農(nóng)桿菌介導(dǎo)的玉米莖尖遺傳轉(zhuǎn)化的研究.pdf

1、玉米是重要的糧食、飼料作物，同時(shí)被廣泛用于食品、工業(yè)加工和新能源開(kāi)發(fā)等方面。隨著畜牧業(yè)、工業(yè)的發(fā)展及世界人口的增長(zhǎng)，玉米在人們生活中的地位越來(lái)越重要。因此，提高玉米產(chǎn)量，改善玉米品質(zhì)，關(guān)系到人類的健康和發(fā)展。傳統(tǒng)的育種方式主要依靠雜交育種來(lái)改善玉米品質(zhì)，但是常規(guī)育種周期長(zhǎng)，遺傳資源有限，極大地限制了育種技術(shù)的發(fā)展。隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展，各國(guó)育種學(xué)家愈來(lái)愈廣泛地將基因工程技術(shù)應(yīng)用于育種研究工作中，試圖將控制優(yōu)良性狀的外源基因?qū)胗衩字校?/p>

2、達(dá)到培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗逆性好、抗病蟲(chóng)害的玉米新品種的目標(biāo)。近20年來(lái)，人們已經(jīng)利用基因工程手段成功培育出了具有抗蟲(chóng)、抗病、抗逆以及耐除草劑等優(yōu)良性狀的玉米新種質(zhì)，抗蟲(chóng)和耐除草劑的轉(zhuǎn)基因玉米更是被廣泛種植，有效提高了玉米產(chǎn)量和降低了生產(chǎn)成本。
　　植物轉(zhuǎn)基因方法基本分為三大類:一是載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化，如農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法等;二是DNA直接導(dǎo)入轉(zhuǎn)化，包括化學(xué)法誘導(dǎo)DNA直接轉(zhuǎn)化和物理法誘導(dǎo)DNA直接轉(zhuǎn)化，如基因槍法、PEG法、電擊法、超聲波介

3、導(dǎo)法和顯微注射法等;三是種質(zhì)系統(tǒng)介導(dǎo)轉(zhuǎn)化，主要有花粉管通道法和子房注射法。在玉米遺傳轉(zhuǎn)化中，目前應(yīng)用最為廣泛的是農(nóng)桿菌介導(dǎo)法和基因槍法。與基因槍法相比，農(nóng)桿菌介導(dǎo)法操作簡(jiǎn)單、可導(dǎo)入較大外源DNA片段，且外源基因多以單拷貝或低拷貝插入。在遺傳轉(zhuǎn)化中，良好的受體材料必須具備較強(qiáng)的再生能力、較高的遺傳穩(wěn)定性及廣泛的材料來(lái)源等。目前，用于玉米遺傳轉(zhuǎn)化的受體有幼胚、莖尖、懸浮細(xì)胞、原生質(zhì)體、離體花藥、幼穗、葉片等。其中以玉米幼胚和莖尖應(yīng)用最為廣泛

4、?；诒緦?shí)驗(yàn)室早年建立的農(nóng)桿菌介導(dǎo)玉米莖尖遺傳轉(zhuǎn)化的成熟體系，本工作主要對(duì)不同玉米自交系在該轉(zhuǎn)化方法中的表現(xiàn)進(jìn)行研究，期望找到再生能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)化效率高的優(yōu)良玉米自交系。
　　不同自交系的轉(zhuǎn)化效率比較本工作選取了DH4866、6WC、齊319、昌7-2、鄭58五個(gè)玉米骨干自交系進(jìn)行農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化各個(gè)階段對(duì)不同自交系小苗的成活率及轉(zhuǎn)化效率進(jìn)行比較，以便篩選出再生能力強(qiáng)的玉米自交系。在DH4866、6WC和齊319三個(gè)自交系中剝芽成功

5、率和成苗率以齊319的最高，其次是DH4866和6WC的。在除草劑抗性方面，對(duì)DH4866和6WC兩個(gè)自交系來(lái)源的轉(zhuǎn)化植株進(jìn)行抗性比較，DH4866抗草丁膦的轉(zhuǎn)化植株比例明顯高于6WC的。
　　不同自交系T0代植株的雌雄穗性狀觀察對(duì)T0代轉(zhuǎn)化植株的雄穗性狀觀察發(fā)現(xiàn)，在五個(gè)自交系中，只有6WC自交系的轉(zhuǎn)化植株雄穗表現(xiàn)分枝少、花粉量少。對(duì)收獲的玉米果穗進(jìn)行觀測(cè)，各個(gè)自交系轉(zhuǎn)化植株的果穗均可正常發(fā)育，在結(jié)實(shí)率方面6WC自交系低于DH48

6、66自交系。絕大多數(shù)轉(zhuǎn)化植株基本保持受體自交系的基本性狀。
　　PCR檢測(cè)部分T1代轉(zhuǎn)基因株系本工作通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)玉米莖尖轉(zhuǎn)化法將27個(gè)不同目的基因轉(zhuǎn)入5種不同自交系。對(duì)DH4866自交系和6WC自交系的部分T1代株系進(jìn)行除草劑篩選和PCR檢測(cè)，其中DH4866自交系共計(jì)檢測(cè)110個(gè)株系，陽(yáng)性株系數(shù)是9，陽(yáng)性率為8.2％;6WC自交系共計(jì)檢測(cè)95個(gè)株系，陽(yáng)性株系數(shù)是3，陽(yáng)性率是3.2％。
　　綜上所述，應(yīng)用農(nóng)桿菌介導(dǎo)玉米莖尖