学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

转TPSP基因小麦的耐旱相关特性分析

作　者: 李金花
导　师: 李永春
学　校: 河南农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 小麦 TPSP基因耐旱性
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 2次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

干旱是影响小麦生产的主要逆境因子之一,提高抗旱性是一直是小麦育种的重要目标。海藻糖(Trehalose)是一种对细胞失水具有重要保护作用的低聚糖,在自然界中,一些耐旱植物的抗旱特性与其细胞中可诱导积累大量海藻糖密切相关,因此,提高植物中海藻糖的合成能力已成为培育耐旱材料的重要研究方向之一。课题组在前期的研究中,克隆构建了海藻糖-6-磷酸合成酶和海藻糖-6-磷酸磷酸酶融合基因TPSP,并获得转TPSP基因的小麦材料。在此基础上,本研究对转TPSP融合基因的T3代小麦株系进行跟踪鉴定,获得了20个纯合转基因株系,并系统分析了转基因株系的耐旱相关特性,为转基因小麦材料在抗旱育种中的进一步应用奠定了重要基础。论文的主要研究内容如下:1、通过RT-PCR技术克隆了小麦海藻糖合成酶基因TPS1,序列分析表明该基因编码蛋白质与拟南芥的TPS具有很高的同源性。2、模拟干旱胁迫条件下,对转TPSP基因小麦T4代株系的抗性分析显示,胁迫48h时转基因株系和非转基因对照的叶片萎蔫症状表现出显著差异,转基因株系抗旱性明显。胁迫100h时,转基因株系和对照叶片均严重萎蔫,根系失水萎缩,变为黄褐色。复水24h后转基因株系4-9-1、4-4-4和30-1-2的叶片黄化率分别为25.2%、23.3和27.6%,显著低于非转基因对照(48.8%)。脯氨酸含量测定显示,干旱胁迫过程中小麦叶片中脯氨酸含量呈“S”型曲线增长,且3个转基因株系叶片中脯氨酸的积累速度和积累量均显著高于非转基因对照;叶绿素荧光参数测定显示,3个转基因株系的Fv/Fm值在胁迫过程中均略高于非转基因对照,转基因株系4-4-4的Fv/Fo值显著高于非转基因对照,表明转基因株系在水分胁迫条件下光合系统II(PSII)的光合效率有所增强。3、在自然干旱条件下对转基因株系抗旱特性进行了鉴定,并测定了开花期、灌浆中期、灌浆后期的田间土壤含水量、叶片含水量和荧光动力学参数。结果显示,在20个转基因株系中有10个株系的叶片含水量显著高于对照,6个株系的Fv/Fo和Fv/Fm优于对照。4、对转基因株系的农艺性状进行分析显示,转基因株系的有不同程度的差别,包括株高、分蘖数、总穗数、主茎穗粒数、分蘖穗粒数、主茎穗长、分蘖穗长、千粒重、产量等。其中各个株系的株高变化不明显,HT4-7、HT4-8的千粒重变化明显,麦粒长度较对照增加了1.23倍。HT4-5的总穗数与对照相比增加13.8%,理论产量增加显著,这表明转基因株系改变了农艺性状,部分形状得到了改善。

全文目录

致谢 4-8摘要 8-91 文献综述 9-20 1.1 植物的形态特征与耐旱性 9-10 1.1.1 叶片的特征与耐旱性 9 1.1.2 根系特征与耐旱性 9-10 1.2 渗透调节在水分胁迫反应过程中的作用 10-11 1.2.1 无机离子 10 1.2.2 脯氨酸 10-11 1.2.3 甜菜碱 11 1.2.4 可溶性糖 11 1.3 海藻糖及其生物学功能 11-17 1.3.1 海藻糖的特性 11-12 1.3.2 海藻糖的合成 12-14 1.3.3 海藻糖的生物学功能 14-16 1.3.3.1 海藻糖对植物的保护作用 14 1.3.3.2 海藻糖能稳定脂质体 14-15 1.3.3.3 海藻糖对生物膜的保护作用 15 1.3.3.4 对蛋白质的保护作用 15 1.3.3.5 海藻糖可以作为信号分子 15 1.3.3.6 海藻糖的其他作用 15-16 1.3.4 海藻糖的抗逆分子机理 16-17 1.3.4.1 水替代学说 16 1.3.4.2 玻璃态学说 16 1.3.4.3 优先排阻学说 16-17 1.4 海藻糖合成相关基因在植物抗逆基因工程方面的应用 17-18 1.5 植物耐旱性的鉴定技术和指标 18-20 1.5.1 形态指标 18 1.5.2 生理指标 18 1.5.3 生化指标 18-19 1.5.4 农艺形状 19-202 引言 20-213 材料与方法 21-31 3.1 实验材料 21-23 3.1.1 植物材料处理 21 3.1.2 菌株和质粒载体 21 3.1.3 工具酶及试剂盒 21-22 3.1.4 主要仪器 22 3.1.5 PCR 引物 22 3.1.6 LB 培养基 22 3.1.7 Basta 浓度的配制 22-23 3.1.8 测定脯氨酸的试剂 23 3.2 实验方法 23-27 3.2.1 大田植株DNA 的提取 23-24 3.2.2 总RNA 提取及质量鉴定 24-25 3.2.2.1 试剂 24 3.2.2.2 器皿 24 3.2.2.3 试验准备 24 3.2.2.4 总RNA 提取操作步骤（Trizol 法） 24-25 3.2.2.5 总RNA 质量及浓度测定 25 3.2.2.6 总RNA 的纯化 25 3.2.2.7 DNA 的消化 25 3.2.2.8 RNA 的纯化 25 3.2.3 目的基因的克隆 25-27 3.2.3.1 反转录:cDNA 第一链的合成 25-26 3.2.3.2 目标基因片段的获得 26 3.2.3.3 回收产物与T 载体的连接 26 3.2.3.4 重组载体对大肠杆菌的转化 26-27 3.3 转TPSP 基因小麦鉴定 27-28 3.3.1 转TPSP 基因小麦的抗旱性鉴定 27-28 3.3 1.1 转TPSP 基因小麦的PCR 鉴定 27 3.3.1.2 种子萌发期的抗旱性模拟鉴定 27 3.3.1.3 获得的转基因植株的表型分析 27 3.3.1.4 转TPSP 基因小麦的抗除草剂鉴定 27-28 3.4 转TPSP 基因小麦的生理指标和农艺性状的分析 28-31 3.4.1 转TPSP 基因小麦的生理指标的测定 28-31 3.4.1.1 土壤含水量的测定与计算 28 3.4.1.2 叶片相对含水量的测定与计算 28 3.4.1.3 室内水分胁迫下生理指标的测定 28-314 结果与分析 31-47 4.1 小麦海藻糖合成酶基因TP51 的克隆 31-33 4.1.1 RNA 质量检测及第一链的获得 31 4.1.2 TP51 基因的克隆及序列分析 31-33 4.2 转TPSP 基因小麦的鉴定 33-35 4.2.1 转TPSP 基因小麦T3 代株系的PCR 鉴定 33-34 4.2.2 转基因株系的除草剂抗性鉴定 34 4.2.3 模拟干旱条件下的耐旱性鉴定 34-35 4.3 模拟干旱条件下转基因小麦的耐旱相关生理指标分析 35-38 4.3.1 叶片内脯氨酸的积累 35-36 4.3.2 叶绿素荧光参数的分析 36-38 4.4 自然干旱条件下转基因株系的耐旱相关生理指标测定 38-43 4.4.1 土壤含水量的分析 38-40 4.4.2 叶片含水量 40-41 4.4.3 叶绿素荧光参数分析 41-43 4.5 自然干旱条件下转基因株系的农艺性状分析 43-47 4.5.1 转基因小麦的籽粒性状变化 45-46 4.5.2 转基因小麦的其它农艺性状的变化 46-475 讨论 47-49 5.1 转TPSP 基因小麦材料的抗性分析 47 5.2 转TPSP 基因小麦材料的生理生化指标分析 47 5.3 转TPSP 基因小麦材料的农艺性状分析 47-49参考文献 49-55Abstract 55-56

转TPSP基因小麦的耐旱相关特性分析

内容摘要

全文目录

相似论文