苧麻轉P-,SAG12--IPT基因和B-,t-基因的分子檢測及性狀考察.pdf

1、苧麻是我國傳統(tǒng)的纖維作物之一，歷史上在我國的農業(yè)生產中占有重要地位。隨著社會的發(fā)展，市場需求的變化，苧麻生產的發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，如人口的增加，耕地面積的逐年減少等。因此，提高苧麻單產成為保持苧麻產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。目前，傳統(tǒng)育種方法的局限性已逐步顯現(xiàn)。植物基因工程為苧麻育種帶來了新的途徑。將苧麻導入各種目的基因后，經過選育，有望獲得苧麻新品種。
　　 PSAG12-IPT基因能自我調節(jié)細胞分裂素的產生，延緩植物葉片的衰老。

2、Bt基因為編碼蘇云金桿菌毒蛋白的基因，是當今農業(yè)上利用最廣的一種殺蟲基因。本實驗室在建立了苧麻的遺傳轉化體系后，將PSAG12-IPT基因和Bt基因分別導入苧麻品系“5041”和苧麻品種“蘆竹青”中，并獲得了大量的轉基因株系。本研究對獲得的轉PSAG12-IPT基因和Bt基因苧麻植株進行了分子檢測，從分子水平上驗證了目的基因已整合在苧麻基因組中，并能夠穩(wěn)定遺傳；對轉PSAG12-IPT基因苧麻T0代株系的光合特性等進行了測定，對轉Bt基

3、因苧麻T0代株系的抗蟲性進行了室內鑒定，并對兩個轉基因材料T0代和T1代株系的農藝性狀和品質性狀等進行了考察。主要研究結果如下：
　　 1．利用PCR、Southern雜交等技術對轉基因苧麻T0代和T1代株系進行檢測，均檢測到陽性植株。在T0代轉基因苧麻"5041”中，NptⅡ基因（選擇標記基因）的PCR陽性率為80.1％，PSAG12-IPT基因（目的基因）的PCR陽性率為69.8％，共轉化率為66.1％；在T0代轉基因苧麻“

4、蘆竹青”中，NptⅡ基因（選擇標記基因）的PCR陽性率為73.8％，Bt基因（目的基因）的PCR陽性率為33.4％，共轉化率為33.4％。外源基因在不同材料中的遺傳行為不同，對T1代轉基因苧麻進行Km選擇培養(yǎng)和PCR檢測發(fā)現(xiàn)，在轉基因苧麻“5041”中，NptⅡ基因和PSAG12-IPT基因的遺傳符合3：1的比例，而在轉基因苧麻“蘆竹青”中，NptⅡ基因的遺傳比符合1：1，Bt基因的遺傳符合3：1的比例。Southern分子雜交結果進一

5、步驗證了上述結論。表明本實驗室獲得了轉基因苧麻T0代和T1代植株，為進一步進行生理指標的測定和性狀考察研究奠定了基礎。
　　 2．在大田環(huán)境下，轉PSAG12-IPT基因T0代苧麻的光補償點、表觀量子效率和暗呼吸速率和對照間存在顯著差異；在凈光合速率（Pn）的日變化中，轉基因苧麻部分株系表現(xiàn)為單峰曲線，其他株系表現(xiàn)為雙峰曲線，而對照始終表現(xiàn)為單峰曲線；對轉基因苧麻株系的葉綠素含量進行了測定，在頭麻和二麻纖維成熟期，葉綠素b含量均

6、低于對照，而葉綠素a/b值均高于對照。相關分析表明，在Pn和主要生理因子的關系中，轉基因苧麻頭、二麻呈顯著性相關，三麻的相關性不顯著。另外，T0代轉基因株系P513和P504的內源細胞分裂素含量顯著高于對照，而且植株形態(tài)表現(xiàn)異常，T0代其他轉基因株系及T1代各轉基因株系內源細胞分裂素的含量和對照相比沒有顯著差異。PSAG12-IPT基因的導入導致苧麻的生理特性發(fā)生了改變。
　　 3．通過室內抗蟲性生物檢測，轉Bt基因苧麻株系葉片

7、對苧麻赤蛺蝶幼蟲的生長具有抑制作用。轉基因株系均表現(xiàn)出了一定的抗性，其中株系SBL2葉片喂養(yǎng)的苧麻赤蛺蝶幼蟲死亡率達到38.7％，株系SBL3葉片喂養(yǎng)的苧麻赤蛺蝶蛹死亡率達到24.8％，株系SBL2葉片喂養(yǎng)的苧麻赤蛺蝶成蟲畸形率達到40.0％。同時用轉Bt基因植株和非轉基因植株的葉片喂食苧麻赤蛺蝶幼蟲，這些幼蟲更趨向于取食非轉基因葉片，轉基因植株的葉片受到苧麻赤蛺蝶幼蟲危害的程度要明顯低于對照。在轉Bt基因T1代材料中，將陽性植株種植在

8、常年苧麻赤蛺蝶發(fā)生嚴重的田塊，在自然發(fā)蟲狀態(tài)下觀察，非轉基因植株的葉片被害蟲取食，個別單株的葉片甚至被食光，而轉基因植株沒有受到苧麻赤蛺蝶幼蟲的危害。
　　 4．轉PSAG12-IPT基因苧麻T0代株系和對照相比，植物學性狀發(fā)生了一定程度的變異，如株系P504莖中上部發(fā)生很多分枝；株系P513在每季麻生育后期，整株葉片從下往上葉緣向上發(fā)生翻卷；部分株系發(fā)生了自交不育現(xiàn)象。轉基因株系的農藝性狀和品質性狀也產生了顯著變異：株系P50

9、2的主要性狀指標優(yōu)于受體品系5041；大部分株系部分性狀指標優(yōu)于對照，部分性狀指標劣于對照；少數(shù)株系的某些性狀甚至發(fā)生了特殊變異。轉Bt基因苧麻和對照相比，T0代株系性狀并無大的變化，轉Bt基因苧麻基本保持了原品種的特性。對兩個轉基因材料T0代和T1代的農藝性狀和品質性狀進行比較發(fā)現(xiàn)，外源基因沒有改變轉基因苧麻的遺傳行為。
　　 5．本研究獲得了具有利用價值的轉基因材料。如轉PSAG12-IPT基因株系P502，不僅單株原麻重高