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3GT基因转化马铃薯的研究

作　者: 韦青
导　师: 杨清
学　校: 南京农业大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 马铃薯 花色苷 3GT基因 遗传转化
分类号: S532
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


在世界粮食生产中,马铃薯仅次于小麦、玉米和水稻,位居第四。马铃薯块茎是繁殖器官,也是产品器官。块茎的皮色或肉色有白色、黄色、红色或紫色等。研究表明,马铃薯块茎的颜色主要来源于花色苷的积累,花色苷具有一定的保健功能,如抗氧化、抗突变及抗肿瘤等功用。类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶(3GT, UDP-glucose:flavonoid-3-O-Glucosyltr-ansferase)是花色苷合成通路中的下游基因,它催化花色素3-O-糖基化形成了第一个稳定的花色苷分子。本研究旨在通过向马铃薯中导入3GT基因增加块茎中花色苷的积累。研究结果如下：以马铃薯品种Desiree的茎段为外植体,外植体暗中预培养2d,农杆菌侵染5-8 mmin,暗中共培养2d,转入愈伤诱导和芽分化的培养基(MS+0.5 mg/LTDZ+0.3 mg/L GA3+50 mg/L Kan+200 mg/L Cef).光照培养3-4周即有不定芽的生成,对产生的不定芽通过Kan(100 mg/L)生根筛选,共得到了18个Kan抗性株系；对所获得的18个kan抗性植株进行PCR检测,有7株表现为阳性.Southern杂交检测,有6株出现杂交信号,表明3GT基因已经整合到再生植株基因组中。用RT-PCR分析了转基因马铃薯3GT基因的空间表达,在对照植株中,3GT基因仅在块茎和匍匐茎中有少量表达,而在转基因植株的块茎和匍匐茎中该基因表达量明显增高,茎段中亦有少量表达,叶片中不表达。转基因植株之间3GT表达量也存在很大差异。将转基因植株及其对照植株种植于大棚中,分别于移植后40 d和80 d分析块茎颜色、花色苷含量以及3GT的表达,与对照植株相比,转基因植株的块茎皮色明显变红,在转基因株系之间,块茎皮色颜色略有差别；转基因株系5的花色苷含量是对照的3.3倍。另外,分析了转基因株系与对照的株高,结薯数,以及块茎淀粉含量等指标,结果显示,结薯数及块茎淀粉含量略有增加,株高有明显下降。

全文目录


摘要  6-7ABSTRACT  7-9缩略词及其英汉对照  9-10前言  10-11第一章 文献综述  11-33  1 花色苷简介  11-20    1.1 花色苷的种类及其结构  11-13    1.2 花色苷的生理功能  13    1.3 花色昔的生物合成  13-14    1.4 花色苷生物合成的相关基因  14-18    1.5 类黄酮3-O-糖基转移酶(3GT)基因的功能  18    1.6 影响花色苷合成与积累的因素  18-20  2 马铃薯花色苷的研究进展  20-26    2.1 马铃薯花色昔的分布和种类  21    2.2 马铃薯花色苷的结构  21-22    2.3 马铃薯花色苷的一般提取、纯化方法  22-23    2.4 影响马铃薯颜色因素  23-24    2.5 马铃薯花色苷的分子生物学与基因工程研究进展  24-26  3 植物遗传转化的方法  26-33    3.1 载体转化系统  27-28    3.2 基因直接导入法  28-33第二章 马铃薯3GT基因的遗传转化  33-45  1 实验材料  33-34    1.1 供试材料  33    1.2 菌株与质粒  33-34    1.3 培养基  34    1.4 酶及各种生化试剂  34  2 实验方法  34-40    2.1 pBin19/G-3GT的农杆菌转化  34-35    2.2 菌液制备  35-36    2.3 Kan选择压力的筛选  36    2.4 遗传转化  36    2.5 转基因马铃薯的PCR检测  36-37    2.6 转基因植株的Southern blot分析  37-40  3 实验结果  40-45    3.1 农杆菌转化及质粒检测  40    3.2 选择压力的确定  40-41    3.3 转基因马铃薯植株再生  41-42    3.4 转基因植株的PCR检测  42    3.5 PCR阳性植株的Southern blot检测  42-43    3.6 讨论  43-45第三章 转基因马铃薯块茎中花色昔的积累及植株表型的初步分析  45-55  1 材料与方法  45-48    1.1 试验材料  45    1.2 实验方法  45-48  2 结果与分析  48-53    2.1 转基因马铃薯块茎的颜色及花色昔含量的测定  48-50    2.2 转基因马铃薯植株中3GT表达分析  50-51    2.3 转基因马铃薯薯块淀粉含量比较  51-52    2.4 转基因马铃薯植株株高与结薯数比较  52-53  3 讨论  53-55全文结论  55-57参考文献  57-67附录  67-69攻读硕士学位期间发表的研究论文  69-71致谢  71

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 薯类作物 > 马铃薯（土豆）
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