LcGR基因在烟草中的功能验证以及在百合抗重金属中的应用
发布时间：2020-10-16 08:28
重金属是植物生长过程中重要的非生物胁迫因子,会直接危害植物的生长状态和细胞的各项生理代谢功能。植物在进化过程中形成了不同的机制以减少重金属离子镉和铜等胁迫对植物造成的伤害,谷胱甘肽代谢途径是重要机制之一,其中GR的作用十分关键。GR可将氧化型GSSG还原成还原型GSH,以高GSH/GSSG比例来保持植物细胞的高还原性,从而提升植物清除ROS的能力。百合是常见的花卉植物,具有观赏性强、适种范围广、繁殖快等优点,所以改造价值很高。但其对重金属的抵御能力较弱,因此可以通过分子水平改造,培育出对重金属具有高耐受能力的百合,从而达到抵抗和修复重金属环境的目的。本研究旨在使用模式植物烟草对抗逆基因LcGR进行功能验证,并进一步将该基因应用于花卉绿化植物百合中。本研究获得的成果如下:1.将从枸杞中克隆得到的LcGR基因在模式植物烟草中过表达后,检测铜离子和镉离子处理后烟草的株高、MDA含量、叶绿素含量、谷胱甘肽还原酶和过氧化氢酶活性等指标,发现转基因植株受重金属离子伤害程度较小,生长优势明显,生物酶活性显著提高,表明导入该基因可显著提高烟草对金属铜和镉离子的耐受性。而且在所有转基因株系中,GR-10的耐受能力最强;2.本研究为了提高百合对重金属胁迫的耐受力,并进一步改善周围的土壤环境。以百合为材料,先利用正交试验优化百合鳞片的组培再生体系。结果表明,使用MS+2 mg/L 2,4-D+0.1 mg/L NAA+90 g/L蔗糖配比的培养基来诱导鳞片膨大的效果最佳;使用MS+1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA+30 g/L蔗糖配比的培养基来诱导鳞片直接分化的效率最高;使用MS+2.5 mg/L 2,4-D+0.4 mg/L TDZ+60 g/L蔗糖配比的培养基来诱导鳞片间接分化的效率最高。再通过农杆菌介导法将LcGR基因转化到百合中,并优化了体系的各影响因素,最终获得了转基因植株。结果表明,在农杆菌OD_(600)为0.6,受体预培养3 d,侵染40 min,AS浓度为200μM的条件下,鳞片的遗传转化效率最高,阳性率高达17.50%。在农杆菌OD_(600)为0.4,受体预培养5 d,侵染40 min,AS浓度为200μM的条件下,愈伤组织的转化率最高,高达12.60%;3.本研究对得到的转基因百合进行铜离子和镉离子的胁迫处理,并检测其根长、株高、MDA含量及GR和CAT生物酶活性等。结果显示,转基因植株的各项指标均显著高于非转基因对照,表明在百合中过表达LcGR基因可显著提其对重金属的耐受性,为植物修复重金属环境奠定了一定的研究基础。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X53;Q943.2
【部分图文】：
图 2-1 转基因烟草移到盆中生长Fig.2-1 Transgenic tobacco transferred from tissue culture flasks将携带外源基因LcGR的T1代烟草的种子撒在含有Kan MS琼脂培养基的玻璃平板上筛选萌发，长到两个叶时转移到组培瓶中培养至 4 叶期，然后转化到培养土中（营养土：蛭石：珍珠岩中=1:1:1）盆栽培养两周，期间的培养条件为：25 °C，3000 lx，16 h/d。植株的生长状态如图 2-1 所示，烟草苗颜色鲜绿、长势迅速、枝叶健壮，长势良好。从每个株系选出长势相同多株烟草植株，用于后续实验。2.3.2 转基因的烟草的 PCR 检测鉴定结果
2-1 转基因烟草移到盆中生长genic tobacco transferred from tissue的T1代烟草的种子撒在含有K个叶时转移到组培瓶中培养至珠岩中=1:1:1）盆栽培养两周株的生长状态如图 2-1 所示，。从每个株系选出长势相同多CR 检测鉴定结果
图 2-3 转基因烟草 LcGR 基因的 PCR 产物电泳图Fig.2-3 Electrophoresis of PCR product of LcGR in tobacco注： M 为 DNA Marker III，P 为质粒对照，N 为非转基因烟草对照，L1-L9 为 LcGR 基阳性 PCR 的电泳结果。经 Kan 筛选后，取正常生长的烟草幼苗顶端向下的第 2 片叶片取叶片中的因组 DNA，再进行 PCR 和半定量 PCR 检测，进一步确定外源基因 LcGR 在烟基因组中整合情况。琼脂糖凝胶电泳结果如图 2-2 和图 2-3 所示：非转基因烟对照扩增产物均没有出现与以质粒 pCAMBIA2300-LcGR 为模板扩增的产物相的 NPTII 和 LcGR 电泳条带；而阳性对照质粒和所选烟草均扩增出了两个目的带，认定在这些烟草植株中 LcGR 已经整合到烟草的基因组中了。3.3 半定量 PCR 检测结果为进一步确认烟草转基因整合情况和阳性植株不同株系之间目的基因的基
【相似文献】
本文编号：2843018
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X53;Q943.2
【部分图文】：
图 2-1 转基因烟草移到盆中生长Fig.2-1 Transgenic tobacco transferred from tissue culture flasks将携带外源基因LcGR的T1代烟草的种子撒在含有Kan MS琼脂培养基的玻璃平板上筛选萌发，长到两个叶时转移到组培瓶中培养至 4 叶期，然后转化到培养土中（营养土：蛭石：珍珠岩中=1:1:1）盆栽培养两周，期间的培养条件为：25 °C，3000 lx，16 h/d。植株的生长状态如图 2-1 所示，烟草苗颜色鲜绿、长势迅速、枝叶健壮，长势良好。从每个株系选出长势相同多株烟草植株，用于后续实验。2.3.2 转基因的烟草的 PCR 检测鉴定结果
2-1 转基因烟草移到盆中生长genic tobacco transferred from tissue的T1代烟草的种子撒在含有K个叶时转移到组培瓶中培养至珠岩中=1:1:1）盆栽培养两周株的生长状态如图 2-1 所示，。从每个株系选出长势相同多CR 检测鉴定结果
图 2-3 转基因烟草 LcGR 基因的 PCR 产物电泳图Fig.2-3 Electrophoresis of PCR product of LcGR in tobacco注： M 为 DNA Marker III，P 为质粒对照，N 为非转基因烟草对照，L1-L9 为 LcGR 基阳性 PCR 的电泳结果。经 Kan 筛选后，取正常生长的烟草幼苗顶端向下的第 2 片叶片取叶片中的因组 DNA，再进行 PCR 和半定量 PCR 检测，进一步确定外源基因 LcGR 在烟基因组中整合情况。琼脂糖凝胶电泳结果如图 2-2 和图 2-3 所示：非转基因烟对照扩增产物均没有出现与以质粒 pCAMBIA2300-LcGR 为模板扩增的产物相的 NPTII 和 LcGR 电泳条带；而阳性对照质粒和所选烟草均扩增出了两个目的带，认定在这些烟草植株中 LcGR 已经整合到烟草的基因组中了。3.3 半定量 PCR 检测结果为进一步确认烟草转基因整合情况和阳性植株不同株系之间目的基因的基
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1 安婷;LcGR基因在烟草中的功能验证以及在百合抗重金属中的应用[D];天津大学;2018年
本文编号：2843018
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