外源iaaM基因对于转基因棉花体内的激素、棉酚和根系分泌物的影响

发布时间：2017-10-03 13:34

  本文关键词：外源iaaM基因对于转基因棉花体内的激素、棉酚和根系分泌物的影响

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【摘要】：转基因技术在棉花育种中的应用已较为广泛,但外源基因对转基因受体本身影响的研究却较少。IF-11种质系是具有我国自主知识产权的转iaaM基因棉花种质系,由于该基因上调植株体内生长素含量,使种子表皮纤维数量增加而显著提高其衣分并改善纤维细度,实现产量和品质性状的同步提高。研究该种质系生长素外的其它生理性状变化,以探究外源基因的导入是否有对该受体产生额外影响,对于该材料的育种利用以及转基因技术对生物体影响均具有一定的意义。本研究以IF-11为材料,以从中分离出来的无iaaM基因材料1F-11(无)、遗传背景品种冀棉14和陆地棉标准系TM-1为对照,从内源激素含量、左右旋棉酚含量、根系分泌物成份、种子萌发和化感作用等方面探讨IF-11由于外源基因的导入造成的生理性状变化。主要结果如下： (1)利用酶联免疫法测定了四个材料种仁、根、茎、叶、花蕾的内源激素含量。结果表明,IF-11显著地提高了各器官中的生长素含量,但各器官中的赤霉素、脱落酸和玉米素核苷含量也与其它三个材料有显著的差异。产生变化的原因可能是iaaM基因的导入引起了棉株体内激素交联部分正负调节因子的调节变化。 (2)利用柱前衍生化-高效液相色谱法测定了四个材料各主要器官的左右旋棉酚含量。结果表明,棉花植株几个器官的棉酚含量最高的是种仁,为0.344～1.282%；其次是叶片,为0.221～0.539%,最低的是茎,为0.031～0.063%。转iaaM基因材料IF-11的种仁和叶片的棉酚总含量分别为0.344%和0.221%,显著低于其余参试材料。参试材料间,根系和茎杆的总棉酚含量未有明显差异。说明外源基因的导入或IAA含量的提高显著地影响了IF-11体内的棉酚代谢,降低了IF-11的棉酚的贮存能力。 (3)参试材料各器官的左右旋棉酚含量有较大的差异,其中种仁中左右旋棉酚含量分别为0.195～0.589%和0.149～0.693%,叶片分别为0.127～0.214%和0.094～0.325%,茎分别为0.014～0.029%和0.017～0.034%,根系分别为0.055～0.077%和0.063～0.090%。IF-11种仁和叶片中左旋棉酚比例高于右旋,而其余参试材料则是右旋棉酚含量高于左旋棉酚。除TM-1的根系外,四个参试材料茎和根系中的左旋棉酚含量均低于右旋棉酚。 (4)利用气相色谱法-质谱法分析了四个材料的根系分泌物成份,结果表明,IF-11的根系分泌物物质含有更多的亲水性基团,这点说明了IF-11根系分泌物的水溶性更高,且有羟基的这些物质更容易在土壤中转化其它醛酮类物质,起到化感作用。此外,IF-11根系分泌物中含有的糖类较少,说明IF-11的根系分泌物成份对土壤根际微生物的生长有一定的抑制作用。菌丝生长实验表明,IF-11根系分泌物的抑菌效果较好,但与IF-11(无)的差异并不大。根据本试验结果还无法推断根系分泌物是其抗枯萎病的原因。 (5)种子发芽试验结果表明,IF-11由于外源基因的导入或IAA含量的上调以及由此引起的多种生理生化效应,其发芽率和发芽势显著低于从中分离出来的无基因对照。采用浸种后再发芽或者脱绒后发芽的方法可以在一定程度上提高其发芽率。化感试验表明,IF-11的种子浸提液对中棉所49种子的发芽有明显的促进作用,且促进作用效果优于从中分离出来的无基因对照。这说明IF-11的种子浸提液更具有化感作用。
【关键词】：棉花 IF-11种质系 iaaM基因 左右旋棉酚 内源激素 根系分泌物 发芽 化感作用
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S562
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第一章 文献综述14-37
• 1.1 转基因棉花概况14-21
• 1.1.1 棉花外源基因转化方法14-17
• 1.1.1.1 花粉管通道法14-15
• 1.1.1.2 基因枪法15-16
• 1.1.1.3 农杆菌介导法16-17
• 1.1.2 棉花转基因进展17-21
• 1.1.2.1 转Bt基因抗虫棉17-18
• 1.1.2.2 转抗除草剂基因棉18-19
• 1.1.2.3 转抗病基因棉19-20
• 1.1.2.4 转改良纤维品质基因棉20-21
• 1.2 外源基因对其受体性状的影响21-22
• 1.3 内源激素22-27
• 1.3.1 生长素22-23
• 1.3.2 赤霉素23-24
• 1.3.3 脱落酸24-25
• 1.3.4 玉米素核苷25-26
• 1.3.5 内源激素检测方法26-27
• 1.4 棉酚27-31
• 1.4.1 棉酚的理化性质及其生物学意义28-29
• 1.4.2 棉酚的测定方法29-30
• 1.4.3 棉酚旋光体的测定方法30-31
• 1.5 植物化感作用31-35
• 1.5.1 化感物质的种类32
• 1.5.2 化感作用的作用机制32
• 1.5.3 化感物质的特点32-33
• 1.5.4 化感作用的生物检测方法33
• 1.5.5 根系分泌物33-35
• 1.5.5.1 根系分泌物的种类33-34
• 1.5.5.2 根系分泌物的收集方法34-35
• 1.5.6 根系分泌物的检测方法35
• 1.6 本研究的目的意义35-37
• 第二章 转iaaM基因种质系主要器官的内源激素含量分析37-43
• 2.1 材料与方法37-39
• 2.1.1 实验材料37-38
• 2.1.2 实验方法38-39
• 2.1.2.1 样品前处理38
• 2.1.2.2 激素测定方法38-39
• 2.1.2.3 数据分析39
• 2.2 结果与分析39-41
• 2.2.1 棉花主要器官的内源激素含量39-41
• 2.2.1.1 种仁39
• 2.2.1.2 根39-40
• 2.2.1.3 茎40-41
• 2.2.1.4 叶41
• 2.2.1.5 花蕾41
• 2.3 讨论41-43
• 第三章 iaaM基因对转基因棉花种质系左右旋棉酚含量的影响43-51
• 3.1 材料与方法43-44
• 3.1.1 实验材料43
• 3.1.2 实验方法43-44
• 3.1.2.1 样品前处理43-44
• 3.1.2.2 左右旋棉酚含量测定44
• 3.1.2.3 高效液相色谱法(HPLC)分析条件44
• 3.1.2.4 数据分析44
• 3.2 结果与分析44-49
• 3.2.1 棉酚衍生化效果44-45
• 3.2.2 左右旋棉酚标准曲线45-46
• 3.2.3 棉花主要器官的左右旋棉酚含量46-49
• 3.2.3.1 种仁46-47
• 3.2.3.2 根47
• 3.2.3.3 茎47-48
• 3.2.3.4 叶48-49
• 3.3 讨论49-51
• 第四章 转iaaM基因种质系根系分泌物成份分析51-58
• 4.1 材料与方法52-53
• 4.1.1 实验材料52
• 4.1.2 实验方法52-53
• 4.1.2.1 根系分泌物的收集52
• 4.1.2.2 根系分泌物的分离浓缩52
• 4.1.2.3 根系分泌物的衍生化处理52
• 4.1.2.4 气相色谱质谱联用(GC-MS)分析条件52-53
• 4.1.2.5 抑菌率测定53
• 4.2 结果与分析53-57
• 4.2.1 根系分泌物的主要成分分析53-56
• 4.2.2 根系分泌物对枯萎病菌的影响56-57
• 4.3 讨论57-58
• 第五章 转iaaM基因种质系的种子发芽与化感作用研究58-64
• 5.1 实验材料与方法58-59
• 5.1.1 实验材料58
• 5.1.2 实验方法58-59
• 5.1.2.1 种子萌发实验58-59
• 5.1.2.2 种子浸提液制备59
• 5.1.2.3 种子浸出液化感效应59
• 5.2 结果与讨论59-63
• 5.2.1 种子萌发情况59-61
• 5.2.2 棉花种子浸提液对中棉所49棉花种子萌发的影响61-63
• 5.3 讨论63-64
• 全文小结64-65
• 参考文献65-72

【参考文献】

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本文编号：965510