一、利用基因工程技術(shù)改良超級(jí)稻親本1826的品質(zhì)和抗蟲性;二、植物抗病蟲基因克隆與初步研究.pdf

1、超級(jí)雜交水稻的培育、推廣和應(yīng)用可顯著提高水稻的單位面積產(chǎn)量,但雜交水稻的抗蟲能力較低,品質(zhì)也較差.培兩優(yōu)1826是一個(gè)優(yōu)良的超級(jí)雜交水稻親本材料,產(chǎn)量高,但抗褐飛虱能力低,必需氨基酸賴氨酸的含量低,食用口感差.本研究利用基因工程技術(shù)將CaMV 35 S啟動(dòng)子引導(dǎo)的半夏凝集素基因(PTA)和水稻胚乳特異表達(dá)啟動(dòng)子(Glutelin-B1 promoter)引導(dǎo)的馬鈴薯高賴氨酸蛋白基因(SB401)同時(shí)轉(zhuǎn)入1826中,以期提高其抗褐飛虱能力

2、和賴氨酸含量.將CaMV 35S啟動(dòng)子引導(dǎo)的半夏凝集素基因(PTA)和水稻蠟質(zhì)基因啟動(dòng)子引導(dǎo)的水稻蠟質(zhì)反義基因(Wxa)同時(shí)導(dǎo)入1826中以期改善其抗褐飛虱能力和口感.對(duì)16000余粒1826種子成熟胚進(jìn)行了愈傷組織誘導(dǎo),獲得了800余粒1826成熟胚性愈傷組織,獲得愈傷組織的頻率約為5﹪.對(duì)800余粒愈傷組織進(jìn)行轉(zhuǎn)化,獲得77株再生苗,其中26株為至少含一個(gè)外源基因的轉(zhuǎn)基因植株,同時(shí)含兩個(gè)外源目的基因的植株有8株,共轉(zhuǎn)化率為30.8﹪

3、;其中同時(shí)含PTA和SB401的轉(zhuǎn)基因植株有4株,同時(shí)含PTA和Wxa的轉(zhuǎn)基因植株也有4株.轉(zhuǎn)基因植物的安全性是基因工程改良作物的一個(gè)重要問題.構(gòu)建含雙邊界序列(雙T-DNA區(qū))載體,將選擇標(biāo)記基因和目標(biāo)外源基因分開在不同的T-DNA區(qū),通過轉(zhuǎn)基因植株有性雜交,可在轉(zhuǎn)基因后代中獲得無選擇標(biāo)記的轉(zhuǎn)基因安全植株.本研究構(gòu)建了一個(gè)中間載體pAHC17-PTA和兩個(gè)含雙邊界序列的植物雙價(jià)表達(dá)載體pDB13PS和pDB13PW.pAHC17-PT

4、A含有一個(gè)氨卞青霉素抗性基因和一個(gè)由Ubiquitin啟動(dòng)子引導(dǎo)的半夏凝集素基因(PTA).pDB13PS含兩個(gè)獨(dú)立的T-DNA區(qū),在其中一個(gè)T-DNA區(qū),含兩個(gè)目的基因的完整的表達(dá)盒,一個(gè)是由Ubiquitin啟動(dòng)子引導(dǎo)的半夏凝集素基因(PTA),另一個(gè)是由水稻胚乳特異表達(dá)啟動(dòng)子(Glutelin-B1 promoter)驅(qū)動(dòng)的馬鈴薯高賴氨酸蛋白基因的cDNA(SB401).根據(jù)甘露糖結(jié)合凝集素基因的保守區(qū)域,利用同源克隆法從天南星科

5、植物犁頭釘中克隆到甘露糖結(jié)合凝集素基因(TDA)全長cDNA.序列分析表明,該cDNA全長870bp,含一個(gè)長594 bp的開放閱讀框架,可能編碼一個(gè)含197個(gè)氨基酸的凝集素前體,含三個(gè)可能的甘露糖結(jié)合位點(diǎn).利用同源克隆法從甘藍(lán)型油菜中克隆到"感病基因"BPL1全長cDNA.該cDNA全長1787 bp,推測含一個(gè)長1 503Bbp的開放閱讀框架,可能編碼一個(gè)含500個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)前體.序列比對(duì)顯示,BPL1與擬南芥"感病基因"(隱性

6、抗病基因)PMR6核苷酸組成相似性達(dá)75.1﹪,兩者編碼的氨基酸序列相似性達(dá)87.4﹪,后者靠近5′末端比前者多出一段連續(xù)含12個(gè)絲氨酸的區(qū)域.BPL1的編碼產(chǎn)物可能是果膠酸裂解酶.SignalP分析顯示,該推測的蛋白質(zhì)前體可能含一段由22個(gè)氨基酸組成的信號(hào)肽.BPL1可能的編碼產(chǎn)物與其它9種植物果膠酸裂解酶類似產(chǎn)物比對(duì)結(jié)果顯示,存在一些極端保守的氨基酸.對(duì)16種不同生物的果膠酸裂解酶類似產(chǎn)物的系統(tǒng)進(jìn)化分析顯示,來自植物的與來自微生物的