基于转基因水稻窄叶株系的筛选与鉴定

• 作 者: 聂立欣
• 机 构: 河北科技大学
• 出 处: 河北科技大学
• 发表日期: 2020年9期
• 关键词: 转基因水稻

转录因子是调控基因表达的上游元件。近年来，随着分子生物技术与植物基因工程研究的不断深入，利用遗传转化将C4光合作用途径的转录因子基因转入C3植物中进行基因表达的调控，以期提高C3植物光合作用效率成为研究热点。
　　水稻，是一种重要的粮食作物和经济作物。本研究主要利用Gateway克隆技术构建目的基因的表达载体，通过农杆菌介导法将目的基因转入水稻品种日本晴。对转基因T0、T1代植株进行农艺性状、光合作用及内源生长素代谢相关基因的测定，以探究目的基因对转基因植株的影响。具体研究内容及试验结果如下：
　　1.利用Gateway克隆技术的LR反应，将目的基因连接到目的载体上，构建成用于遗传转化的表达载体，共构建了20个目的基因的表达载体。
　　2.利用热激法将表达载体转入大肠杆菌DH5α。在含壮观霉素的LB培养基对转化后的大肠杆菌进行初筛后，选圆形、乳白色单菌落进行PCR检测载体上的目的基因和潮霉素基因。PCR产物经测序、比对，验证载体转入大肠杆菌DH5α。
　　3.利用试剂盒进行大肠杆菌DH5α内的质粒提取，通过琼脂糖凝胶电泳对质粒提取结果进行验证。
　　4.基于液氮冻融法将质粒导入根癌农杆菌菌株AGL1。利用农杆菌介导法将含目的基因的表达载体转入水稻“日本晴”的愈伤组织中，获得转基因植株。随机选取转基因植株经PCR扩增潮霉素基因检测，均为阳性植株。选取每种转基因的T0代约40株移栽大田，4-5叶期，转GBP19基因的T0代都表现出明显窄叶性状，GATA29的部分为窄叶。
　　5.转基因GBP19的T1代窄叶性状出现分离，经卡方检验，GBP19的分离比符合3:1。对目的基因GBP19检测，表现窄叶性状的77棵植株均含有目的基因，无窄叶性状的23棵植株均无目的基因，表明窄叶性状是由GBP19调控的显性遗传。
　　6.对T1代窄叶株系进行主要农艺性状和光合作用检测与分析，结果表明，窄叶植株的株高、叶长、叶宽较野生型差异显著，籽粒大小和千粒重无显著性差异，净光合速率、蒸腾作用、胞间CO2浓度及气孔导度均有显著性差异。
　　7.对T1代窄叶植株中生长素相关基因进行qRT-pCR分析，结果是基因PIN1、YUCCA1、LAX1和IAA3的表达量均降低，其中生长素合成相关基因YUCCA1表达量下降最多。初步推测转录因子基因GBP19通过调控YUCCA1，引起窄叶性状。