利用着丝粒组蛋白基因创建番茄单倍体的探索

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番茄(Solanum lycopersicum)作为重要的园艺作物之一,栽培模式多样,种植范围广、产量高,果实含有丰富的糖类、维生素、胡萝卜素,具有较高的营养价值。番茄作为模式植物,在基因组学、遗传育种等方面均有深入的研究。然而,番茄单倍体研究进展缓慢,目前还没有较为成熟的手段来获得番茄单倍体植株。探索获得番茄单倍体的途径,将有利于番茄的生物学研究和新品种培育。本实验在拟南芥研究发现的基础上,尝试创建番茄单倍体材料。通过番茄基因组数据预测出着丝粒特异组蛋白编码基因SlCENH3,通过基因工程技术人为改造SlCENH3基因,进一步通过遗传转化获得相应的转基因植株。主要研究结果如下:1.以番茄品种Alisa Craig的c DNA为模板,扩增着丝粒特异组蛋白基因SlCENH3,并对其进行了序列分析。构建GFP-SlCENH3、SlCENH3-GFP、OE-SlCENH3、RNAi-SlCENH3四种类型的载体,通过遗传转化,获得了GFP-SlCENH3融合蛋白的转基因阳性植株15株、SlCENH3-GFP转基因植株18株、OE-SlCENH3转基因植株16株,而RNAi-SlCENH3载体的遗传转化未获得转基因植株。2.通过实时荧光定量PCR,对转基因材料GFP-SlCENH3和SlCENH3-GFP的SlCENH3和GFP基因进行了表达量检测,对OE-SlCENH3的阳性转基因植株进行了目的基因表达量的检测。结果显示,GFP-SlCENH3转基因植株的SlCENH3基因表达量上调了20倍以上,GFP基因也检测到较高的表达。SlCENH3-GFP植株的SlCENH3基因的表达量上升了20倍以上,GFP基因也有较高的表达。OE-SlCENH3转基因植株的目的基因表达上调了20倍以上。通过荧光显微镜观察转基因植株根部有较强的荧光信号,进一步通过Western blot在转基因植株中检测出GFP蛋白。3.以SlCENH3-GFP的转基因材料T1代作为母本,杂交一代普通番茄品种作为父本进行杂交,获得1100棵F1植株。用筛选获得的亲本间共显性标记In Del4-87进行检测,绝大部分F1含有双亲的带型,说明杂交成功,但没有检测到只含有父本染色体的单倍体植株。
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