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对外源DNA导入番茄的研究

作　者: 杨晓锋
导　师: 邵耀椿；葛才林
学　校: 扬州大学
专　业: 生物物理学
关键词: 辐照外源DNA导入番茄同工酶
分类号: S641.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本试验以显性性状与隐性性状对应的四个番茄品种（EA、Caruso、野生醋栗番茄和哈师5号）作为供体和受体材料，将电离辐射、激光辐照和超声波技术与外源DNA导入技术相结合，通过辐照、激光和超声波处理使染色体断裂，诱导其结构变异，从而获得更广泛的选择余地，有利于进行物种改良研究，为作物品种的选育提供理论依据和实践指导。采用花粉管通道法，在受体哈师5号授粉后，将经过辐照处理的供体DNA整体导入到哈师5号中，并对所得后代不断进行筛选和研究。研究结果表明哈师5号的某些外观性状（叶形、株高和果实形状）发生了变化，在性状上发现有外源基因的表达和变异现象。从D₁代到D₄代上发现供体的显性基因在受体上得到了表达，并具有较高的表达比率，其后代果实某些品质也有一定程度的提高，使番茄的部分品质得到了改善。表明外源DNA导入技术可以克服荷兰优良品种（EA和Caruso）不易在我国培育的缺陷，能使其优良性状转移到我国的品种上来，从而改善我国品种的弱点。对外源DNA经辐照后导入番茄受体的后代进行了叶形和株高分析。研究发现除个别受体后代在叶形上全表现为受体叶形外，其余受体后代均表现出供体叶形，而且表现出受体叶形植株的比例较高，但有少数受体后代叶形出现分离。表明供体叶形基因在多数受体后代得到表达，并伴有分离现象。而且多数后代的株高也与供体相似。供体的外观性状（叶形和株高）在受体后代中的高比例表达说明了外源DNA已导入番茄，被整合并得到表达。我们用番茄对辐照外源DNA导入技术进行了第二期试验，试验结果表明辐照外源DNA导入技术具有较好的有效性、可靠性和重复性，其植株后代的遗传性也比较稳定。试验还选用野生种醋栗番茄作供体进行了远缘关系的分子杂交试验，以克服杨晓锋:对外源DNA导入番茄的研究远缘杂交不亲和性，将野生种抗病性强的优良性状转移到受体中来，重组优良基因培育新品种材料也获得了较为满意的效果。表明授粉后外源DNA直接导入技术，不但可以在种、属、科间而且在超远缘生物间也可以进行性状转移，能克服远缘杂交不亲和、杂种不育等问题，能把远缘资源优良性状基因引入栽培品种以进行新品种选育。我们对辐照外源DNA导入番茄受体后所筛选出的后代及供、受体对照进行了过氧化物酶和细胞色素氧化酶同工酶电泳分析，从分子水平揭示其遗传与变异，检测外源基因在受体中的表达水平，并继续对供体叶形在受体后代中的表达情况和后代株高进行分析。采用聚丙烯酞胺梯度凝胶电泳对供体和受体后代进行过氧化物酶和细胞色素氧化酶同工酶的研究结果表明，多数受体后代与受体对照的两种同工酶图谱差异较大而与供体对照的两种同工酶图谱较为相似，这与它们在外观性状（叶形和株高）上的表型差异是吻合的，也和前两期的试验结果相符。受体后代与供体在同工酶图谱上的相似性以及供体外观性状在受体后代中的高比例表达证实外源DNA己经导入受体，并得到整合表达。在苗期对经不同处理的外源DNA导入番茄所筛选出的受体后代，进行了叶霉病的抗性试验，并以供体EA、Canjso和受体哈师5号作对照。试验结果表明所筛选出受体后代对叶霉病的抗性水平与对照受体相比均有不同辐度的提高，说明外源DNA导入确实能改变原有品种的某些特性。表明借助花粉管通道的外源DNA导入技术是改良品种、丰富育种材料的一条有效途径，是一种适合我国国情、有较好发展前景的新品种选育方法。

全文目录

前言(Preface)  9-20
  1 农业分子育种技术概况  10-15
    1.1 载体型植物遗传转化系统  10-12
    1.2 裸露DNA直接转化系统  12-14
    1.3 种质转化系统  14-15
  2 各种转化系统的比较  15-20
第一章对辐照外源DNA导入番茄方法研究及D_1、D_2代分析  20-29
  1 试验材料与方法  20-22
    1.1 材料  20
      1.1.1 材料的选取  20
      1.1.2 材料的种植  20
    1.2 DNA的提取  20
    1.3 DNA的辐照和导入试验  20-22
    1.4 D_0代果实的采收和播种  22
    1.5 D_1代果实分析  22
    1.6 D_2代生物学性状的遗传性分析  22
  2 试验结果与分析  22-27
    2.1 辐照DNA对D_0代座果率的影响  22-23
    2.2 辐照外源DNA对D_0代结籽数影响  23
    2.3 试验对D_0代果实果形影响  23-24
    2.4 辐照外源DNA对D_1代叶形和幼苗茎杆颜色基因表达关系  24-26
    2.5 D_1代果实的性状分析  26
    2.6 D_2代生物学性状的遗传性分析  26-27
  3 讨论  27-29
第二章辐照外源DNA导入方法的重复性试验  29-34
  1 材料与方法  29
    1.1 试验材料  29
    1.2 试验方法  29
      1.2.1 外源DNA导入方法  29
      1.2.2 果实品质分析方法  29
  2 试验结果  29-33
    2.1 辐照外源DNA导入方法的重复性试验  29-30
    2.2 第二期试验D_1代果实分析  30-32
    2.3 野生种供体DNA导入D_0代和D_1代分析  32-33
  3 讨论  33-34
第三章外源DNA导入番茄受体后代两种同工酶研究  34-41
  1 试验材料与方法  34-35
    1.1 材料  34
    1.2 试验方法  34-35
      1.2.1 外源DNA处理方法  34
      1.2.2 外源DNA导入方法  34
      1.2.3 受体后代的筛选  34-35
      1.2.4 酶液制备  35
      1.2.5 电泳分析  35
  2 结果与分析  35-39
    2.1 受体后代的外观性状分析  35-38
      2.1.1 受体后代叶形和株高分析  35-36
      2.1.2 不同处理外源DNA导入受体后代果形分析  36-38
    2.2 供、受体及受体后代的两种同工酶分析  38-39
      2.2.1 供、受体及受体后代的过氧化物酶同工酶分析  38-39
      2.2.2 供、受体及受体后代的细胞色素氧化酶同工酶分析  39
  3 讨论  39-41
第四章对外源DNA导入番茄后代的叶霉病抗性分析  41-45
  1 试验材料与方法  41-43
    1.1 材料的选取  41
    1.2 材料的种植  41-42
    1.3 试验方法  42-43
      1.3.1 病情指数分级  42
      1.3.2 叶霉病群体病情分级标准  42
      1.3.3 叶霉菌接种  42
      1.3.4 病情调查  42-43
  2 试验结果与分析  43-44
    2.1 接种10天后各处理病情指数  43
    2.2 接种15天后各处理病情指数  43-44
  3 讨论  44-45
小结(Conclusions)  45-48
参考文献  48-54
致谢(Special Thanks)  54-55
攻读学位期间已发表的学术论文目录(Articles)  55

对外源DNA导入番茄的研究

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