人工合成雪花蓮凝集素（GNA）基因在轉(zhuǎn)基因小麥中的表達與抗蚜蟲效果研究.pdf

1、小麥在世界范圍內(nèi)廣泛種植，是人類的主要糧食作物之一。在我國，小麥是第二大糧食作物，而蚜蟲是小麥生產(chǎn)中的重要害蟲之一。近年來，隨著麥田水肥條件的改善和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的變化，麥蚜蟲害日趨加重。長期以來，麥蚜的防治主要依靠化學(xué)農(nóng)藥，由于化學(xué)農(nóng)藥的大量使用，導(dǎo)致蚜蟲天敵殺傷嚴重，環(huán)境污染加劇。培育具有抗蟲特性的優(yōu)質(zhì)小麥一直是育種學(xué)家追求的目標之一。常規(guī)育種在抗蟲小麥種質(zhì)資源篩選與鑒定方面作了大量工作，但進展緩慢，因此尋求更為有效的途徑去提高小麥蚜

2、蟲抗性是非常必要的。 現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷發(fā)展為人類進行分子水平育種開辟了廣闊道路，蘇云金芽孢桿菌毒蛋白、蛋白酶抑制劑、植物凝集素等一批具有較高利用價值的抗蟲基因相繼被克??；并建立起了一套較為完整的以基因槍微粒子彈轟擊為主要轉(zhuǎn)化方法，以幼胚、幼穗為受體的小麥遺傳轉(zhuǎn)化體系，使利用基因工程手段培育具有蚜蟲抗性的優(yōu)質(zhì)小麥成為可能。 雪花蓮凝集素(Galanthusnavalisagglutinin，GNA)是來源于石蒜科雪花蓮的

3、植物凝集素，是目前已知的凝集素中殺蟲效果較為明顯的，對具有刺吸式口器的同翅目害蟲(如麥蚜、稻飛虱等)具有較好的抗性，可以有效抑制害蟲的生長和繁殖，并且對人畜及蚜蟲的自然天敵無害，因此將該基因?qū)胄←溤耘嗥贩N中，可以獲得抗蚜蟲的小麥新種質(zhì)。 本項研究利用經(jīng)密碼子優(yōu)化的人工合成雪花蓮凝集素(GNA)基因及番茄核酮糖磷酸羧化酶小亞基(smallsubunitofribulosebisphosphatecarboxylase，RbcS)

4、基因的啟動子構(gòu)建了高效葉肉細胞特異表達載體pBAC202，通過基因槍轟擊小麥幼胚、幼穗的方式將外源GNA基因?qū)氲綗熮r(nóng)15、京冬8、中優(yōu)9507三個高產(chǎn)小麥品種中，并獲得42個轉(zhuǎn)基因后代株系。對轉(zhuǎn)基因后代植株進行了DNA點雜交、PCR及PCR-Southern驗證，確認外源GNA基因已成功整合到小麥基因組中。進一步的凝集素凝血活性檢測表明，轉(zhuǎn)基因小麥葉片中表達的凝集素可使紅細胞凝集，并具有正常的生物學(xué)活性。轉(zhuǎn)基因植株在人工飼養(yǎng)條件下進行