳霞;小麥光溫敏雄性不育系337S不育相關(guān)基因的遺傳轉(zhuǎn)化研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

8 胡俊敏;黏型小麥雄性不育系線粒體嵌合基因的克隆與表達及其mtDNA消減文庫的構(gòu)建[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

9 程旭東;兩極型光溫敏小麥不育系337S的不育性遺傳及其花粉敗育的細胞學(xué)研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2003年

10 位芳;幾類異質(zhì)1BL/1RS小麥誘導(dǎo)單倍體及其細胞遺傳學(xué)和胚胎學(xué)機理的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

本文編號：2791693