过表达水稻GS5基因和玉米ZmMRP-1基因对玉米产量的影响
发布时间：2021-11-12 19:25
玉米是最重要的粮食农作物之一,随着耕地面积的减少和全球气候变暖等环境问题,提高玉米产量对于缓解日益增长的粮食需求具有重要意义。玉米籽粒产量由单位面积穂数、穂粒数和粒重所构成,粒重对于产量形成具有决定性的作用。已有研究表明,水稻GS5基因可通过正向调控水稻粒宽、灌浆速率来提高千粒重,玉米中Zm MRP-1转录因子能够促进玉米籽粒库容的建成和充实。本文在前人利用转基因技术获得的转GS5、Zm MRP-1基因玉米植株基础上,通过对转化植株进行分子检测和产量相关性状鉴定,证实了通过在玉米中过表达水稻GS5基因和内源Zm MRP-1基因,可以实现玉米产量性状的改良。取得主要研究结果如下:1.转GS5基因T3代植株分子检测与筛选,PCR扩增确认转GS5基因植株,不同株系阳性率在22.50%-91.36%之间;Southern blot结果表明GS5基因以低拷贝形式整合到玉米基因组中;RT-PCR显示外源GS5基因在玉米中能够正常高量表达。2.转GS5基因玉米两年两次的农艺性状考察。部分株系产量相关性状得到显著改良,OE-34株系变化最为明显,籽粒粒宽显著分别增加了8.99%、10.96%,百粒重分...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
载体pHZM1N-PZmMRP-1::ZmMRP-1，pHZM1N-PZmMRP-1::GS5标记基因剔除后T-DNA区示意图
华中农业大学2020届硕士研究生学位（毕业）论文183结果与分析3.1转GS5基因材料的性状研究3.1.1转基因植株PCR检测对本实验室前期获得的转GS5基因13个T2代株系玉米材料进行繁种，严格自交，注意田间去杂。取转化植株幼嫩叶片，CTAB法提取转基因材料玉米基因组DNA，设计GS5基因特异性引物，对得到的T3代植株进行PCR扩增阳性检测，各株系PCR扩增阳性率在22.50%-91.36%，说明部分转GS5基因株系还有分离，没有纯合，而阳性率较高的株系说明GS5基因可能已经稳定在受体植株体内（表3-1）。表3-1转基因玉米T3代GS5基因PCR检测结果Table3-1PCRanalysisforGS5geneoftrangenicT3generation株系编号样品数(株)阳性数（株）阳性率TransformationsAmountPostivenumberPostiveratioOE-3562850.00%OE-6693144.93%OE-8452146.67%OE-13682841.18%OE-16783646.15%OE-251007878.00%OE-27552545.45%OE-30801822.50%OE-34817491.36%OE-40412868.29%OE-57595389.83%OE-62683044.12%OE-70604168.33%图3-1转基因玉米T3代GS5基因PCR检测胶图M：DL2000marker，分子量标准，从上到下依次为2kb、1.5kb、1.0kb、750bp、500bp、200bp、100bp，检测预期大小标注在图片右侧；P：阳性对照；N：阴性对照；W：空白对照；1-9：转基因样品。
过表达水稻GS5基因和玉米ZmMRP-1基因和对玉米产量的影响19Figure3-1PCRdetectionforGS5geneoftransgenicT3generationM:DL2000marker,molecularweightstandard,fromtoptobottom,2kb,1.5kb,1.0kb,750bp,500bp,200bp,100bp,andtheexpectedproductsizeismarkedontheright;P:Postivecontrol,N:negativecontrol,W:blankcontrol,1-12:transgenicplantssamples.3.1.2Southernblot检测对PCR检测为阳性的T3代株系，选取OE-6、OE-8、OE-13、OE-16、OE-25、OE-34、OE-57株系进行Southernblot检测，使用质粒pHZM1N-PZmMRP-1::GS5扩增出GS5基因749bp特异性片段，高纯度大量提取转化株系基因组DNA，用Kpn1进行DNA基因组酶切，利用地高辛标记的探针进行杂交。结果表明转基因株系都出现特异性条带，OE-6、OE-13出现了两条特异性条带，OE-8、OE-16出现了三条特异性条带，OE-25、OE-34、OE-57株系只有一条特异性条带（图3-2），说明OE-8、OE-16以三个拷贝形式插入，OE-6、OE-13以两个拷贝的形式插入，OE-25、OE-34、OE-57以单拷贝形式插入到玉米基因组中，同时也验证了PCR检测的结果是准确的，下一步选取低拷贝株系进行表达量检测和表型分析。图3-2转基因植株T3代GS5基因Southernblot检测Fig3-2SouthernblotanalysisforGS5geneofT3transgenicgenerationsplants
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球转基因作物商业化种植概况（1996-2018年）[J]. 于滔,曹士亮,张建国,曾兴,任洪雷,王成波,李文跃,李昕,曹靖生. 中国种业. 2020(01)
[2]2020年中国和美国玉米生产成本差异预估及技术需求预估分析[J]. 李锋. 安徽农业科学. 2019(15)
[3]转基因ABP9玉米株系的耐盐性分析[J]. 张昭杨,庞军玲,韩梅,冷鹏飞,赵军. 生物技术通报. 2019(05)
[4]植物组织特异性启动子研究进展[J]. 焦勇,柳小庆,江海洋,陈茹梅. 中国农业科技导报. 2019(01)
[5]作物产量形成理论与玉米高产栽培研究进展[J]. 何闻静,韩霜,曹亚娟,沙莎,易镇邪,陈平平. 湖南生态科学学报. 2018(02)
[6]运用微滴式数字PCR技术检测转基因玉米品系的研究[J]. 周圆,单长林,李孝军,李雪松,杨赛军. 安徽农业科学. 2018(14)
[7]转基因玉米材料的选育及产业化研究进展[J]. 崔宁波,张正岩,张曲薇. 河南农业科学. 2017(06)
[8]环介导等温扩增法检测转基因玉米MON88017品系[J]. 马丹,张沫琦,魏海燕,魏咏新,徐蕾蕊,曾静. 检验检疫学刊. 2017(02)
[9]农杆菌介导的ZmRLK基因转化玉米的分析[J]. 李倩,王帅,隋颂扬,单晓辉,苏胜忠,刘宏魁,李世鹏,吴颖,原亚萍. 分子植物育种. 2017(01)
[10]论玉米优质高产的新举措——提高光能利用率是玉米优质高产的主攻方向[J]. 张娟,刘传玉,宁志强,张广鑫,赵强,黎庆,宋继富. 黑龙江科学. 2016(21)
博士论文
[1]玉米高效转基因体系建立与基于人工Ac/Ds转座子的激活标签突变体生成系的创建[D]. 杜邓襄.华中农业大学 2017
[2]BcWRKYⅡ基因对玉米的转化及提高玉米抗逆性研究[D]. 曹士亮.东北农业大学 2013
硕士论文
[1]小麦幼胚分生组织团诱导及GS5和Ghd7的遗传转化[D]. 杨敏.华中农业大学 2016
[2]玉米ZmPROPep1基因转化及转基因抗病聚合育种[D]. 白翠莹.华中农业大学 2015
[3]过量表达ZmDWF4基因改良玉米产量性状的研究[D]. 申强.山东农业大学 2011
[4]谷氨酰胺合成酶基因Gln1-3在玉米自交系18-599（红）中的过量表达[D]. 罗旭.四川农业大学 2011
[5]基因枪法将抗蚜虫基因转入玉米并再生植株初报[D]. 杜光玲.河南农业大学 2010
本文编号：3491518
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
载体pHZM1N-PZmMRP-1::ZmMRP-1，pHZM1N-PZmMRP-1::GS5标记基因剔除后T-DNA区示意图
华中农业大学2020届硕士研究生学位（毕业）论文183结果与分析3.1转GS5基因材料的性状研究3.1.1转基因植株PCR检测对本实验室前期获得的转GS5基因13个T2代株系玉米材料进行繁种，严格自交，注意田间去杂。取转化植株幼嫩叶片，CTAB法提取转基因材料玉米基因组DNA，设计GS5基因特异性引物，对得到的T3代植株进行PCR扩增阳性检测，各株系PCR扩增阳性率在22.50%-91.36%，说明部分转GS5基因株系还有分离，没有纯合，而阳性率较高的株系说明GS5基因可能已经稳定在受体植株体内（表3-1）。表3-1转基因玉米T3代GS5基因PCR检测结果Table3-1PCRanalysisforGS5geneoftrangenicT3generation株系编号样品数(株)阳性数（株）阳性率TransformationsAmountPostivenumberPostiveratioOE-3562850.00%OE-6693144.93%OE-8452146.67%OE-13682841.18%OE-16783646.15%OE-251007878.00%OE-27552545.45%OE-30801822.50%OE-34817491.36%OE-40412868.29%OE-57595389.83%OE-62683044.12%OE-70604168.33%图3-1转基因玉米T3代GS5基因PCR检测胶图M：DL2000marker，分子量标准，从上到下依次为2kb、1.5kb、1.0kb、750bp、500bp、200bp、100bp，检测预期大小标注在图片右侧；P：阳性对照；N：阴性对照；W：空白对照；1-9：转基因样品。
过表达水稻GS5基因和玉米ZmMRP-1基因和对玉米产量的影响19Figure3-1PCRdetectionforGS5geneoftransgenicT3generationM:DL2000marker,molecularweightstandard,fromtoptobottom,2kb,1.5kb,1.0kb,750bp,500bp,200bp,100bp,andtheexpectedproductsizeismarkedontheright;P:Postivecontrol,N:negativecontrol,W:blankcontrol,1-12:transgenicplantssamples.3.1.2Southernblot检测对PCR检测为阳性的T3代株系，选取OE-6、OE-8、OE-13、OE-16、OE-25、OE-34、OE-57株系进行Southernblot检测，使用质粒pHZM1N-PZmMRP-1::GS5扩增出GS5基因749bp特异性片段，高纯度大量提取转化株系基因组DNA，用Kpn1进行DNA基因组酶切，利用地高辛标记的探针进行杂交。结果表明转基因株系都出现特异性条带，OE-6、OE-13出现了两条特异性条带，OE-8、OE-16出现了三条特异性条带，OE-25、OE-34、OE-57株系只有一条特异性条带（图3-2），说明OE-8、OE-16以三个拷贝形式插入，OE-6、OE-13以两个拷贝的形式插入，OE-25、OE-34、OE-57以单拷贝形式插入到玉米基因组中，同时也验证了PCR检测的结果是准确的，下一步选取低拷贝株系进行表达量检测和表型分析。图3-2转基因植株T3代GS5基因Southernblot检测Fig3-2SouthernblotanalysisforGS5geneofT3transgenicgenerationsplants
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球转基因作物商业化种植概况（1996-2018年）[J]. 于滔,曹士亮,张建国,曾兴,任洪雷,王成波,李文跃,李昕,曹靖生. 中国种业. 2020(01)
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[6]运用微滴式数字PCR技术检测转基因玉米品系的研究[J]. 周圆,单长林,李孝军,李雪松,杨赛军. 安徽农业科学. 2018(14)
[7]转基因玉米材料的选育及产业化研究进展[J]. 崔宁波,张正岩,张曲薇. 河南农业科学. 2017(06)
[8]环介导等温扩增法检测转基因玉米MON88017品系[J]. 马丹,张沫琦,魏海燕,魏咏新,徐蕾蕊,曾静. 检验检疫学刊. 2017(02)
[9]农杆菌介导的ZmRLK基因转化玉米的分析[J]. 李倩,王帅,隋颂扬,单晓辉,苏胜忠,刘宏魁,李世鹏,吴颖,原亚萍. 分子植物育种. 2017(01)
[10]论玉米优质高产的新举措——提高光能利用率是玉米优质高产的主攻方向[J]. 张娟,刘传玉,宁志强,张广鑫,赵强,黎庆,宋继富. 黑龙江科学. 2016(21)
博士论文
[1]玉米高效转基因体系建立与基于人工Ac/Ds转座子的激活标签突变体生成系的创建[D]. 杜邓襄.华中农业大学 2017
[2]BcWRKYⅡ基因对玉米的转化及提高玉米抗逆性研究[D]. 曹士亮.东北农业大学 2013
硕士论文
[1]小麦幼胚分生组织团诱导及GS5和Ghd7的遗传转化[D]. 杨敏.华中农业大学 2016
[2]玉米ZmPROPep1基因转化及转基因抗病聚合育种[D]. 白翠莹.华中农业大学 2015
[3]过量表达ZmDWF4基因改良玉米产量性状的研究[D]. 申强.山东农业大学 2011
[4]谷氨酰胺合成酶基因Gln1-3在玉米自交系18-599（红）中的过量表达[D]. 罗旭.四川农业大学 2011
[5]基因枪法将抗蚜虫基因转入玉米并再生植株初报[D]. 杜光玲.河南农业大学 2010
本文编号：3491518
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