ω-黑麦碱基因沉默对小麦1B/1R易位系加工品质的影响
发布时间：2022-02-09 07:52
ω-黑麦碱是造成小麦1B/1R易位系加工品质差的一个重要因素,为探索解决这一问题,构建了ω-黑麦碱基因沉默表达载体,并通过农杆菌介导转化小麦品种金禾9123,获得3个T0代转基因植株,再经连续的扩繁和PCR检测,获得纯合转基因T4代株系。酸性PAGE检测结果表明,这些纯合转基因株系中ω-黑麦碱的总表达量平均下降53%。这些ω-黑麦碱基因沉默的转基因株系的面筋指数、沉降值和稳定时间均显著提高,而其农艺性状,如株高、穗粒数、千粒重和小区产量,均没有受到不良影响,说明沉默ω-黑麦碱基因可以在不影响产量的前提下提高小麦1B/1R易位系的加工品质。
【文章来源】：作物学报. 2016,42(05)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
黑麦碱沉默表达载体pCAMBIA0390-Sec结构示意图
后称取小区产量和千粒重,委托河北省农作物品种品质检测中心测定蛋白质含量、吸水率、湿面筋含量、面筋指数、Zeleny沉降值和稳定时间。试验结果选用DPSv3.01软件统计分析。2结果与分析2.1阳性转基因植株的获得通过农杆菌介导的遗传转化,得到金禾9123的10个T0代抗性再生植株,其中3株为目的基因PCR阳性(图2)。用100mgL–1Basta溶液涂叶处理表明,PCR阳性植株叶片涂抹部位颜色没有变化,而其他7株叶片涂抹部位变黄,从而排除了农杆菌污染导致PCR假阳性的可能性,说明目的基因已整合到3个小麦植株的基因组中。图2T0代转基因植株的PCR检测Fig.2ElectrophoregramofPCRproductsfromT0putativetransgenicwheatplantsM:DL2000;–:未转化受体品种(阴性对照);+:阳性质粒;1~10:T0代转基因植株。M:DL2000;–:non-transgenicrecipient(negativecontrol);+:positivecontrol;1–10:T0putativetransgenicwheatplants.2.2纯合转基因株系的获得与ω-黑麦碱基因的表达T0代阳性转基因植株经连续自交和PCR检测,从T2代分离群体中获得纯合转基因株系,经过进一步的扩繁和PCR检测,转基因性状能够稳定遗传,最终得到3个T4代纯合转基因株系(K1-5、K1-15和K1-16),并且收获了足够种子用于小区产量比较试验。酸性PAGE检测结果显示,在4个ω-黑麦碱条带中,除表达量最弱的条带2变化不明显外,转基因株系的其他3个黑麦碱条带的表达量均显著降低(图3),转基因株系ω-黑麦碱基因的总表达量为受体品种ω-黑麦碱基因总表达量的47.5%(表1)。其他非黑麦碱条带没有出现一致变弱的情况,说明黑麦碱基因沉默具有较高的特异性。
heattransgeniclinesandthenon-transgenicrecipientω黑麦碱条带ω-secalinband受体对照Recipientcontrol(%)转基因株系Transgeniclines(%)转基因株系/受体对照比值Transgeniclines/recipientcontrolratio143.224.6*0.56924.84.80.995336.415.4**0.424415.62.7**0.170合计Total100.047.5*和**分别表示转基因株系与受体对照之间在P<0.05和P<0.01水平差异显著。*and**indicatesignificantdifferencebetweenthetransgeniclineandtherecipientcontrolatP<0.05andP<0.01,respectively.图3转基因小麦种子中ω黑麦碱的酸性PAGE检测Fig.3DetectionofωsecalinintransgenicwheatseedsbyacidPAGECK:受体对照;A~C:3个纯合转基因株系;1~4:4条ω-黑麦碱条带。CK:negativecontrol;A–C:threepuretransgeniclines;1–4:fourω-secalinbands.为了解ω-黑麦碱基因表达沉默对麦谷蛋白基因表达的影响,对3个纯合转基因株系及其对照进行了高低分子量麦谷蛋白的电泳检测,结果转基因株系麦谷蛋白各条带的表达量与对照相比没有明显变化(图4),说明ω-黑麦碱基因沉默没有影响麦谷蛋白基因的表达。图4转基因小麦种子中麦谷蛋白的SDS-PAGE检测Fig.4DetectionofgluteninsubunitsintransgenicwheatseedsbySDS-PAGECK:受体对照;1~3:3个纯合转基因株系。CK:negativecontrol;1–3:threehomozygoustransgeniclines.2.3转基因小麦的加工品质3个转基因株系的籽粒蛋白质含量、吸水率和湿面筋含量与受体对照没有显著差异,但面筋指数明显提高,其中2个株系与对照达到显著差异,沉降值和稳定时间也比对照显著提高(表2),说明ω-黑麦碱基因的沉默显著提高了金禾9123的加工品质。2.4转基因小麦的农艺表现3个转基因株系的株高、?
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用RNAi技术抑制籽粒PPO合成改良小麦面粉白度的研究[J]. 孙重霞,杨凤萍,张婷,隋晓燕,梁荣奇,LIU Qing,张晓东,李保云. 中国农业科学. 2013(06)
[2]转基因小麦1Dx5基因沉默的遗传表达和品质效应分析[J]. 武茹,高德荣,别同德,张晓,赵芸,程顺和. 麦类作物学报. 2010(06)
[3]转基因小麦沉默的HMW-GS基因的遗传及表达[J]. 相微微,张怀刚,王道文,柳觐,刘宝龙. 麦类作物学报. 2009(02)
[4]一种小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基的提取方法[J]. 纪军,刘冬成,王静,李俊明,张爱民. 遗传. 2008(01)
[5]Homoeologous cloning of ω-secalin gene family in a wheat 1BL/1RS translocation[J]. Jian Fang CHAI1,2, Xu LIU1, Ji Zeng JIA1,* 1Key Laboratory of Crop Germplasm & Biotechnology, Ministry of Agriculture / Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China 2Institute of Genetics and Physiology, Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051, China. Cell Research. 2005(08)
[6]Waxy基因的RNA沉默使转基因小麦种子中直链淀粉含量下降（英文）[J]. 李加瑞,赵伟,李全梓,叶兴国,安宝燕,李祥,张宪省. 遗传学报. 2005(08)
[7]1BL/1RS易位系在我国小麦育种中的应用[J]. 周阳,何中虎,张改生,夏兰琴,陈新民,高永超,井赵斌,于广军. 作物学报. 2004(06)
[8]1BL/1RS易位对小麦加工品质的影响[J]. 刘建军,何中虎,R J Pena,赵振东. 作物学报. 2004(02)
[9]抗白粉病基因Pm8在四川小麦中遗传表达初步研究[J]. 杨足君,任正隆. 四川农业大学学报. 1997(04)
[10]醇溶蛋白电泳在小麦种质资源遗传分析中的应用[J]. 张学勇,杨欣明,董玉琛. 中国农业科学. 1995(04)
本文编号：3616640
【文章来源】：作物学报. 2016,42(05)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
黑麦碱沉默表达载体pCAMBIA0390-Sec结构示意图
后称取小区产量和千粒重,委托河北省农作物品种品质检测中心测定蛋白质含量、吸水率、湿面筋含量、面筋指数、Zeleny沉降值和稳定时间。试验结果选用DPSv3.01软件统计分析。2结果与分析2.1阳性转基因植株的获得通过农杆菌介导的遗传转化,得到金禾9123的10个T0代抗性再生植株,其中3株为目的基因PCR阳性(图2)。用100mgL–1Basta溶液涂叶处理表明,PCR阳性植株叶片涂抹部位颜色没有变化,而其他7株叶片涂抹部位变黄,从而排除了农杆菌污染导致PCR假阳性的可能性,说明目的基因已整合到3个小麦植株的基因组中。图2T0代转基因植株的PCR检测Fig.2ElectrophoregramofPCRproductsfromT0putativetransgenicwheatplantsM:DL2000;–:未转化受体品种(阴性对照);+:阳性质粒;1~10:T0代转基因植株。M:DL2000;–:non-transgenicrecipient(negativecontrol);+:positivecontrol;1–10:T0putativetransgenicwheatplants.2.2纯合转基因株系的获得与ω-黑麦碱基因的表达T0代阳性转基因植株经连续自交和PCR检测,从T2代分离群体中获得纯合转基因株系,经过进一步的扩繁和PCR检测,转基因性状能够稳定遗传,最终得到3个T4代纯合转基因株系(K1-5、K1-15和K1-16),并且收获了足够种子用于小区产量比较试验。酸性PAGE检测结果显示,在4个ω-黑麦碱条带中,除表达量最弱的条带2变化不明显外,转基因株系的其他3个黑麦碱条带的表达量均显著降低(图3),转基因株系ω-黑麦碱基因的总表达量为受体品种ω-黑麦碱基因总表达量的47.5%(表1)。其他非黑麦碱条带没有出现一致变弱的情况,说明黑麦碱基因沉默具有较高的特异性。
heattransgeniclinesandthenon-transgenicrecipientω黑麦碱条带ω-secalinband受体对照Recipientcontrol(%)转基因株系Transgeniclines(%)转基因株系/受体对照比值Transgeniclines/recipientcontrolratio143.224.6*0.56924.84.80.995336.415.4**0.424415.62.7**0.170合计Total100.047.5*和**分别表示转基因株系与受体对照之间在P<0.05和P<0.01水平差异显著。*and**indicatesignificantdifferencebetweenthetransgeniclineandtherecipientcontrolatP<0.05andP<0.01,respectively.图3转基因小麦种子中ω黑麦碱的酸性PAGE检测Fig.3DetectionofωsecalinintransgenicwheatseedsbyacidPAGECK:受体对照;A~C:3个纯合转基因株系;1~4:4条ω-黑麦碱条带。CK:negativecontrol;A–C:threepuretransgeniclines;1–4:fourω-secalinbands.为了解ω-黑麦碱基因表达沉默对麦谷蛋白基因表达的影响,对3个纯合转基因株系及其对照进行了高低分子量麦谷蛋白的电泳检测,结果转基因株系麦谷蛋白各条带的表达量与对照相比没有明显变化(图4),说明ω-黑麦碱基因沉默没有影响麦谷蛋白基因的表达。图4转基因小麦种子中麦谷蛋白的SDS-PAGE检测Fig.4DetectionofgluteninsubunitsintransgenicwheatseedsbySDS-PAGECK:受体对照;1~3:3个纯合转基因株系。CK:negativecontrol;1–3:threehomozygoustransgeniclines.2.3转基因小麦的加工品质3个转基因株系的籽粒蛋白质含量、吸水率和湿面筋含量与受体对照没有显著差异,但面筋指数明显提高,其中2个株系与对照达到显著差异,沉降值和稳定时间也比对照显著提高(表2),说明ω-黑麦碱基因的沉默显著提高了金禾9123的加工品质。2.4转基因小麦的农艺表现3个转基因株系的株高、?
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用RNAi技术抑制籽粒PPO合成改良小麦面粉白度的研究[J]. 孙重霞,杨凤萍,张婷,隋晓燕,梁荣奇,LIU Qing,张晓东,李保云. 中国农业科学. 2013(06)
[2]转基因小麦1Dx5基因沉默的遗传表达和品质效应分析[J]. 武茹,高德荣,别同德,张晓,赵芸,程顺和. 麦类作物学报. 2010(06)
[3]转基因小麦沉默的HMW-GS基因的遗传及表达[J]. 相微微,张怀刚,王道文,柳觐,刘宝龙. 麦类作物学报. 2009(02)
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[5]Homoeologous cloning of ω-secalin gene family in a wheat 1BL/1RS translocation[J]. Jian Fang CHAI1,2, Xu LIU1, Ji Zeng JIA1,* 1Key Laboratory of Crop Germplasm & Biotechnology, Ministry of Agriculture / Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China 2Institute of Genetics and Physiology, Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051, China. Cell Research. 2005(08)
[6]Waxy基因的RNA沉默使转基因小麦种子中直链淀粉含量下降（英文）[J]. 李加瑞,赵伟,李全梓,叶兴国,安宝燕,李祥,张宪省. 遗传学报. 2005(08)
[7]1BL/1RS易位系在我国小麦育种中的应用[J]. 周阳,何中虎,张改生,夏兰琴,陈新民,高永超,井赵斌,于广军. 作物学报. 2004(06)
[8]1BL/1RS易位对小麦加工品质的影响[J]. 刘建军,何中虎,R J Pena,赵振东. 作物学报. 2004(02)
[9]抗白粉病基因Pm8在四川小麦中遗传表达初步研究[J]. 杨足君,任正隆. 四川农业大学学报. 1997(04)
[10]醇溶蛋白电泳在小麦种质资源遗传分析中的应用[J]. 张学勇,杨欣明,董玉琛. 中国农业科学. 1995(04)
本文编号：3616640
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