细菌钾转运蛋白基因trkH提高转基因烟草和玉米的钾营养

发布时间：2021-11-17 11:31

　　钾是植物生长发育所必需的营养元素之一,参与多种生理生化过程,如蛋白质合成和光合作用等。土壤缺钾严重影响了作物的产量和品质,通过遗传改良的方式提高作物的钾吸收利用效率是解决土壤缺钾的有效途径之一。研究表明,过表达钾吸收相关基因可以提高植物的钾营养,但这些基因主要局限于植物来源。本实验室前期研究发现,细菌钾转运蛋白基因trkH能够提高缺陷型酿酒酵母的钾吸收能力,使酵母在低钾培养基中能够生长。本论文的主要工作是将trkH基因转入烟草和玉米中进行钾吸收功能分析,并为育种奠定基础。采用农杆菌介导的叶盘转化法将trkH基因转到烟草中,PCR检测结果表明trkH基因成功转入烟草中,RT-PCR检测结果表明4个转化株系在转录水平上均能表达,选取表达量相对较高的L1和L4株系进行生理实验研究。烟草钾耗竭实验结果表明过表达trkH基因提高了转基因烟草的钾吸收能力;烟草液培实验结果表明,在1 mM K⁺浓度下,转基因烟草在鲜重、干重和钾离子含量上显著高于野生型。采用农杆菌介导的幼胚侵染法将trkH和bar基因转入玉米,经过共培养和筛选等培养阶段共获得21个独立的除草剂抗性植株。T0代植... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 植物体内的钾和生理功能
        1.1.1 钾在植物体内的含量和分布
        1.1.2 钾的生理功能
    1.2 土壤中的钾和植物缺钾症状
    1.3 植物对钾的吸收和转运
        1.3.1 KUP/HAK/KT钾转运蛋白家族
        1.3.2 其它钾转运蛋白家族
    1.4 原核微生物Trk钾吸收系统
    1.5 研究目的及意义
2 转trkH基因烟草的分子和生理检测
    2.1 实验材料和仪器设备
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验试剂
        2.1.3 实验设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 烟草转化用培养基的配制
        2.2.2 农杆菌介导烟草遗传转化
        2.2.3 转trkH基因烟草的分子检测
        2.2.4 转trkH基因烟草的生理检测
    2.3 结果与分析
        2.3.1 转基因烟草的获得
        2.3.2 转trkH基因烟草的分子检测
        2.3.3 转trkH基因烟草的生理检测
    2.4 讨论
    2.5 小结
3 转trkH基因玉米的获得及分子检测
    3.1 实验材料和仪器设备
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验试剂
        3.1.3 实验设备
    3.2 实验方法
        3.2.1 玉米转化培养基配制
        3.2.2 玉米转化
        3.2.3 T0代转基因玉米的PCR检测
        3.2.4 T0代转基因玉米的bar试纸条检测
        3.2.5 杂交一代转基因玉米的RT-PCR检测
        3.2.6 杂交一代转基因玉米的遗传分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 转基因玉米植株的获得
        3.3.2 T0代转化植株的PCR检测结果
        3.3.3 T0代转化植株的bar试纸条检测结果
        3.3.4 杂交一代转基因植株的半定量RT-PCR检测结果
        3.3.5 杂交一代转基因植株遗传分析
    3.4 讨论
    3.5 小结
4 转trkH基因玉米的生理检测
    4.1 实验材料和仪器设备
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 实验试剂
        4.1.3 实验设备
    4.2 实验方法
        4.2.1 玉米K~+ 耗竭实验
        4.2.2 玉米K~+ 液培实验
        4.2.3 玉米植株的根长和株高的测定
        4.2.4 生物量测定
    4.3 结果与分析
        4.3.1 玉米K~+ 耗竭实验
        4.3.2 玉米液培实验
    4.4 讨论
    4.5 小结
5 转基因玉米田间试验
    5.1 试验地点
    5.2 试验材料
    5.3 试验方法
        5.3.1 土壤速效钾测定
        5.3.2 田间试验施肥及种植方案
        5.3.3 农艺性状测定
    5.4 结果与分析
        5.4.1 转基因玉米的田间观察
        5.4.2 转基因玉米吐丝期的性状统计
        5.4.3 转基因玉米穗部性状统计
    5.5 讨论
    5.6 小结
结论
展望
参考文献
附录A 论文中缩略语
附录B 论文中所用营养液配方
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]GhKT2: a novel K+ transporter gene in cotton（Gossypium hirsutum）[J]. Yiru WANG,Juan XU,Mingcai ZHANG,Xiaoli TIAN,Zhaohu LI.  Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2018(02)
[2]陆地棉钾转运体基因GhHAK5的序列特征及表达分析[J]. 晁毛妮,温青玉,张志勇,胡根海,张金宝,王果,王清连.  作物学报. 2018(02)
[3]陆地棉钾吸收相关基因GhHAK1的克隆与功能分析[J]. 王昭玉,吕婷婷,李爱芹,王頔,张子玉,闫瑞娴,陈佳雪,董惠心,唐宁蔓,刘建凤.  中国农业科技导报. 2017(10)
[4]低钾胁迫对玉米干物质和养分积累与分配的影响[J]. 杜琪,赵新华,王华杰,李艳杰,王晓光,于海秋.  沈阳农业大学学报. 2017(03)
[5]甘蔗钾转运蛋白基因SsHAK2的克隆及表达特性分析[J]. 凌秋平,曾巧英,胡斐,吴嘉云,樊丽娜,李奇伟,齐永文.  农业生物技术学报. 2017(03)
[6]烟草钾转运体NtKT12的克隆及表达分析[J]. 李姣,许力,鲁黎明,李立芹.  华北农学报. 2016(02)
[7]超量表达烟草高亲和钾离子转运体蛋白基因（NtHAK1）提高烟草盐胁迫能力[J]. 秦利军,宋拉拉,赵丹,赵德刚.  农业生物技术学报. 2015(12)
[8]植物钾素研究进展[J]. 王立梅,刘奕清,阮玉娟.  中国园艺文摘. 2015(05)
[9]利用子房滴注法获得转高亲和性钾离子转运蛋白基因（AlHAK1）棉花植株[J]. 刘灵娣,唐宏亮,董丽君,张书玲,吴立柱,杜环,高佳佳,赵晓雅,刘晗,蒋肖,刘建凤.  棉花学报. 2015(01)
[10]共转化法获得HAK1基因高表达烟草提高植株钾吸收能力[J]. 谭颖,秦利军,赵丹,赵杰宏,赵德刚.  植物生理学报. 2013(07)



本文编号：3500824