调控DGAT1和FAD2-1基因改良棉籽油的含量和品质
发布时间：2020-11-03 18:24
随着我国经济的发展及人民生活水平的提高,植物油需求逐年增加,供需关系紧张,目前大部分植物油依赖从国外进口。棉花作为主要的纤维作物,在我国种植面积大,作为副产物的棉籽总产量巨大;棉籽具有丰富的蛋白质、维生素E及不饱和脂肪酸,在保证棉花纤维产量和品质不受影响,也不增加耕地面积的前提下,提高棉籽的含油量及改良棉籽油脂肪酸组分,对增加我国植物油的产量和品质具有重要意义。二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是生物体内三酰甘油(TAG)合成过程中最后一步反应酶,也是限速酶;研究表明,超表达DGAT能够提高油分在植物体内的积累。本研究对本实验室已经获得的转GhDGAT1基因棉花后代(T_3~T_5)进行多年多点种植,验证其表达的稳定性,以期获得纯合的、稳定的转基因高油棉花种质。根据不同脂肪酸的合成机理,选择控制油酸向亚油酸转化的关键基因GhFAD2-1,构建RNAi载体,转化棉花,以期创造高油酸低亚油酸棉花种质,并通过对其后代(T_2~T_4)多年多点种植,验证其遗传稳定性。主要结果如下:(1)从7个αGP启动子转基因株系(αGP-GhDGAT1)和4个35S启动子转基因株系(35S-GhDGAT1)中,筛选到了2个单拷贝转化事件AGP1与AGP2,均为转αGP-GhDGAT株系。经测定,AGP1与AGP2的表达量、酶活性及三酰甘油(TAG)含量均高于其阴性对照。通过对这2个株系的种子含油量进行多年多点测定,含油量比阴性对照高、且能够稳定遗传给后代,种植于湖北鄂州的T_5代AGP1、AGP2两个转基因系与对照相比含油量分别提高3.55%、3.61%(P0.01)。同时这两个株系的农艺性状、纤维品质及光合特性,与对照植株相比没有显著的差异。(2)构建GhFAD2-1基因的RNAi载体并在棉花上进行遗传转化,共获得GhF AD2-1转基因阳性株系16个,14个转化事件;经T_2代初步筛选,筛选出FAD-5、FAD-11、FAD-14这3个高油酸低亚油酸的转基因株系。(3)通过对FAD-5、FAD-11、FAD-14株系多年多点(T_2~T_4)的种植及脂肪酸测定,其中FAD-5、FAD-11的表型能够稳定遗传给后代。根据Southern杂交结果,FAD-5为双拷贝,FAD-11为三拷贝。2018年,种植于湖北武汉的T_4代两个转基因株系的油酸与对照相比(WT、FAD-11N)分别从18.18%、18.86%提高到58.92%、46.88%,亚油酸含量分别从51.54%、51.19%降低到15.27%、26.44%;与对照植株相比,转基因株系的农艺性状、纤维品质及光合特性没有显著差异。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S562
【部分图文】：
华中农业大学 2019 届硕士研究生学位论文3 结果和分析3.1 超表达 GhDGAT1 基因植株的遗传分析3.1.1 GhDGAT1 转基因植株阳性检测提取部分 T3代转基因植株 DNA，PCR 鉴定阳性。结果如图 3.1，AGP（αGP-DGAT1）材料和 35S（35S-DGAT1）材料部分为阳性，阳性率约 50%左右，考虑到DNA 质量对阳性鉴定结果的影响，后期对阴性植株重新提取 DNA 鉴定阳性，发现大部分植株均为阳性。将阳性植株与阴性植株分别标记进行后续实验。
精提基因组 DNA，取 20ng 用于酶切，最终 Southern 杂交的结果如图3.2，种子特异启动子启动的 GhDGAT1（αGP-GhDGAT1）转基因材料 AGP1、AGP2株系为单拷贝，35S 启动子启动的 GhDGAT1（35S-GhDGAT1）转基因材料 35S-2 为四个拷贝（a），35S-4 为单拷贝（b）。单拷贝率较高，利于转基因性状稳定遗传。
图 3.3 GhDGAT1 转基因植株表达量（a）转基因植株在叶片中的表达量；（b）转基因植株在 30DPA 胚珠中的表达量；**表示在 0.01 水平上差异显著（P<0.01）；Fig. 3.3 Expression level of GhDGAT1 transgenic plants(a) Relative expression in leaves of transgenic plants; (b) Relative expression in 30DPAovules of transgenic plants; **indicates significant difference at the 0.01 probability level (P＜0.01);W T A G P 1 A G P 2 3 5 S -2 3 5 S -40 . 00 . 51 . 01 . 52 . 02 . 5n u l l阳 性DGAT酶活（U/g）
【参考文献】
本文编号：2868935
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S562
【部分图文】：
华中农业大学 2019 届硕士研究生学位论文3 结果和分析3.1 超表达 GhDGAT1 基因植株的遗传分析3.1.1 GhDGAT1 转基因植株阳性检测提取部分 T3代转基因植株 DNA，PCR 鉴定阳性。结果如图 3.1，AGP（αGP-DGAT1）材料和 35S（35S-DGAT1）材料部分为阳性，阳性率约 50%左右，考虑到DNA 质量对阳性鉴定结果的影响，后期对阴性植株重新提取 DNA 鉴定阳性，发现大部分植株均为阳性。将阳性植株与阴性植株分别标记进行后续实验。
精提基因组 DNA，取 20ng 用于酶切，最终 Southern 杂交的结果如图3.2，种子特异启动子启动的 GhDGAT1（αGP-GhDGAT1）转基因材料 AGP1、AGP2株系为单拷贝，35S 启动子启动的 GhDGAT1（35S-GhDGAT1）转基因材料 35S-2 为四个拷贝（a），35S-4 为单拷贝（b）。单拷贝率较高，利于转基因性状稳定遗传。
图 3.3 GhDGAT1 转基因植株表达量（a）转基因植株在叶片中的表达量；（b）转基因植株在 30DPA 胚珠中的表达量；**表示在 0.01 水平上差异显著（P<0.01）；Fig. 3.3 Expression level of GhDGAT1 transgenic plants(a) Relative expression in leaves of transgenic plants; (b) Relative expression in 30DPAovules of transgenic plants; **indicates significant difference at the 0.01 probability level (P＜0.01);W T A G P 1 A G P 2 3 5 S -2 3 5 S -40 . 00 . 51 . 01 . 52 . 02 . 5n u l l阳 性DGAT酶活（U/g）
【参考文献】
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本文编号：2868935
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