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干旱是植物生长过程中遇到的一种非生物胁迫,在受到干旱胁迫时,转录因子就会调控某些与逆境或抗旱相关的基因,通过一系列的转录、翻译产生对细胞起重要保护作用的蛋白质等。RD20基因和DREB2B基因是应答干旱胁迫时重要的调控基因,在植物应答干旱胁迫方面扮演着重要的角色,可以激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对干旱逆境的忍耐力。磷酸甘露糖异构酶基因(PMI)是生物安全标记基因,无抗生素或除草剂抗性,对于转基因的植株无毒害作用。本研究采用磷酸甘露糖异构酶基因PMI为筛选标记基因,在已建立露地菊‘火焰’离体再生体系的基础上将津田芜菁RD20基因和拟南芥诱导转录因子DREB2B基因分别转入菊花中,并采用生物基因磷酸甘露糖异构酶基因PMI为筛选标记基因,为实现具有安全标记的抗旱性状得到改良的菊花品种奠定基础。 研究结果如下: (1)克隆了津田芜菁RD20和拟南芥DREB2B基因。RD20基因cDNA序列全长为720bp,编码239个氨基酸的成熟多肽。RD20的分子量为26.9kD;等电点(PI)为5.10。DREB2B基因全长1434bp,开放阅读框993个碱基,5-UTR和3-UTR分别为228bp和213bp,编码330个氨基酸的成熟多肽。 (2)构建遗传转化载体:利用Gateway技术构建pCAMBIA1301-PMI-RD20和pCAMBIA1301-PMI-DREB2B植物表达载体,经PCR和酶切验证后,将构建成功的植物表达载体电转化农杆菌EHA105,之后通过PCR验证表明pCAMBIA1301-PMI-RD20和pCAMBIA1301-PMI-DREB2B植物表达载体成功转入农杆菌EHA105中。 (3) RD20基因和DREB2B基因露地菊‘火焰’的遗传转化:对植株外植体消毒处理及体外培养,建立露地菊‘火焰’茎段外植体的无菌再生体系,用目的基因的农杆菌菌液侵染叶片,并以NAA与6-BA作为生长激素,建立了叶片外植体再生体系。将叶片上生成的不定芽转入1/2 MS生根筛选培养基中继续筛选,直至长势健壮并生根的抗性植株产生。对采用磷酸甘露糖异构酶基因PMI为筛选介质得到露地菊‘火焰’的抗性植株进行PCR及Southern杂交检测,最终获得以甘露糖作为筛选介质对露地菊‘火焰’进行遗传转化后获得了抗性芽,其中转化津田芜菁RD20基因抗性植株各1株转化效率为2.2‰左右。拟南芥诱导转录因子DREB2B基因的阳性抗性植株各2株,转化效率为3.5‰左右。