外源高賴氨酸含量基因在轉(zhuǎn)基因小麥的表達研究.pdf

1、小麥?zhǔn)侨蜃钪匾募Z食作物之一,也是人類膳食中植物蛋白質(zhì)的主要來源.然而,小麥及其它禾谷類作物種子蛋白質(zhì)中必需氨基酸含量幾乎都低,即營養(yǎng)組成不平衡,因而影響了其它氨基酸的充分利用.賴氨酸是小麥蛋白質(zhì)中最缺乏的第一限制性氨基酸,高小麥中賴氨酸酸含量,平衡其營養(yǎng)品質(zhì),一直是重要的育種目標(biāo).常規(guī)育種技術(shù)已在改良主要糧食作物蛋白質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)方面獲得了一些進展,尤其是在玉米和大麥中,但在小麥中進展有限,因此尋求更為有效的途徑去改良小麥的營養(yǎng)品質(zhì)是非

2、常必要的,分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展正為改良小麥種子蛋白質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)提供了一條有效的技術(shù)路線.近年來,國際上已建立了一套較為完整的以基因槍微粒子彈轟擊、以幼胚為受體的小麥遺傳轉(zhuǎn)化體系.該研究即通過基因槍轉(zhuǎn)化技術(shù),在小麥種子胚乳中高效表達來自異源植物四棱豆的一個富含賴氨酸的蛋白質(zhì)(winged bean lysine-rich protein.,wblrp)基因,以提高小麥中的賴氨酸含量,改良小麥營養(yǎng)品質(zhì).研究中,構(gòu)建了用含有玉米Adh1內(nèi)含子的

3、CaMV35S啟動子驅(qū)動、以油菜rbcS基因引導(dǎo)肽與E.coli dapA融合的DNA序列,同時用含有雙增強子的小麥HMW-GS 1Dx5基因的種子胚乳特異表達啟動子(EHG5)驅(qū)動來自四棱豆的高賴氨酸含量基因wbhp,全長6.8Kb的重組表達質(zhì)粒pBPC102和全長8.26 Kb的重組表達質(zhì)粒pBPC107.用基因槍將其導(dǎo)入北京地區(qū)當(dāng)前種植的高產(chǎn)小麥品種的幼胚或幼穗中,成功地獲得了200多株轉(zhuǎn)基因小麥.該研究在此基礎(chǔ)上,重點開展了三個

4、方面的研究工作,包括:(1)轉(zhuǎn)基因植株的篩選和鑒定,(2)wblrp在轉(zhuǎn)基因小麥中表達的研究,(3)對后代株系進行了植株葉片游離Lys含量、種子結(jié)合態(tài)Lys含量和總蛋白含量的測定與分析.建立了含有wblrp基因的轉(zhuǎn)基因小麥的PCR檢測體系,篩選到了19株轉(zhuǎn)基因陽性植株.PCR-Southern雜交鑒定表明,外源基因已穩(wěn)定整合到部分轉(zhuǎn)化小麥植株的基因組.RNA分子雜交和SDS-PAGE分析近一步表明,外源高賴氨酸含量蛋白在T<,2>代不同