苧麻轉(zhuǎn)P-,SAG12--IPT基因和B-,t-基因的分子檢測(cè)及性狀考察.pdf

1、苧麻是我國(guó)傳統(tǒng)的纖維作物之一，歷史上在我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。隨著社會(huì)的發(fā)展，市場(chǎng)需求的變化，苧麻生產(chǎn)的發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，如人口的增加，耕地面積的逐年減少等。因此，提高苧麻單產(chǎn)成為保持苧麻產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。目前，傳統(tǒng)育種方法的局限性已逐步顯現(xiàn)。植物基因工程為苧麻育種帶來(lái)了新的途徑。將苧麻導(dǎo)入各種目的基因后，經(jīng)過(guò)選育，有望獲得苧麻新品種。
　　 PSAG12-IPT基因能自我調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂素的產(chǎn)生，延緩植物葉片的衰老。

2、Bt基因?yàn)榫幋a蘇云金桿菌毒蛋白的基因，是當(dāng)今農(nóng)業(yè)上利用最廣的一種殺蟲(chóng)基因。本實(shí)驗(yàn)室在建立了苧麻的遺傳轉(zhuǎn)化體系后，將PSAG12-IPT基因和Bt基因分別導(dǎo)入苧麻品系“5041”和苧麻品種“蘆竹青”中，并獲得了大量的轉(zhuǎn)基因株系。本研究對(duì)獲得的轉(zhuǎn)PSAG12-IPT基因和Bt基因苧麻植株進(jìn)行了分子檢測(cè)，從分子水平上驗(yàn)證了目的基因已整合在苧麻基因組中，并能夠穩(wěn)定遺傳；對(duì)轉(zhuǎn)PSAG12-IPT基因苧麻T0代株系的光合特性等進(jìn)行了測(cè)定，對(duì)轉(zhuǎn)Bt基

3、因苧麻T0代株系的抗蟲(chóng)性進(jìn)行了室內(nèi)鑒定，并對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)基因材料T0代和T1代株系的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀等進(jìn)行了考察。主要研究結(jié)果如下：
　　 1．利用PCR、Southern雜交等技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)基因苧麻T0代和T1代株系進(jìn)行檢測(cè)，均檢測(cè)到陽(yáng)性植株。在T0代轉(zhuǎn)基因苧麻"5041”中，NptⅡ基因（選擇標(biāo)記基因）的PCR陽(yáng)性率為80.1％，PSAG12-IPT基因（目的基因）的PCR陽(yáng)性率為69.8％，共轉(zhuǎn)化率為66.1％；在T0代轉(zhuǎn)基因苧麻“

4、蘆竹青”中，NptⅡ基因（選擇標(biāo)記基因）的PCR陽(yáng)性率為73.8％，Bt基因（目的基因）的PCR陽(yáng)性率為33.4％，共轉(zhuǎn)化率為33.4％。外源基因在不同材料中的遺傳行為不同，對(duì)T1代轉(zhuǎn)基因苧麻進(jìn)行Km選擇培養(yǎng)和PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)基因苧麻“5041”中，NptⅡ基因和PSAG12-IPT基因的遺傳符合3：1的比例，而在轉(zhuǎn)基因苧麻“蘆竹青”中，NptⅡ基因的遺傳比符合1：1，Bt基因的遺傳符合3：1的比例。Southern分子雜交結(jié)果進(jìn)一

5、步驗(yàn)證了上述結(jié)論。表明本實(shí)驗(yàn)室獲得了轉(zhuǎn)基因苧麻T0代和T1代植株，為進(jìn)一步進(jìn)行生理指標(biāo)的測(cè)定和性狀考察研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 2．在大田環(huán)境下，轉(zhuǎn)PSAG12-IPT基因T0代苧麻的光補(bǔ)償點(diǎn)、表觀量子效率和暗呼吸速率和對(duì)照間存在顯著差異；在凈光合速率（Pn）的日變化中，轉(zhuǎn)基因苧麻部分株系表現(xiàn)為單峰曲線，其他株系表現(xiàn)為雙峰曲線，而對(duì)照始終表現(xiàn)為單峰曲線；對(duì)轉(zhuǎn)基因苧麻株系的葉綠素含量進(jìn)行了測(cè)定，在頭麻和二麻纖維成熟期，葉綠素b含量均

6、低于對(duì)照，而葉綠素a/b值均高于對(duì)照。相關(guān)分析表明，在Pn和主要生理因子的關(guān)系中，轉(zhuǎn)基因苧麻頭、二麻呈顯著性相關(guān)，三麻的相關(guān)性不顯著。另外，T0代轉(zhuǎn)基因株系P513和P504的內(nèi)源細(xì)胞分裂素含量顯著高于對(duì)照，而且植株形態(tài)表現(xiàn)異常，T0代其他轉(zhuǎn)基因株系及T1代各轉(zhuǎn)基因株系內(nèi)源細(xì)胞分裂素的含量和對(duì)照相比沒(méi)有顯著差異。PSAG12-IPT基因的導(dǎo)入導(dǎo)致苧麻的生理特性發(fā)生了改變。
　　 3．通過(guò)室內(nèi)抗蟲(chóng)性生物檢測(cè)，轉(zhuǎn)Bt基因苧麻株系葉片

7、對(duì)苧麻赤蛺蝶幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)具有抑制作用。轉(zhuǎn)基因株系均表現(xiàn)出了一定的抗性，其中株系SBL2葉片喂養(yǎng)的苧麻赤蛺蝶幼蟲(chóng)死亡率達(dá)到38.7％，株系SBL3葉片喂養(yǎng)的苧麻赤蛺蝶蛹死亡率達(dá)到24.8％，株系SBL2葉片喂養(yǎng)的苧麻赤蛺蝶成蟲(chóng)畸形率達(dá)到40.0％。同時(shí)用轉(zhuǎn)Bt基因植株和非轉(zhuǎn)基因植株的葉片喂食苧麻赤蛺蝶幼蟲(chóng)，這些幼蟲(chóng)更趨向于取食非轉(zhuǎn)基因葉片，轉(zhuǎn)基因植株的葉片受到苧麻赤蛺蝶幼蟲(chóng)危害的程度要明顯低于對(duì)照。在轉(zhuǎn)Bt基因T1代材料中，將陽(yáng)性植株種植在

8、常年苧麻赤蛺蝶發(fā)生嚴(yán)重的田塊，在自然發(fā)蟲(chóng)狀態(tài)下觀察，非轉(zhuǎn)基因植株的葉片被害蟲(chóng)取食，個(gè)別單株的葉片甚至被食光，而轉(zhuǎn)基因植株沒(méi)有受到苧麻赤蛺蝶幼蟲(chóng)的危害。
　　 4．轉(zhuǎn)PSAG12-IPT基因苧麻T0代株系和對(duì)照相比，植物學(xué)性狀發(fā)生了一定程度的變異，如株系P504莖中上部發(fā)生很多分枝；株系P513在每季麻生育后期，整株葉片從下往上葉緣向上發(fā)生翻卷；部分株系發(fā)生了自交不育現(xiàn)象。轉(zhuǎn)基因株系的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀也產(chǎn)生了顯著變異：株系P50

9、2的主要性狀指標(biāo)優(yōu)于受體品系5041；大部分株系部分性狀指標(biāo)優(yōu)于對(duì)照，部分性狀指標(biāo)劣于對(duì)照；少數(shù)株系的某些性狀甚至發(fā)生了特殊變異。轉(zhuǎn)Bt基因苧麻和對(duì)照相比，T0代株系性狀并無(wú)大的變化，轉(zhuǎn)Bt基因苧麻基本保持了原品種的特性。對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)基因材料T0代和T1代的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，外源基因沒(méi)有改變轉(zhuǎn)基因苧麻的遺傳行為。
　　 5．本研究獲得了具有利用價(jià)值的轉(zhuǎn)基因材料。如轉(zhuǎn)PSAG12-IPT基因株系P502，不僅單株原麻重高