棉花铝诱导蛋白基因GhAlin对紫花苜蓿(Medicago sativaL.)的遗传转化

棉花铝诱导蛋白基因GhAlin对紫花苜蓿(Medicago sativaL.)的遗传转化

刘洋[1]2004年在《棉花铝诱导蛋白基因GhAlin对紫花苜蓿(Medicago sativaL.)的遗传转化》文中提出紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一种温带地区重要的豆科牧草,被誉为“牧草之王”。在全世界约有3500万公顷的种植面积。其蛋白质和必需氨基酸在单位面积上的产量几乎比任何一种作物都要高。由于它有很高的饲用价值,人们试图将其从温带冷凉的北方地区引种到我国南方。在我国黄河流域和西北地区是最适合苜蓿种植和生产区域,而长江流域及以南等广大地区由于存在温热多雨和酸性土壤等不适于苜蓿生长的环境,紫花苜蓿分布较少。酸性土壤最主要的问题是铝毒害问题,因而提高紫花苜蓿的耐铝性是解决紫花苜蓿顺利引种到我国南方的关键之一。本实验就是要通过基因工程手段提高植物的耐铝性。建立了紫花苜蓿高效的遗传转化体系,并将棉花铝诱导蛋白GhAlin基因转入紫花苜蓿,以提高其耐铝性,为将紫花苜蓿顺利引种到我国南方做有益的探索。主要的研究结果如下: 1、建立了紫花苜蓿高频再生体系 从盛世804、CUF101、保定苜蓿、WL52540等四个紫花苜蓿品种中筛选出了具有较高再生能力的紫花苜蓿品种,并确定了最佳的再生方案。保定苜蓿是再生能力最强品种。苜蓿子叶在UM培养基上诱导胚性愈伤后,经UM液体培养基悬浮1~2周,接种于SHE体胚发育培养基上,发育成成熟体胚,并在1/2SHGN成苗培养基上迅速成苗。整个再生过程能在3~4个月完成。 2、建立了紫花苜蓿高效的遗传转化体系 从六个紫花苜蓿中筛选出了易于转化的紫花苜蓿品种,建立了以真叶、子叶为受体的真空渗透转化体系和以胚性愈伤为受体的高效的遗传转化体系。保定苜蓿、CUF101、WL52540是易于转化品种。通过GUS基因瞬时表达研究了影响转化的因素。外植体基因西卜习农业及学硕卜学位论义摘要型、外值体的生理状态、外植体类型、农杆菌生理状态、共培养时间等都是影响转化的重要因素。通过根癌农杆菌介导转化紫花首稽胚性愈伤悬浮系,瞬时转化率可达50%左右,转基因植株能在四个月左右获得。3、将耐铝相关基因转入紫花首蓓,并进行了转基因植株的分子鉴定 将从棉花中克隆的铝诱导蛋白基因GhA lin转入紫花首楷,并对转基因植株进行了GLS染色鉴定和基因组PCR扩增检测鉴定。检测的36株转基因植株之中,有34株转基因植株的叶片和根能被GUS染液染成蓝色,并能扩增出与目的基因相同大小的片段。表明目的基因己整合到紫花首楷基因组中。4、进行了转基因植株的实验,验证了所转耐铝基因的功能 切取转基因植株枝条,用0.5 mmol/L CaC12诱导生根。当根长到3一5 cm时,用。、25、50、100林mol/L AIC13,0.5 mmol几CaC12溶液处理根系ld,测量处理前后ld和7d根的相对生长量,作为检测耐铝的指标。通过该方法验证了所转基因的功能,鉴定了转基因株系的耐铝效果。结果表明:转基因株系在25林mol几A13+处理7d后,根的相对生长量明显高于对照,侧根发育明显,根尖伸长区根毛明显多于对照,但在50,100脚ol/LA13+处理下与对照差异不明显。表明所转基因有一定的耐铝作用,但耐铝作用不强。

申玉华, 李望丰, 金太成, 常青, 殷东旭[2]2009年在《根癌农杆菌介导的苜蓿悬浮胚性愈伤遗传转化体系的建立与优化》文中认为苜蓿基因型是限制遗传转化的关键因素之一。本实验通过对7种苜蓿胚性愈伤组织诱导,筛选出一份具有高频再生潜力的基因型公农-1号,并以该基因型为转化平台探索和建立了一套高效的苜蓿遗传转化系统。分析了影响农杆菌共培养转化苜蓿悬浮胚性愈伤的因素,优化了悬浮培养条件,建立的超声波辅助农杆菌介导苜蓿胚性愈伤的遗传转化系统为:以下胚轴诱导的愈伤组织经悬浮培养得到的胚性愈伤为转化材料,乙酰丁香酮为100μmol·L-1、超声波处理时间8s、卡那霉素筛选浓度30mg·L-1、共培养4d,接种于选择培养基上进行筛选和再生。最终,获得了大量的转基因植株,分子检测证实目的基因-角碱蓬液泡膜型Na+/H+逆向转运蛋白基因已经整合到苜蓿基因组中。

贾丽娥, 张欣, 吴传银, 万建民[3]2011年在《农杆菌介导籼稻遗传转化研究的进展及策略》文中进行了进一步梳理近年来,农杆菌介导法转化技术已广泛应用于粳稻遗传转化中。但是对籼稻遗传转化相对困难,由于水稻两个亚种遗传差异大,籼稻对转化反应的基因型依赖性强,愈伤组织诱导及分化率低。本文扼要回顾了农杆菌介导籼稻转化研究的历程,系统介绍了影响籼稻转化的主要因素,分析了农杆菌介导籼稻遗传转化研究中存在的问题,并提出了提高农杆菌介导籼稻遗转化效率的对策。高效籼稻转化体系的建立可以加速水稻转基因品种改良育种进程,推进水稻功能基因组研究的开展。

殷丽青, 王新其, 韩志勇, 程磊, 沈革志[4]2001年在《根癌农杆菌介导反义蜡质基因的水稻遗传转化》文中研究指明通过根癌农杆菌介导法 ,将水稻反义蜡质基因导入 6个水稻品种 (系 )幼胚的愈伤组织。这些愈伤组织经连续两次2 5~ 5 0 mg/L潮霉素抗性筛选 ,获得抗性愈伤组织的转化频率为 3 0 .75 %~ 5 9.0 9% ,经分化培养 ,不同品种的绿苗转化频率分别为 3 .85 %~ 8.97%。分化成苗的植株经 GUS检测 ,80 %以上的植株叶片呈阳性反应 ,显示蓝色。部分呈阴性反应的植株经 PCR检测 ,也能扩增出外源基因相应的 DNA片断 ,结果证明外源基因已整合到转基因植株中

申玉华, 徐振军, 唐立红, 杨晓坡[5]2010年在《苜蓿耐逆转基因的研究进展》文中认为生态环境的改变导致草场严重退化,依靠种植传统牧草和传统育种方式已不能满足畜牧业发展的需求,因此利用基因工程手段培育抗逆新品种就显得尤为重要。苜蓿作为畜牧业生产中的重要牧草之一,对其进行抗逆转基因研究将对我国牧草业发展有重要的现实意义,文章仅就转基因技术在苜蓿耐逆育种上的研究进展作一综述。

刘小琳, 王继峰, 胡晓艳, 刘艳昆, 熊军波[6]2007年在《根癌农杆菌介导的紫花苜蓿遗传转化体系的建立与优化》文中研究说明以“中苜1号”紫花苜蓿7日龄无菌苗子叶和再生无菌苗的叶片为材料,建立了适用于农杆菌介导的转基因组织培养体系,并对MsNHX1基因进行转化。转化优化条件为:“中苜1号”紫花苜蓿7日龄无菌苗子叶、再生无菌苗叶片,用农杆菌菌液(A600=0.6)侵染6min,然后在培养基上铺一层灭菌滤纸培养7d后清洗,建立了苜蓿快速有效的遗传转化体系。

王茅雁, 齐秀丽, 张凤英[7]2001年在《国外燕麦分子生物学研究进展》文中认为燕麦是 1种营养保健价值很高的粮饲兼用型禾谷类作物。最近 10多年来 ,国外在燕麦目的基因的分离、遗传转化、分子连锁图谱的构建、基因定位 ,以及应用分子标记进行遗传差异分析和品种鉴定等方面开展了大量研究工作 ,本文就这些方面的研究进展进行了简要综述

孟昭河, 孟巧霞, 刘永巍, 李春光, 张景龙[8]2005年在《根癌农杆菌介导反义蜡质基因获得水稻植株研究初报》文中认为采用根癌农杆菌介导法,将水稻反义蜡质基因导入寒地 4 个水稻品种(系)成熟胚的愈伤组织。这些愈伤组织经连续2 次 25~50 mg/L潮霉素抗性筛选,获得抗性愈伤组织的转化频率为12.15%~25.95%,经分化培养,不同品种的绿苗转化频率分别为 2.49%~4.43%。分化成苗的植株经GUS检测,80%以上的植株叶片呈阳性反应,显示兰色。经 PCR检测,也能扩增出外源基因相应的DNA片断,证明外源基因已整合到转基因植株中。

李静, 薛鑫, 吴金霞[9]2012年在《转基因苜蓿的研究进展》文中研究说明苜蓿素有"牧草之王"的美称,其作为饲草已有2 000多年历史。近几年,随着转基因技术的发展与应用,苜蓿还被用作生物反应器等。国内外科学家对苜蓿的研究领域越来越广泛,转基因技术在苜蓿中的研究报道也越来越多。综述转基因技术在苜蓿品种改良中的应用,介绍遗传转化方法和苜蓿转基因育种的研究方向,并概述苜蓿转基因育种的优点及其应用前景。

管清杰[10]2007年在《盐碱胁迫下水稻OsAPX家族基因表达特性差异研究》文中提出植物遭受干旱、高温、冷(冻)害和涝害等逆境侵袭时,细胞内活性氧产生与清除的动态平衡被破坏,产生氧化胁迫,影响植物的生长、发育,甚至导致细胞或植株死亡。H_2O_2是产生氧化胁迫的一种因子,抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase APX,EC1.11.1.11)是清除H_2O_2的主要酶类,生物体中APX催化H_2O_2还原为H_2O。近年来研究表明盐碱胁迫下植物体内积累过量H_2O_2,产生氧化逆境。盐碱胁迫下过量表达APX强化活性氧解毒系统能否提高植物抗性,是值得研究的问题。在植物体内APX是一个多基因家族。由水稻基因组信息可知,OsAPX家族基因有8个成员分为3种类型:细胞质型APX(OsAPX1,2);过氧化体型APX(OsAPX3,4);叶绿体型APX(OsAPX5,6,7,8)。为了清楚OsAPX家族基因在盐碱胁迫下表达特性差异,以及过量表达不同APX成员提高植物抗盐碱能力的差异,本研究通过生物信息学分析后,选取OsAPX家族的3种类型6个成员,进行相关研究,得到如下结果:1、比较分析了OsAPX家族3种类型6个成员在逆境下表达特性差异。用差异探针Northern杂交分析表明,在100mmol/L NaCl、20mmol/L NaHCO_3的盐碱胁迫下,以及10%PEG6000的干旱胁迫下,OsAPX1,2,3,4,7随着胁迫时间的延长,在根、叶中转录表达增加,而且OsAPX1,2,4,7对逆境胁迫应激反应迅速。进一步比较研究在相同时间不同逆境胁迫下表达特性,Northern杂交表明在10%H_2O_2、100mmol/L NaCl、20mmol/L NaHCO_3、20mmol/L Na_2CO_3、10%PEG6000胁迫24h后,OsAPX2,4被H_2O_2和盐碱诱导表达增加显着。为了确认被盐碱胁迫诱导OsAPX基因转录表达显着增加是由于胁迫产生H_2O_2引起的,以OsAPX2,4差异探针检测到随H_2O_2胁迫浓度增加而表达增加,而且OsAPX4增加幅度较大。以OsAPX4,7差异探针检测到在100μmol/L的CdCl_2、ZnCl_2、CuCl_2处理下,根中OsAPX4转录表达比OsAPX7强。为了验证OsAPX基因表达与酶活性的关系,对水稻盐碱胁迫下不同器官(叶、根、茎、叶鞘)APX同功酶活性检测表明,根中APX的活性明显受盐碱胁迫诱导,显着增加。为了进一步验证逆境下OsAPX家族基因在酶学水平上的酶蛋白表达变化规律,体外原核表达、纯化融合GST-OsAPX2蛋白,并以其为抗原免疫大白兔,制备并纯化了OsAPX2多克隆抗体。Western印迹检测水稻总蛋白表明APX同功酶是个多基因家族,盐碱(NaHCO_3、Na_2CO_3)、盐(NaCl)、H_2O_2时间梯度处理下,水稻叶和根中APX酶蛋白表达受胁迫诱导而增加;重金属镉处理后水稻根中APX酶蛋白表达增加。2、为了比较2种细胞质型(OsAPX1,2)基因抗盐碱性差异,采用酵母、拟南芥、烟草叁种外源表达体系,比较2种基因抗盐碱性差异,对转OsAPX1,2基因的酵母抗性分析表明,转OsAPX2基因酵母抗盐碱性强于转OsAPX1基因酵母;拟南芥转基因植株抗盐性分析表明,T_3代株系在含盐碱(150mM NaCl,5、7.5、10mM NaHCO_3)的培养基上,其生长状态优于野生型对照,而且转OsAPX2株系抗性强于转OsAPX1株系。盆栽抗盐碱性分析进一步证实转OsAPX1,2基因拟南芥株系对盐(NaCl)碱(NaHCO_3,Na_2CO_3)胁迫的抗性高于野生型植株,而且转OsAPX2株系比转OsAPX1株系抗盐碱胁迫能力强。在强氧化剂Na_2SO_3、H_2O_2处理下,转OsAPX1,2基因拟南芥叶片抗氧化损伤实验表明:转OsAPX2植株>转OsAPX1植株>野生型抗氧化损伤的能力。对烟草K_(326)叶盘侵染转基因,经Southern杂交检测为单拷贝插入,而且Northern杂交结果表明其转录表达;在CaMV35S启动下过量表达的转基因T_2代烟草植株对盐碱胁迫有抗性,并且在一定浓度的盐(NaCl)碱(NaHCO_3)下还表现出转OsAPX2基因比转OsAPX1基因植株抗性强的特性;转基因T_2代烟草叶片表现出抗强氧化剂Na_2SO_3、H_2O_2和百草枯伤害,而且转OsAPX2基因植株抗氧化伤害比转OsAPX1基因植株强的特性,酶活性测定显示转OsAPX2基因株系APX酶活性的提高幅度比转OsAPX1基因株系的大,充分证明细胞质型2个基因(OsAPX2强于OsAPX1)抗盐碱性差异。3、进一步深入比较了2种过氧化物体型(OsAPX3,4)基因抗盐碱性差异。对转基因株系在NaCl、NaHCO_3胁迫下抗性比较,得转OsAPX4基因拟南芥发芽势显着高于转OsAPX3基因株系,推定水稻OsAPX4基因的过量表达提高抗盐碱能力高于OsAPX3基因;体外表达纯化了二基因的蛋白质,为将来进行酶学特性的比较研究以及抗体制备准备了条件。对转OsAPX4基因酵母和T_3代拟南芥进行生长抗性试验表明,转基因酵母的生长状态要好于对照;转基因拟南芥在200mmol/L NaCl和7.5mmol/L NaHCO_3分别处理15天和7天后,生长势要优于野生型对照。这些结果说明,水稻过氧化物体型OsAPX4基因对转基因酵母和拟南芥在盐碱逆境中的生存具有重要的作用。4、应用OsAPX2基因进行苜蓿转基因抗性育种。通过根癌农杆菌介导侵染大叶苜蓿子叶诱导出的愈伤组织,经Kana的分化筛选、特异引物PCR检测、以及特异探针对T_2代株系进行Northern杂交检测获得转水稻OsAPX2基因的大叶苜蓿株系;对T_2代株系幼苗测定APX酶活性比野生型对照平均提高3.15倍。转基因株系抗盐碱性有待进一步的分析鉴定。

参考文献:

[1]. 棉花铝诱导蛋白基因GhAlin对紫花苜蓿(Medicago sativaL.)的遗传转化[D]. 刘洋. 西南农业大学. 2004

[2]. 根癌农杆菌介导的苜蓿悬浮胚性愈伤遗传转化体系的建立与优化[J]. 申玉华, 李望丰, 金太成, 常青, 殷东旭. 植物研究. 2009

[3]. 农杆菌介导籼稻遗传转化研究的进展及策略[J]. 贾丽娥, 张欣, 吴传银, 万建民. 中国农业科技导报. 2011

[4]. 根癌农杆菌介导反义蜡质基因的水稻遗传转化[J]. 殷丽青, 王新其, 韩志勇, 程磊, 沈革志. 上海交通大学学报(农业科学版). 2001

[5]. 苜蓿耐逆转基因的研究进展[J]. 申玉华, 徐振军, 唐立红, 杨晓坡. 黑龙江畜牧兽医. 2010

[6]. 根癌农杆菌介导的紫花苜蓿遗传转化体系的建立与优化[J]. 刘小琳, 王继峰, 胡晓艳, 刘艳昆, 熊军波. 中国草地学报. 2007

[7]. 国外燕麦分子生物学研究进展[J]. 王茅雁, 齐秀丽, 张凤英. 内蒙古农业大学学报(自然科学版). 2001

[8]. 根癌农杆菌介导反义蜡质基因获得水稻植株研究初报[J]. 孟昭河, 孟巧霞, 刘永巍, 李春光, 张景龙. 黑龙江农业科学. 2005

[9]. 转基因苜蓿的研究进展[J]. 李静, 薛鑫, 吴金霞. 生物技术通报. 2012

[10]. 盐碱胁迫下水稻OsAPX家族基因表达特性差异研究[D]. 管清杰. 东北林业大学. 2007

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