抗盐碱基因OsCYP2转化水稻的研究

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水稻是我国和世界上最重要的粮食作物之一。在我国,水稻作为最重要的粮食作物,种植面积占全国粮食作物种植面积的30%左右,稻米产量占粮食总产量的50%左右,水稻生产在国民经济发展中发挥着巨大作用,直接关系着国民生计。目前我国人口不断增加,而可耕地面积不断减少,这促使人们对盐碱地的开发与利用产生了极大关注。在盐碱地的开发与利用方面虽然有多种方法,但培育适宜在盐碱地上生长的植物新品种,无疑是利用盐碱地最经济有效的措施之一。随着分子生物学和转基因技术的大发展,克隆功能基因,鉴定基因功能,并将功能基因转化到目标植物中,以获得具有优良目标性状的转基因植株,使植物育种工作取得突破性进展。目前,以上方面的研究已有很多报道,为选育耐盐植物品种开辟了新途径。本研究克隆得到水稻盐诱导基因OsCYP2,通过农杆菌介导法将其转入水稻,使其在水稻中超表达,通过分子鉴定、生理生化指标鉴定及田间农艺性状鉴定,获得了高世代耐盐水稻新种质,为转基因耐盐水稻的种质创新和新品种培育奠定了基础。取得如下结果:(1)从北方优质粳稻品种中克隆了全长519bp的盐诱导基因OsCYP2,经分析表明该基因编码173个氨基酸,具有cyclophilinee-ABH-like结构域,属于cyclophilin基因家族,与已知的稻属OsCYP2基因相似性达到97.5%。(2)将新获得的9sCYP2基因在模式植物烟草中进行功能验证,结果表明新得到的OsCYP2基因可以提高转基因烟草对钠盐的耐受性。(3)对农大7、吉农大838、吉农大10-41等10份粳稻材料进行筛选,确定吉农大838在农艺性状和再生方面均好于其他品种,可以作为转基因的受体材料,并建立吉农大838转化再生体系。(4)构建植物表达载体pCAMBIA3301-OsCYPO2,通过农杆菌介导法转化水稻,获得再生转基因水稻植株。(5)对转OsCYP2基因的转基因水稻进行southern杂交、RT-PCR,等分子鉴定,结果表明目的基因整合在受体基因组中,并得到表达。(6)以表达载体pCAMBIA3301-OsCYPO2中bar基因为锚定基因,初步建立了通过单引物PCR获得转基因水稻外源基因插入位置侧翼序列的方法,并获得了转基因水稻外源基因插入位置的侧翼序列。(7)对转基因水稻材料进行脯氨酸含量、SOD酶活性等生理生化指标检测,结果表明OsCYP2基因的超表达能够提高水稻对盐碱的耐受性。(8)对转基因水稻进行耐盐试验,结果表明转基因水稻的耐盐性较非转基因对照明显提高。(9)对转基因水稻的主要田间农艺性性状进行观察,结果表明转基因水稻的生育期较非转基因受体延长。(10)对T2代、T3代转基因水稻遗传稳定性分析,结果表明目标性状在转基因水稻中可以稳定遗传给后代,其分离比符合孟德尔遗传规律。
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