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甘薯胚性悬浮细胞遗传转化体系的建立及表达OCⅠ基因转基因植株的再生

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引言

第一章文献综述

第二章甘薯胚性悬浮细胞遗传转化体系的建立

2.1材料与方法

2.1.1甘薯胚性细胞悬浮培养系的建立

2.1.2菌株活化和菌液的制备

2.1.3 GUS检测

2.1.4 AS适宜浓度的确定

2.1.5甘薯胚性细胞团Hyg敏感性测定

2.1.6侵染、共培养、选择培养、植株再生和隔离大田评价

2.1.7甘薯总DNA的提取

2.1.8转基因植株的PCR检测

2.1.9转基因植株的dot blot和Southern blot分析

2.2结果与分析

2.2.1栗子香胚性愈伤组织的获得

2.2.2栗子香胚性细胞悬浮培养系的建立

2.2.3 AS适宜浓度的确定

2.2.4栗子香胚性细胞团选择培养阶段Hyg适宜浓度的确定

2.2.5栗子香Hyg抗性愈伤组织的形成和拟转基因植株再生

2.2.6栗子香转基因植株的GUS检测

2.2.7栗子香转基因植株的PCR检测

2.2.8栗子香转基因植株的dot blot分析

2.2.9栗子香转基因植株的Southern blot分析

2.2.10转基因植株的驯化和隔离大田评价

3.1材料与方法

3.1.1菌株、质粒及载体pCAMBIA1301-OCⅠ的构建

3.1.2大肠杆菌质粒DNA和根癌农杆菌mini质粒DNA的提取

3.1.3质粒DNA的酶切、目的片段的回收和连接

3.1.4大肠杆菌和农杆菌感受态的制备和中间载体的导入

3.1.5 PCR检测

3.1.6菌株的保存

3.2结果与分析

3.2.1质粒DNA提取及酶切鉴定

3.2.2植物表达载体pCAMBIA1301-OCⅠ的构建

3.2.3植物表达载体pCAMBIA1301-OCⅠ导入根癌农杆菌EHA105

第四章表达OCⅠ基因转基因甘薯植株的再生及其对甘薯茎线虫病抗性的鉴定

4.1材料与方法

4.1.1胚性细胞悬浮培养系的建立

4.1.2徐薯18胚性悬浮细胞Hyg敏感性测定

4.1.3利用新构建的载体对徐薯18和栗子香的转化

4.1.4转基因植株的GUS检测

4.1.5甘薯基因组DNA的提取

4.1.6转基因植株的PCR检测

4.1.7转基因植株Southern blot分析

4.1.8植株总RNA的提取

4.1.9转基因植株的Nouthern blot分析

4.1.10转基因甘薯植株的茎线虫病抗性鉴定

4.2结果与分析

4.2.1徐薯18和栗子香胚性愈伤组织的诱导和胚性细胞悬浮培养系的建立

4.2.2徐薯18胚性细胞团选择培养阶段Hyg适宜浓度的确定

4.2.3 Hyg抗性愈伤组织的形成和拟转基因植株再生

4.2.4转基因植株的PCR检测

4.2.5转基因植株的Southern blot分析

4.2.6转基因植株的Northern blot分析

4.2.7转基因植株的驯化和大田评价

4.2.8转基因植株的茎线虫抗性接种鉴定

第五章综合讨论与结论

5.1综合讨论

5.1.1外植体种类对甘薯遗传转化效率的影响

5.1.2根癌农杆菌菌株对甘薯遗传转化效率的影响

5.1.3 AS对甘薯遗传转化效率的影响

5.1.4选择剂及选择方法对甘薯遗传转化效率的影响

5.1.5甘薯品种间Hyg适宜浓度的差异

5.1.6不同遗传转化程序对甘薯遗传转化效率的影响

5.1.7 OCⅠ基因对甘薯茎线虫病的抗性

5.1.8 OCⅠ基因对甘薯其他病虫害的抗性

5.2结论

参考文献

致 谢

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摘要

本研究以甘薯品种栗子香和徐薯18的胚性悬浮细胞为受体材料,建立了一个有效的根癌农杆菌介导的甘薯遗传转化体系。利用该转化体系,将水稻巯基胰蛋白酶抑制剂(OC’I)基因导入到甘薯品种中,获得了对甘薯茎线虫病具有一定抗性的转基因植株。主要结果如下: 1.以栗子香的胚性悬浮细胞为材料,建立了甘薯有效的遗传转化体系。利用Gus检测分析了乙酰丁香酮浓度对gusA基因瞬时表达的影响,结果表明在共培养基中添加乙酰丁香酮能够显著提高转化效率,适宜的乙酰丁香酮浓度为30 mg I<'-1>。对栗子香和徐薯18胚性细胞团的潮霉素敏感性进行了分析,结果表明,选择培养基中适宜的潮霉素浓度分别为25 mg <'-1>和7 mg l<'-1>。用根癌农杆菌菌株EHA105(携带pCAMBIAl301,含有潮霉素磷酸转移酶(hpt)基因和B.葡萄糖苷酸酶(gusA)基因)侵染栗子香的1776个胚性细胞团,通过选择培养,获得了289个抗性愈伤组织。将这些抗性愈伤组织转移到再生培养基上,经过体细胞胚胎发生途径,再生出2218株拟转基因植株。GuS检测、PCR、dot blot和Southem blot分析表明,gusA基因已经整合到甘薯基因组中,T-DNA插入拷贝数为1-4个;转基因植株占拟转基因植株的90.37%。将转基因植株移栽到大田,对其块根进行GUs检测,结果表明gusA基因在块根中稳定表达。 2.将质粒pBinh的水稻巯基胰蛋白酶抑制剂(OC I)基因的酶切片段插入到质粒pCAMBIA1301的多克隆位点,构建了质粒pCAMBIAl301-OCI,并将其导入根癌农杆菌菌株EHA105中,构建了植物遗传转化双元载体EHA105/pEAMBIA1301-OCI。 3.利用本研究所建立的遗传转化体系,将OCI基因导入栗子香和徐薯18中。用根癌农杆菌菌株EHA105(携带pCAMBIA1301-OCI)分别转化1450个栗子香的胚性细胞团和1710个徐薯18的胚性细胞团,通过选择培养,分别获得了228个和489个抗性愈伤组织。这些抗性愈伤组织经过体细胞胚胎发生途径,分别再生出1715株和2119株拟转基因植株。通过GUS检测以及PCR、Southern blot和Northern blot分析表明,OCI基因已整合到甘薯基因组中;转基因植株百分率分别为90.29%和92.78%。将这些转基因植株移栽到大田,对徐薯18转基因植株的块根进行甘薯茎线虫接种试验,结果表明,转基因植株块根的感病面积只有24.45-65.04%,而对照(非转基因植株的块根)高度感病,表明表达OCI基因的转基因甘薯植株的茎线虫病抗性明显提高。

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