转GmDREB3基因小麦田间抗旱性及生理机制的分析

发布时间：2021-04-30 09:44

　　我国小麦主产区大多处于干旱缺水地区,每年都会发生不同程度的旱情,造成小麦减产。因此,培育抗旱性强的小麦品种是保持小麦高产、稳产的有效途径之一。随着转基因技术的发展,利用转基因技术创制抗旱转基因小麦可以大大加快小麦抗逆品种改良的进程,缩短育种周期,保证小麦生产安全。目前,植物抗旱功能基因组研究大多集中在模式植物,缺少作物特别是小麦抗旱转基因研究的报道。另外,转基因植物抗旱性试验大多数在室内进行,缺少田间试验的证据。课题组前期通过基因功能分析从耐盐大豆品种铁丰8号中鉴定克隆了抗旱相关转录因子基因GmDREB3,功能分析证明GmDREB3基因可以显著提高拟南芥抗旱性,进而通过基因枪最小表达框法将GmDREB3基因转化我国主栽小麦品种济麦22,得到一批转基因小麦新材料。本论文拟通过田间试验分析转基因后代的田间抗旱性,结合生理指标的测定分析转基因小麦抗旱性的生理机制。结果如下:（1）转基因后代的分子检测:PCR检测济麦22转GmDREB3基因T5代共8个株系,分别是 16SY 鉴 46、16SY 鉴 48、16SY 鉴 56、16SY 鉴 57、16SY 鉴 63、16SY 鉴211、16SY鉴... 

【文章来源】：山西农业大学山西省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
第一章 文献综述
    1 DREB转录因子简介
    2 DREB转录因子研究进展
        2.1 DREB转录因子的作用方式
        2.2 大豆GmDREB类转录因子转化小麦的研究
    3 本研究的目的意义和主要研究内容
        3.1 转GmDREB3基因小麦T5代株系分子鉴定
        3.2 转GmDREB3基因小麦T5代株系产量及农艺性状的表现
        3.3 转GmDREB3基因小麦T5代株系生理生化指标测定
        3.4 GmDREB3蛋白稳定性试验
    4 技术路线
第二章 转GmDREB3小麦T5代株系的分子鉴定
    1 材料
        1.1 试验材料及取样
        1.2 主要试剂
        1.3 主要仪器
    2 试验方法
        2.1 小麦DNA提取及PCR鉴定
        2.2 小麦RNA提取、RNA反转录及RT-PCR
        2.3 Southern Blot分析转基因小麦拷贝数
            2.3.1 大提小麦叶片基因组及纯化
            2.3.2 小麦基因组酶切及酶切产物纯化
            2.3.3 探针的标记与纯化
            2.3.4 琼脂糖凝胶电泳及转膜
            2.3.5 杂交
            2.3.6 洗膜与显色
        2.4 小麦各组织蛋白提取及ELISA测定
            2.4.1 GmDREB3基因大肠杆菌转化、单克隆挑选、摇菌及菌液PCR检测
            2.4.2 GmDREB3基因原核诱导表达蛋白
            2.4.3 原核诱导蛋白纯化
            2.4.4 蛋白凝胶的制备及SDS-PAGE凝胶电泳
            2.4.5 绘制标准曲线
            2.4.6 植物蛋白提取与定量分析
    3 结果分析
        3.1 转GmDREB3基因小麦PCR检测
        3.2 转基因16SY鉴318株系的RT-PCR分析
        3.3 转基因16SY鉴318株系的Southern Blot分析
        3.4 转基因16SY鉴318株系各组织目标蛋白表达量的ELISA测定结果
    4 讨论
        4.1 转基因小麦的PCR检测
        4.2 转基因小麦的Southern Blot
        4.3 驱动转基因表达的启动子特征分析
    5 小结
第三章 转GmDREB3小麦田间抗旱性及农艺性状分析
    1 材料
        1.1 试验材料
        1.2 主要仪器
    2 试验方法
        2.1 转基因株系及受体株系亩产测定
        2.2 转基因株系及受体株系株高
        2.3 转基因株系及受体株系亩穗数
        2.4 转基因株系及受体株系穗粒数
        2.5 转基因株系及受体株系穗粒重
        2.6 转基因株系及受体株系千粒重
        2.7 数据分析
    3 结果分析
        3.1 转GmDREB3基因各株系的产量表现
        3.2 转GmDREB3基因各株系农艺性状分析
    4 讨论
        4.1 小麦产量、抗旱指数与抗旱性的关系
        4.2 转GmDREB3基因各株系农艺性状与抗旱性的关系
    5 小结
第四章 转GmDREB3小麦灌浆期生理性状测定与分析
    1 材料
        1.1 试验材料
        1.2 主要仪器
    2 试验方法
        2.1 转基因株系及受体株系灌浆期叶绿素含量测定
        2.2 转基因株系及受体株系灌浆期叶绿素荧光动力学参数Fv/Fm测定
        2.3 转基因株系及受体株系灌浆期气冠温差测定
        2.4 数据分析
    3 结果分析
        3.1 转GmDREB3基因小麦株系和对照株系灌浆期表型
        3.2 转GmDREB3基因小麦叶绿素含量分析
        3.3 转GmDREB3基因小麦叶绿素荧光动力学参数Fv/Fm分析
        3.4 转GmDREB3基因小麦气冠温差分析
    4 讨论
        4.1 GmDREB3基因对转基因作物生理生化指标以及抗逆性的影响
        4.2 叶绿素含量、叶绿素荧光动力学参数、气冠温差反映植物的抗旱能力
    5 小结
第五章 GmDREB3蛋白稳定性分析
    1 材料
        1.1 供试材料
        1.2 主要试剂
        1.3 主要仪器
    2 试验方法
        2.1 GmDREB3基因大肠杆菌转化、单克隆挑选、摇菌及菌液PCR检测
        2.2 GmDREB3基因原核诱导表达蛋白
        2.3 蛋白纯化
        2.4 蛋白凝胶的制备及SDS-PAGE凝胶电泳
        2.5 模拟胃液消化GmDREB3蛋白稳定性试验
        2.6 模拟肠液消化GmDREB3蛋白稳定性试验
        2.7 GmDREB3蛋白热稳定性试验
        2.8 热处理蛋白Western Blot
        2.9 热处理蛋白ELISA测定
    3 结果分析
        3.1 GmDREB3基因单克隆菌落和菌液PCR检测
        3.2 原核诱导表达蛋白及纯化蛋白分析
        3.3 GmDREB3蛋白模拟胃液消化稳定性分析
        3.4 GmDREB3蛋白模拟肠液消化稳定性分析
        3.5 GmDREB3蛋白热处理稳定性分析
    4 讨论
        4.1 GmDREB3基因原核表达蛋白条件与表达量
        4.2 GmDREB3蛋白稳定性与转基因食品安全的相关性
    5 小结
参考文献
ABSTRACT
附录1 大豆GmDREB3基因序列(共597 bp)
附录2 大豆GmDREB3基因氨基酸序列(共198个氨基酸)
附录3 玉米Ubiquitin promoter基因序列(共1986 bp)
附录4 NOS终止子序列(共253 bp)
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]检测技术在转基因食品分析中的应用[J]. 张巧苑.  现代食品. 2016(22)
[3]作物转基因育种技术的应用及安全性探讨[J]. 徐九文,李天富,韩正姝,童继平.  安徽农业科学. 2016(30)
[4]小麦产量与农艺性状的相关分析和通径分析[J]. 亓振,赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,杨玉双,王美,范仲卿,郭明明,王雨,孙通,刘孝成.  作物杂志. 2016(03)
[5]转基因农产品检测前沿技术与应用[J]. 高男.  吉林农业. 2016(08)
[6]OsNAC2通过ABA依赖途径负调控水稻的多种非生物胁迫反应[J]. 罗莉琼,吕波,陈旭,李捷,明凤.  复旦学报(自然科学版). 2016(01)
[7]转基因猪技术及其在农业上的应用[J]. 曾芳,李紫聪,董锐,吴珍芳,王翀.  畜牧兽医学报. 2016(02)
[8]拟南芥诱导型启动子rd29A的克隆及其功能鉴定[J]. 齐恩芳,贾小霞,马胜,文国宏,胡新元,龚成文,王一航,李建武.  干旱地区农业研究. 2015(04)
[9]原核表达抗伏马菌素单链抗体的条件优化[J]. 王赟,夏雪,黄江涛,黄顺莉,吴仪,胡祖权.  基因组学与应用生物学. 2015(06)
[10]IPTG诱导时间、温度对GnRH类似物蛋白表达量的影响[J]. 杨阳,王世立.  世界最新医学信息文摘. 2015(15)

硕士论文
[1]转基因小麦抗旱性生理生化及农艺性状鉴定[D]. 王晓东.西北农林科技大学 2016
[2]转W16小麦回交株系基因表达特性及其抗旱机制研究[D]. 周永斌.西北农林科技大学 2012
[3]抗旱转基因小麦株系鉴选及转基因矮败小麦轮回选择群体构建[D]. 郑爱泉.西北农林科技大学 2011
[4]大豆抗逆相关转录因子基因GmDREB3的功能分析及启动子的克隆[D]. 孙啸.新疆农业大学 2007



本文编号：3169293