九个棉花内源抗虫相关基因的遗传转化及抗虫鉴定

发布时间：2020-06-28 14:23

【摘要】：棉花是具有重要经济价值和实用价值的农作物之一,棉花纤维是纺织业重要的原材料,棉籽油也可以作为植物产物重要的能源来源,因此,棉花在当今世界和未来的国民经济中占有重要地位。烟粉虱是目前危害棉花生产的主要害虫之一,它具有典型的刺吸性口器,在危害植物过程中大量取食棉花韧皮部汁液,同时可以作为媒介传播双生病毒,在棉花的实际生产中具有很大的危害。本课题共选择九个棉花对烟粉虱可能具有抗性的基因进行转基因功能验证,其中八个基因是通过棉花与烟粉虱互作的转录组数据中筛选出的,棉花对烟粉虱耐受性有明显差异的基因,通过与拟南芥基因组对比得到可能的基因功能为:7个类受体蛋白或类受体蛋白激酶基因PR(phytosulfokin receptor 1)、RLP(receptor like protein 6)、LRR(Leucine-rich repeat(LRR)family protein)、PLK-A(cysteine rich RLK25)、RLK-D(cysteine-rich RLK25)、LPK(S-locus lectin protein kinase family protein);1个XTH基因(XTH22);1个CHA基因(Achitinase A)。此外,通过同源鉴定的方法得到的棉花基因组内与水稻BPH3基因同源的基因BPH(S-domain-2 5;protein serine),亦属于类受体蛋白激酶基因家族。本实验通过干涉、超表达技术以及基因编辑技术,共设计构建13个表达载体,包括10个干涉载体,2个超表达载体,1个CRISPR-Cas 9载体。通过农杆菌介导的转基因技术共获得转基因材料T0代86个植株,对这些T0代转基因植株进行Southern杂交检测其拷贝数。部分T1代转基因干涉株系在田间种植,对田间数据统计并进行显著性分析,结果显示:转基因干涉材料农艺性状与Jin668对照相比,除株高外,各转基因干涉株系在农艺性状如株型、花型等方面无明显差异,RNAi干涉对棉花植株农艺性状影响较小。部分基因干涉株系抗虫性状与对照相比差异较大,这些材料的创造和鉴定进一步进行抗虫研究创造了条件。BPH超表达载体在转化后无法分化,预测棉花内源BPH基因可能与细胞分化或形成愈伤组织有关系。通过遗传转化预实验,初步验证棉花内源BPH基因可能与细胞分化有关,该猜想还需相关实验进一步验证。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S562
【图文】：

系统模型图,信号传递,系统模型,基因

图 1 信号传递系统模型（Wu et al 2014）Fig.1 The model of Signal transmission system1.4 基因背景在本实验中进行转基因功能验证的九个基因中，八个基因是通过对抗感烟不同的棉花材料进行转录组分析得到的，是对抗烟粉虱性状差异较大的基因个是通过同源分析得到的，棉花内源的与水稻抗褐飞虱基因 BPH3 同源的。所筛选的基因与拟南芥基因组功能比较，基因的可能功能为：6 个为类受白或类受体蛋白激酶：phytosulfokin receptor 1（PR）、receptor like protein RLP）、Leucine-rich repeat family protein（LRR）、cysteine-rich RLK25（PLK-Aysteine-rich RLK25（RLK-D）、S-locus lectin protein kinase family protein（LPK个棉花内源 Achitinase A（CHA），一个木葡聚糖内糖基转移酶\水解酶 XTH

木葡聚糖,细胞壁,生长发育,抗性

图 2 类受体蛋白激酶结构（Walker et al 1994）Fig.2 The structure of receptor protein kinase糖内糖基转移酶/水解酶是半纤维素中重要的组分，纤维素微纤丝与木葡聚糖形葡聚糖内糖基转移酶家族（XTH）主要分为可以通过催调节细胞弹性，影响整个生长发育及抗性响应过程。的功能较多，参与到细胞壁的活动、植物的生长发育、命活动中，转基因植株可以增加水分胁迫的抗性，能够高温、干旱等条件（Miedes et al 2009, Singh et al 2001）木葡聚糖链的断裂和重建，是细胞壁重构过程的关键酶XTH 蛋白是与运输相关的蛋白，对产生新的细胞壁具有nd Nishitani et al 2001）也可能与新分泌的木葡聚糖材料

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