本文關(guān)鍵詞：植物因子對(duì)農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)遺傳轉(zhuǎn)化的影響

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【摘要】：大豆的遺傳轉(zhuǎn)化效率極低,且在農(nóng)桿菌介導(dǎo)的大豆遺傳轉(zhuǎn)化中具有明顯的基因型特異性。本試驗(yàn)以大豆子葉節(jié)為外植體,利用農(nóng)桿菌遺傳轉(zhuǎn)化的方法,對(duì)10個(gè)大豆品種進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化研究。首先篩選出3個(gè)轉(zhuǎn)化效率高、易感性好的品種(Williams、沈農(nóng)9和Bert)和3個(gè)轉(zhuǎn)化效率低、易感性較差的品種(General.遼豆16和Kottman)。在此基礎(chǔ)上,本研究利用這些品種探討了植物因子對(duì)農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)遺傳轉(zhuǎn)化的影響,試圖為提高大豆的遺傳轉(zhuǎn)化效率提供理論依據(jù)。在種子萌發(fā)16h后,轉(zhuǎn)化效率不同的大豆品種其子葉節(jié)和子葉中的內(nèi)含物存在顯著差異。所有品種子葉節(jié)中淀粉和脂肪含量均下降,而子葉中只有淀粉含量下降。轉(zhuǎn)化效率高的品種其子葉節(jié)中淀粉含量較低,可溶性糖含量較高。此外,轉(zhuǎn)化效率不同的大豆品種間子葉節(jié)礦質(zhì)元素含量存在顯著差異,譬如,高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)含磷量較高,而低轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)鉀、鈣和鎂含量較高。轉(zhuǎn)化效率不同的大豆品種其子葉節(jié)中的內(nèi)源激素含量隨共培養(yǎng)過(guò)程而發(fā)生顯著變化。在共培養(yǎng)1天時(shí),高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)中的赤霉素(GA)含量較高,脫落酸(ABA)含量較低。高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)中的玉米素核苷(ZR)含量在農(nóng)桿菌侵染后迅速提高,并且高于低轉(zhuǎn)化效率品種。在共培養(yǎng)3天前,高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)中含有較低的生長(zhǎng)素(IAA),而低轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)含有較高的IAA。在共培養(yǎng)1天時(shí),高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)中的茉莉酸甲酯(MeJA)含量只升高了1.5倍,而低轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)中的MeJA含量升高大于2.5倍,并且低轉(zhuǎn)化效率品種的MeJA含量顯著高于高轉(zhuǎn)化效率品種。轉(zhuǎn)化效率不同的大豆品種其子葉節(jié)中的總酚含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、多酚氧化酶(PPO)活性和過(guò)氧化物酶(POD)活性隨共培養(yǎng)過(guò)程而發(fā)生顯著變化。在共培養(yǎng)1天和3天時(shí),高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)含有較高的總酚含量和PAL活性,這有利于農(nóng)桿菌侵染。在共培養(yǎng)3天和5天時(shí),高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)具有較低的PPO活性和POD活性,而低轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)具有較高的PPO活性和POD活性,從而增加子葉節(jié)對(duì)農(nóng)桿菌侵染的防衛(wèi)反應(yīng),使轉(zhuǎn)化效率下降。對(duì)子葉節(jié)顯微結(jié)構(gòu)變化的研究表明,隨著共培養(yǎng)的進(jìn)行,所有品種子葉節(jié)的分生組織和細(xì)胞增大、細(xì)胞數(shù)目增多,其中,高轉(zhuǎn)化效率品種Williams的分生組織增大最明顯,且DAPI染色的熒光強(qiáng)度大。對(duì)子葉節(jié)分生組織細(xì)胞核特征和DNA含量的測(cè)定結(jié)果表明,在共培養(yǎng)中后期,細(xì)胞核變大,高轉(zhuǎn)化效率品種的子葉節(jié)分生組織細(xì)胞核DNA含量均高于低轉(zhuǎn)化效率品種。為了明確品種間轉(zhuǎn)化效率差異與參與激素代謝、酚代謝、農(nóng)桿菌T-DNA運(yùn)輸和整合以及細(xì)胞周期調(diào)控的基因間的關(guān)系,本研究測(cè)定了參與激素代謝、酚代謝、農(nóng)桿菌T-DNA運(yùn)輸和整合過(guò)程以及細(xì)胞周期調(diào)節(jié)調(diào)控的基因表達(dá)。結(jié)果表明,激素代謝相關(guān)基因在高低轉(zhuǎn)化效率品種中的表達(dá)差異顯著,與激素含量變化相一致。在共培養(yǎng)1天時(shí),子葉節(jié)GA合成酶基因GA20ox2和ABA降解酶基因CYP707A2的表達(dá)量達(dá)到最高,高轉(zhuǎn)化效率品種高于低轉(zhuǎn)化效率品種。農(nóng)桿菌侵染后,高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)ZR合成酶基因IPT3和IPT5的表達(dá)量升高,高于低轉(zhuǎn)化效率品種。在共培養(yǎng)1天時(shí),高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)MeJA合成酶基因OPR3的表達(dá)量低于低轉(zhuǎn)化效率品種。酚代謝相關(guān)基因在高低轉(zhuǎn)化效率品種中的表達(dá)差異顯著,農(nóng)桿菌侵染后,子葉節(jié)中編碼PPO的基因PPO1和編碼POD的基因PRX71的表達(dá)量升高,高轉(zhuǎn)化效率品種高于低轉(zhuǎn)化效率品種,與PPO和POD活性變化相一致。在共培養(yǎng)5天時(shí),子葉節(jié)中T-DNA核輸入相關(guān)基因IMPal和T-DNA整合相關(guān)基因HTA1和Ku80的表達(dá)量升高,高轉(zhuǎn)化效率品種高于低轉(zhuǎn)化效率品種。在共培養(yǎng)3天和5天時(shí),高轉(zhuǎn)化效率品種子葉節(jié)中激活G1期基因CYCD3和S期特異性表達(dá)基因CYCA3的表達(dá)量升高,高于低轉(zhuǎn)化效率品種。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S565.1

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

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本文編號(hào)：1229315