抗旱高羊茅品种FapDREB2基因克隆和WAX2基因的遗传转化论文.pdf

湖南农业大学
博士学位论文
抗旱高羊茅品种FapDREB2基因克隆和WAX2基因的遗传转化
姓名:张志飞
申请学位级别:博士
专业:植物学
指导教师:饶力群;陈信波
20071201
摘要城市草坪在构建优美清洁的现代化城市方面担当着重要角色。在城市生态系统的物质能量循环及转化过程中起着重要作用。〔萜骸⒃傲致袒⑸的草种。但高羊茅的夏季生长需水量较大,夏季干旱和高温环境条件已成为限制其生长的主要因素。提高环境的适应性是目前高羊茅育种的主要目标之一。植物组较大,采用传统的育种方法获得优良抗性品种十分困难,基因工程技术为高羊茅抗性育种提供了便捷之径。本论文从高羊茅抗旱性相关基因克隆和农杆菌介导义的工作。本论文主要研究内容如下:对个经受高温干旱胁迫的高羊茅品种进行综合抗旱性分析发现:在千热胁迫下,高羊茅品种叶片表皮蜡质含量与水分利用效率存在显著正相关,高羊茅叶片气孔附近的蜡质成分对气孔导度和胞问ǘ扔凶畔灾跋欤诟扇刃财仁保逆境胁迫下蜡质的积累在减少表皮蒸发的同时,对气孔蒸腾也有重要影响。高羊为高羊茅抗旱性品种鉴定的新指标。综合抗旱性较好且蜡质含量较高的品种有:‘家霭被幔蠨特异结合的峁褂颍谛蛄型葱苑治龊拖低辰组织特异性分析发现,基因在高羊茅叶片、叶鞘表达较强,而在其根中表达较弱。基因在干旱和高温条件下的表达明显强于没有任何处理的对照。表达模式分析发现,基因的转录水平受干旱和高盐胁迫的强烈诱导,受低温胁迫的微弱诱导,而云洳黄鹱饔茫砻鱂ü灰览藕糯ǖ纪揪叮斡敫珊怠⒏哐涡财扔盏挤从Α蚴芨稍绾透呶环境胁迫诱导时,其转录水平呈现不规则的变化,说基因对干旱和高护坡等,在环境绿化与生态保护方面发挥重要作用,是我国目前使用量增长最快抗逆性状非常复杂,往往与数量性状位点连锁,而高羊茅的遗传背景复杂,基因转化两方面着手,希望可以在高羊茅抗性机理和基因工程育种方面开展一些有意魅妨艘镀砥だ屎坑敫哐蛎┛购敌缘墓叵高羊茅蜡质含量可以通过对气孔导度的调节来减少气孔蒸腾,提高水分利用效率。茅品种的表皮蜡质含量与抗旱性有密切相关性,因此建议今后将表皮蜡质含量列园’和‘交战’寺〉玫搅烁哐蛎〧甧以干热胁迫下抗旱性最好的高羊茅品种‘家园’为材料,利用驪成功分离膃蛄校眯蛄谐,包括一个连续的嗦树分析发现,该基因属于蚣易濉温环境胁迫的反应是复杂的。
醪焦菇伺└司榈几哐蛎┳I基因的遗传转化体系⒘烁哐蛎┲肿幽谏婢痉椒以不同温度妫妫、不同时间,的温水浸泡和次氯酸钠配合使用处理高羊茅种子,并进行发芽率试验和愈伤组织培养,结果显示,适用于富含内生真菌的高羊茅种子的最佳消毒组合为℃温水浸泡,然后用次氯酸钠处理。本消毒方法在保证较高种子发芽力的前提下,降低种子污染率,提高出愈率。治隽个高羊茅品种出愈率和分化率的基因型差异对过渡地带常用的龈哐蛎┢分值挠俗橹盏己椭仓暝偕芯糠⑾郑哐茅的愈伤组织出愈率和分化率之间没有等级相关性,基因型的差异对商羊茅出愈率和分化率有重要影响。出愈率和分化率都较好的高羊茅品种是‘爱瑞’以‘家园’、‘交战’和‘爱瑞魑猈虻母哐蛎┯俗橹囊糯;受体材料,利用和礁雠└司杲信└司榈甲;蜓芯浚获得了鲎猈基因的阳性植株。遗传转化研究发现,;;蛞跣灾仓杲仙佟确定在菌株雙..柿E浜系囊糯;逑抵校哐蛎┳化愈伤组织的潮霉素筛选浓度约为本研究首次分析了高羊茅表皮蜡质含量与抗旱性的关系,并确定蜡质含量可列为高羊茅抗旱性品种鉴定的新指标,这为利用生物技术手段提高高羊茅品种的蜡质含量,改良高羊茅品种的抗旱性提供了重要理论依据。以个高羊茅品种的抗旱性分析为基础,一方面从高温干旱环境胁迫下抗旱性较强的‘家园’中成功克隆鯢鴀,这将为改良高羊茅或其它资源植物的抗逆性提供优良的基因资源。另一方面,综合高羊茅品种抗旱性和愈伤组织出愈率、分化率,选取‘爱瑞ⅰ以啊汀徽絀魑W;芴宀牧希状谓ɡ氏喙鼗騑甐既个高羊茅品种中,并从基因型、外植体材料的湿热消毒方法、农杆菌菌株、潮霉素抗性筛选浓度等方面进行了探讨,为高羊茅的抗旱基因工程育种与遗传改良奠定了基础,将有助于抗逆性购怠⒛腿优良高羊茅品种的培育。本研究工作对于推动我国草坪业的发展、保护生态环境、美化人类生存空间等具有重要意义。关键词:高羊茅;抗旱性;转录因子;基因;农杆菌介导转化倬ゾ凭ù。·ā
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