小麦粒重相关基因TaGW2的单倍型分析及其农杆菌介导的遗传转化体系优化

发布时间：2020-09-10 12:23

　　 小麦是我国最主要的粮食作物之一,小麦的产量、品质、安全性等因素直接影响着我国的粮食安全和社会稳定。粒重作为产量构成因素之一,一直是育种家重点关注的方面之一。随着多年来育种工作的发展,传统育种技术已很难取得跨越式的发展。自1992年Vasil获得第一株转基因植物以来,对各种粮食作物、经济作物的转基因工作逐渐成为热门。但目前小麦的转基因技术仍然发展缓慢。尤其是近年来,人们对转基因食品的安全性日益关注,我国也对无筛选标记转基因作物的研究提出了新的要求,这对小麦的转基因技术提出了更大的挑战。本研究以粒重相关基因TaGW2为目标基因,针对目前小麦组织培养困难和筛选标记难以去除的问题,进行了TaGW2基因的单倍型分析、转基因载体构建和遗传转化研究,取得以下结果:1、在361份材料中共筛选了 54份大粒材料,并对TaGW2基因进行了单倍型分析。共检测到了 6种单倍型,且发现中麦895和许科316的TaGW2-6AS在976与977位之间发生了 T碱基的插入,导致了该基因在987位的读码终止。在对第7内含子的测序中,检测到6BS中有3种单倍型,在该内含子的459、478、594、679、821bp处具有多态性;6DS检测到2种单倍型,在该内含子的709和713bp处具有多态性2、利用同源克隆的方法,在大粒材料“品冬34”中克隆到了提前终止的TaGW2基因,并将该基因成功构建在了三个植物表达载体中:PCXSN-TaGW2、DRB-bar-TaGW2和PTCK303mm-TaGW2,其中PCXSN-TaGW2为含潮霉素筛选标记的载体,DRB-bar-TaGW2为含除草剂抗性的双右边界载体,PTCK303mm-TaGW2为无筛选标记载体。3、选用小偃22、Z50和郑麦366为受体材料,进行了幼胚组织培养和农杆菌介导的遗传转化,并针对褐化和水渍化现象进行了培养体系优化。其中小偃22和Z50在供试的三个品种中具有较高的出愈率。小偃22在幼胚遗传转化的抑菌阶段,褐化程度最低。在抑菌阶段培养基中添加硫辛酸,可有效降低愈伤组织的褐化程度,但硫辛酸的添加会显著提高愈伤组织水渍化的程度,导致愈伤组织再生困难。甜菜碱的添加可降低愈伤组织水渍化程度,且能降低Z50愈伤组织褐化程度,但会提高小偃22愈伤组织褐化的程度。4、选用小偃22为受体材料,对其进行了成熟胚组织培养和农杆菌介导的遗传转化,并研究了不同接种方式和不同培养基对愈伤组织形态的影响,结果表明,切胚出愈速度较刮胚更快,但二者15天的出愈率差异并不显著;在诱导培养基中添加0.1mM以上的硫辛酸会降低成熟胚的出愈率;在抑菌阶段添加0.1mM硫辛酸可降低切胚愈伤组织的褐化程度,并降低愈伤组织水渍化的程度;在诱导培养基中添加5mg ·L-1的硝酸银可提高刮胚愈伤组织的出愈率。综合而言,采用刮胚、在诱导阶段添加5mg ·L-1 AgN03,愈伤组织颜色浅黄,水渍化现象较轻,有利于愈伤组织的继续生长。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S512.1
【部分图文】：

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本文编号：2815817