论文部分内容阅读
甘蓝型油菜是重要的油料作物。随着人们对其遗传基础的不断认识以及外源优良基因功能的深入研究,将甘蓝型油菜内源基因与外源优良基因的聚合产物导入其中培育甘蓝型油菜新品种,是未来甘蓝型油菜改良的一个努力方向。植物人工染色体可以在一条不含标记基因的附加染色体上提供稳定的多基因表达,是新一代的转基因载体。目前植物人工染色体研究仍处于起步阶段,本文以甘蓝型油菜品种中油821为材料,首先克隆和分析了端粒旁侧序列,然后通过端粒介导的染色体截断技术获得了甘蓝型油菜染色体的截断突变体,最后构建了位点特异性重组系统。主要的研究结果如下:根据植物中保守的端粒重复序列(CCCTAAA)通过巢式PCR的方法,克隆了甘蓝型油菜端粒旁侧序列。序列分析表明,其中一个克隆序列与着丝粒卫星DNA高度同源。荧光原位杂交显示这个卫星DNA主要分布于多数染色体的着丝粒区域,同时也出现在一些染色体的末端。在芸薹属植物的染色体进化中这个亚端粒卫星DNA是不保守的。相同的重复序列出现在着丝粒和亚端粒区域,这样的结果符合着丝粒起源于端粒序列的假设,亚端粒区域是着丝粒形成过程中的残余成分。染色体基本功能元件的分析对揭示染色体功能和进化具有理论意义,同时为构建甘蓝型油菜人工染色体奠定了基础。通过端粒介导的染色体截断技术,实现了甘蓝型油菜染色体的截断,获得了一系列表型突变的个体。分析了不同突变体的表型,主要突变性状包括开花提前,花粉的败育等。选择有明显败育表型的转基因突变体lc8-4,利用Southern杂交的方法,证实在该转基因突变体中存在染色体的截断。同时通过遗传图谱上SSR分子标记的半定量分析,将染色体的截断位置定位到N5连锁群的MR014和Nal4-H12分子标记之间,进一步构建了端粒介导的染色体截断模型。利用Cre/loxP和FLP/Frt位点特异性重组系统,构建了可以实现基因叠加的载体,获得了包含Cre/loxP系统的载体pCre40、FLP/Frt系统的载体pT18以及含两种位点特异性重组系统的载体pZ1。通过农杆菌介导的遗传转化,获得了不同载体的甘蓝型油菜转基因植株。甘蓝型油菜位点特异性重组系统的构建,为在人工染色体上定点重组实现基因叠加奠定基础。