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本研究采用基因工程的手段将甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因转入到已经具有1-磷酸甘露醇脱氢酶(mtlD)基因并稳定遗传的旱稻297、旱稻277、旱稻502材料中,以期增加旱稻的耐盐性,解决盐碱地的开发利用问题,同时推动旱稻的大面积推广。 以胚性愈伤组织为受体材料,利用农杆菌介导法将BADH基因导入旱稻材料。对外源基因在旱稻植株中的整合和表达情况进行了研究,同时在转化过程中,对影响转化的各个因素做了进一步的探讨,从而进一步完善早稻的遗传转化体系。 经过PCR检测和Southern杂交证明,BADH基因也整合到旱稻基因组中,再经PCR检测,BADH基因和mtlD基因同时导入旱稻材料中。获得同时转入BADH基因和mtlD基因的植株共有44株,其中旱稻502植株中有28株,旱稻277植株中有9株,旱稻297中有7株。对转基因植株后代T1进行反转录PCR证明,BADH基因在旱稻材料中得到表达。 转双基因植株T0代生长情况总体看来,株高明显下降,穗长明显变短,成穗率也下降,转化植株生育期延长,64.2%的转化植株可育,但育性普遍下降,并且各株之间结实率差异较大。 将已经转入mtlD基因的并稳定遗传的T5代单基因材料和已经转入BADH基因T2代的单基因材料在山东东营0.5%-0.6%NaCl的盐碱地上种植选择,大部分转基因植株正常生长,非转基因对照植株(旱稻502最严重)几乎不能生长。经过主要农艺性状的观察,以及PCR检测,以及耐盐性检测,已选育出优良株系9个:T008,T006,T526,T566,T410,T461,T036,T122,T136。这些品系,稻米品质达到国家1-2级米标准,单株产量在7.895-12.89g之间。 转基因植株耐盐性试验表明,转双基因植株的耐盐性得到明显的提高,能达到0.75%(质量/体积)NaCl的耐盐能力;而在此盐浓度下,非转基因植株是不能生长的。 转单基因旱稻植株与转双基因植株的在0.75%(质量/体积)NaCl水培条件下,耐盐性比较实验发现,无论是它们所表现出来的盐害症状的差异,还是转基因旱稻的叶片相对电导率结果以及地上部、地下部Na+/K+含量的测定结果都表明,转双基因植株比转单基因植株表现出更好的耐盐性。因此,推断出这两个耐盐基因起到了一定的协同(或累加)效应。这也证明了在植物耐盐碱这种数量性状的改良上,进行多基因转化来改良的方法是可行的。