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改变植物性状表现,转基因是最直接有效的手段。植物遗传转化方法有很多,农杆菌介导法由于其可以转入的片段长、拷贝数少、遗传稳定性好等优点,长期以来一直是科学工作者重点研究的方法。本研究利用玉米优良自交系齐319和R18-599为材料,对农杆菌介导的胚性愈伤遗传转化体系进行了一系列优化;同时分别从玉米和烟草中分离到两段启动子序列Zm13和NTPp13,分别验证了其花粉特异表达特性;将来源于玉米的花粉特异表达启动子序列Zm13与来源于大肠杆菌的脱乙酰酶基因(argE)连接,构建雄性不育嵌合基因,转化玉米自交系齐319,以期获得玉米基因工程雄性不育系,为玉米杂种优势利用创建基础材料。主要结果如下: 1.玉米胚性愈伤遗传转化体系优化实验结果显示,在侵染液中添加0.1%的Tween 20、侵染液浓度OD600为0.4、侵染时间为10min,共培养培养基中添加200μM乙酰丁香酮、200mg/L的L—半胱氨酸,共培养温度22℃、pH值5.2有利于玉米胚性愈伤的遗传转化。 2.用三种不用类型的农杆菌菌株C58、LBA4404和EHA105分别侵染玉米自交系齐319和RR18-599胚性愈伤。结果显示,不同的菌株和自交系间的搭配,其遗传转化效率差异很大,GUS瞬时表达率呈极显著差异(F=24.92**),抗性愈伤率也呈极显著差异(F=19.43**)。EHA105—齐319组合的遗传转化效率最高,其GUS瞬时表达率最高达到71.1%,最低为37.1%,平均55.5%;其抗性愈伤率最高为20%,最低为10.8%,平均14.4%。另外,对胚性愈伤的抗性筛选时,潮霉素临界浓度以10mg/L为宜。 3.对转GUS基因的T0代抗性植株进行PCR检测,结果显示,在22株再生抗性植株中,PCR阳性率50%,对PCR阳性植株叶片进一步组织化学染色分析显示,PCR阳性植株中均有GUS基因表达。从而证明,外源GUS基因在转基因玉米T0代植株中得到稳定表达,而且验证了PCR检测结果和GUS表达分析结果的一致性。 4.从玉米自交系RR18-599基因组中分离到一段花粉特异表达启动子序列Zm13,将该启动子片段与GUS基因融合后转化烟草,经组织化学分析证实分离到的Zm13启动子片段具有花粉特异表达功能,为进一步创建基因工程雄性不育系奠定基础。 5.从烟草中克隆到一段核甘酸序列NTPp13,与玉米花粉特异表达启动子Zm13序列相似性为96%,而且具有和Zm13启动子完全保守的TATAbox、花粉特异表达元件和表达量增强元件。将该序列与GUS基因连接后转化烟草,在转基因烟草植株中分析功能、特异表达部位及时空表达特性,结果显示NTPp13序列是烟草中与花粉发育相关的一段启动子序列,该启动子引导GUS基因只在烟草花粉和花粉管中表达,