一种新型几丁质酶基因LcChi2在转基因玉米中的功能分析

发布时间：2017-08-09 07:44

  本文关键词：一种新型几丁质酶基因LcChi2在转基因玉米中的功能分析

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【摘要】：几丁质酶广泛存在于动植物和微生物中,由结构各异的多基因家族编码。它能够降解病原真菌的细胞壁,抑制真菌的生长,具有广谱抗真菌病害功能,多年来被应用于植物抗病研究中。转入外源几丁质酶基因提高植物抗病性的事例很多,如拟南芥、烟草、水稻、小麦等许多植物均已获得抗病性明显增强的转基因植株。但是,对于导入几丁质酶基因能否增强转基因植株耐受非生物胁迫能力的研究却鲜有报道。实验室前期发现一种新型几丁质酶基因LcChi2,将该基因导入模式植物烟草中后发现,转基因烟草的抗病性与耐盐碱性均得到了明显提高。为进一步验证该新型几丁质酶基因在重要农作物玉米中是否具有抗病、耐盐碱双重功能,本研究构建了LcChi2基因与抗除草剂筛选标记基因Bar的双价基因植物表达载体,并采用农杆菌介导法将该载体导入玉米HiII中获得再生植株。转基因玉米的PCR、Southern杂交、RT-PCR、Bar表达试纸条与几丁质酶活性检测结果表明,LcChi2基因和Bar基因以单拷贝形式整合入玉米基因组中且能正常转录与有效表达。转基因玉米的大斑病和弯孢叶斑病离体叶片接种实验表明,LcChi2基因显著提高了转基因玉米的抗病能力。转基因玉米的室内和田间耐盐碱实验表明,转基因玉米的耐盐碱功能得到了明显提高。转基因玉米的抗除草剂鉴定表明,本研究得到的转基因玉米材料不仅具有LcChi2基因所体现的抗病、耐盐碱功能,同时具有Bar基因所表现的抗除草剂功能。综上,LcChi2基因在玉米中具有潜在的抗病、耐盐碱双重功能,这为未来培育抗病、耐盐碱作物新品种提供了重要参考。
【关键词】：几丁质酶基因 玉米 抗病 耐盐碱
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q943.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 前言7-10
• 1.1 几丁质酶7-9
• 1.1.1 几丁质酶的结构和分类7-8
• 1.1.2 植物几丁质酶的生理功能8
• 1.1.3 植物几丁质酶在基因工程中的应用8
• 1.1.4 立题依据8-9
• 1.2 研究目的和意义9-10
• 第二章 材料和方法10-25
• 2.1 材料10-13
• 2.1.1 植物材料、菌株和质粒10
• 2.1.2 主要仪器10-11
• 2.1.3 生化和分子生物学试剂11
• 2.1.4 常用培养基和溶液11-13
• 2.1.5 构建载体所用引物13
• 2.2 实验方法13-25
• 2.2.1 质粒pTF101.1-ubi-LcChi2的构建13-15
• 2.2.2 转化农杆菌的制备15
• 2.2.3 玉米的遗传转化15-16
• 2.2.4 转LcChi2基因玉米的分子检测16-21
• 2.2.5 转基因玉米抗病性鉴定21-22
• 2.2.6 转基因玉米耐盐碱性鉴定22-24
• 2.2.7 转基因玉米抗除草剂功能鉴定24-25
• 第三章 结果与分析25-41
• 3.1 植物表达载体的构建25
• 3.2 玉米的遗传转化25-26
• 3.3 转基因玉米的分子生物学检测26-30
• 3.3.1 PCR验证26-27
• 3.3.2 转基因植株的Southern杂交分析27-28
• 3.3.3 转基因植株的RT-PCR分析28-29
• 3.3.4 转基因植株的Bar试纸条检测29
• 3.3.5 转基因植株的几丁质酶活性测定29-30
• 3.4 转基因植株的抗病性分析30-31
• 3.5 转基因植株的耐盐碱性分析31-39
• 3.5.1 温室耐中性盐性鉴定31-34
• 3.5.2 温室耐碱性盐性鉴定34-37
• 3.5.3 室内盐碱土胁迫研究37-38
• 3.5.4 田间模拟盐碱地胁迫研究38-39
• 3.6 转基因植株的抗除草剂鉴定39-41
• 第四章 讨论41-43
• 4.1 LcChi2基因提高了转基因玉米的抗病能力41
• 4.2 LcChi2基因提高了转基因玉米的耐盐碱能力41-43
• 结论43-44
• 参考文献44-48
• 附录48-49
• 作者简介49-50
• 致谢50

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本文编号：644185