利用含有anti-waxy基因表達(dá)載體改良兩系不育系水稻261S食味品質(zhì)的研究.pdf

1、近年來(lái)，世界各地在轉(zhuǎn)基因作物研究和推廣種植方面都取得了飛速發(fā)展，越來(lái)越多的轉(zhuǎn)基因作物走向商業(yè)化種植，不僅給全球農(nóng)業(yè)帶來(lái)了勃勃生機(jī)，也為推廣和應(yīng)用轉(zhuǎn)基因作物的種植者帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益，尤其對(duì)幫助發(fā)展中國(guó)家農(nóng)民擺脫貧窮具有重要的發(fā)展前景。但同時(shí)，轉(zhuǎn)基因作物中常用標(biāo)記基因的存在也引起越來(lái)越多人的關(guān)注和擔(dān)憂，如何獲得不含標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)基因作物顯得日益重要。本文首先對(duì)近年來(lái)在世界各地轉(zhuǎn)基因作物研究和推廣種植方面以及安全性轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究進(jìn)行了綜述。

2、 雜交水稻食味品質(zhì)改良研究是目前雜交水稻育種研究領(lǐng)域中的重要內(nèi)容之一。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，稻米直鏈淀粉含量是決定水稻食味品質(zhì)最主要指標(biāo)。雜交水稻在產(chǎn)量等性狀所體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)與父本和母本遺傳組成配合力相關(guān)。盡管目前利用常規(guī)育種技術(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)降低稻米直鏈淀粉含量，但改良后的水稻其他遺傳組成也會(huì)隨之發(fā)生變化。而利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將能夠降低稻米直鏈淀粉含量的反義蠟質(zhì)基因(anti-waxy)導(dǎo)入雜交水稻親本，即可實(shí)現(xiàn)在有效降低稻米直鏈淀粉含量的同時(shí)，最

3、大程度地保持其與另一親本雜交組合優(yōu)勢(shì)的原有遺傳組成。 本研究采用可獲得無(wú)選擇標(biāo)記基因的安全性轉(zhuǎn)基因策略，利用根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的共轉(zhuǎn)化法，首先將含有抗性標(biāo)記基因hpt和報(bào)告基因gus的pCAMBIAl301表達(dá)載體與含有單份拷貝anti-waxy基因片斷的p13AWY-1表達(dá)載體以1：9的比例共同導(dǎo)入“閔優(yōu)香粳”雜交稻兩系不育系水稻品利P261S，經(jīng)過(guò)PCR檢測(cè)篩選出共轉(zhuǎn)化植株，通過(guò)對(duì)共轉(zhuǎn)化植株的Southem blot分析證明an

4、ti-waxy基因已以不同拷貝數(shù)整合入水稻基因組中，通過(guò)對(duì)T<,1>代種子的GUS檢測(cè)已達(dá)到將含抗性標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)基因后代去除的目的，從而為繼續(xù)篩選出只含anti-waxy基因的安全性轉(zhuǎn)基因后代奠定了基礎(chǔ)。此外，還對(duì)目前已收獲的部分T<,1>代種子進(jìn)行糙米直鏈淀粉含量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)共轉(zhuǎn)化后代的直鏈淀粉含量(AC)已有不同程度的降低，說(shuō)明該轉(zhuǎn)化試驗(yàn)是成功有效的。 同時(shí)為了探索稻米直鏈淀粉含量降低程度與轉(zhuǎn)入anti-waxy基因拷貝數(shù)之間

5、的關(guān)系，本研究又對(duì)實(shí)驗(yàn)室早期獲得轉(zhuǎn)入單拷貝anti-waxy基因水稻進(jìn)行雜交獲得外源基因呈雙拷貝的轉(zhuǎn)基因后代，通過(guò)對(duì)其稻米直鏈淀粉含量分析證明，含有雙份拷貝anti-waxy基因可以更大程度地降低稻米直鏈淀粉含量，并且可以獲得與我利用含有anti-waxy基因表達(dá)戢體改良兩系不育系水稻261S食味品質(zhì)的研究國(guó)云南特種軟米水稻品種直鏈淀粉含量(小于10％)范圍相同的轉(zhuǎn)基因軟米新種質(zhì)資源?；谇捌趦刹糠衷囼?yàn)研究的結(jié)果，為了更便利地在一次轉(zhuǎn)化

6、中實(shí)現(xiàn)anti-waxy基因在水稻基因組中呈雙拷貝整合，達(dá)到更進(jìn)一步改良261S水稻食味品質(zhì)的目的和培育無(wú)抗性選擇標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)基因軟米，本研究又將在p13AWY-1表達(dá)載體基礎(chǔ)上重新構(gòu)建的含有雙份拷貝串聯(lián)重復(fù)anti-waxy基因p13AWY-2表達(dá)載體轉(zhuǎn)入261S水稻，目前也已成功獲得了共轉(zhuǎn)化植株。通過(guò)該研究不僅可為進(jìn)一步改良由261S為母本配組而成的優(yōu)質(zhì)雜交稻“閔優(yōu)香粳”的食味品質(zhì)奠定基礎(chǔ)，而且也可為研究水稻基因組中整合入不同拷貝數(shù)

7、anti-waxy基因后的目的基因表達(dá)情況提供參考。 通過(guò)文獻(xiàn)查閱，盡管在國(guó)內(nèi)外采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將anti-waxy基因?qū)胨靖牧嫉久字辨湹矸酆恳延休^多報(bào)道，但是在相關(guān)的報(bào)道中使用的載體大多都是將目的基因和抗性標(biāo)記基因構(gòu)建在一個(gè)T-DNA上，有個(gè)別報(bào)道將目的基因和抗性標(biāo)記基因分別構(gòu)建在不同載體上，但是在含有目的基因的T-DNA上依然存在來(lái)自于花椰菜花葉病毒的35S啟動(dòng)子。因此，從載體的安全性角度分析，本研究獲得的轉(zhuǎn)基因水稻后代