【摘 要】
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草甘膦(Glyphosate),学名N-(膦酰基甲基)氨基乙酸,其除草性质是1971年发现的,投放市场至今30多年来被大面积使用,只有极少数的杂草对它具有抗性,成为世界上生产使用量最大的除草剂品
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草甘膦(Glyphosate),学名N-(膦酰基甲基)氨基乙酸,其除草性质是1971年发现的,投放市场至今30多年来被大面积使用,只有极少数的杂草对它具有抗性,成为世界上生产使用量最大的除草剂品种。草甘膦作用机理是抑制植物体中5-烯醇式丙酮酸-3-磷酸莽草酸合成酶(EPSPS)的活性,使植物体芳香族氨基酸合成受阻,致使植物死亡。随着免耕与机械化水平的不断提高,对高效除草的要求越来越高,选育与草甘膦等除草剂相配套的抗除草剂品种就显得尤为重要。在转基因育种中,目前主要通过三条途径获得抗草甘膦作物品种:通过转入经修饰或突变的EPSPS基因获得草甘膦抗性;通过转入过量表达的EPSPS基因获得草甘膦抗性;通过转入草甘膦降解酶基因获得草甘膦抗性。 在大豆遗传转化研究中,筛选剂的选择和使用不仅直接影响转化效率,而且影响转基因材料的实用性。大豆遗传转化中常用的筛选剂有抗生素类如卡那霉素(Kanamycin)和潮霉素(Hygromycin)以及除草剂类如草丁膦(Glufosinate)等。卡那霉素成本低、适用广,但不同受体品种的耐受性差异较大。潮霉素在大豆遗传转化中筛选效果较好,但有研究显示潮霉素会严重抑制一些植物组织的生长。目前大豆遗传转化中使用最多的筛选剂是草丁膦,其通过抑制植物体内谷氨酰胺合成酶(Glutamine Synthetase,GS)活性,导致铵离子累积,最终引起植物细胞氨中毒死亡。而作为一种更为高效低毒广谱的除草剂草甘膦的特性、作用机理等的研究较为透彻,但还未见其直接作为大豆遗传转化筛选剂的公开报道。 本研究使用除草剂草甘膦作为筛选剂、EPSPS基因作为目的基因,采用大豆子叶节转化法,摸索了其在大豆子叶节转化法中的丛生芽诱导、筛选及伸长三个阶段对草甘膦抗性的差异,以期明确草甘膦作为筛选剂的使用浓度和作为大豆遗传转化筛选剂的可行性,为大豆遗传转化过程中筛选剂的多样化选择提供指导。 研究结果表明:草甘膦可作为大豆子叶节转化法的筛选剂;以草甘膦作为筛选剂时,丛生芽诱导期、筛选期及伸长期其临界使用浓度分别为140-160 mg/L、240-260 mg/L和5-10 mg/L。并以此为基础,开展了EPSPS基因的转化工作,获得了2个转化事件。本研究一方面丰富了大豆遗传转化中筛选剂的选择,另一方面,更有利于提高转基因材料的实用价值,可为大豆遗传转化过程中筛选剂的多样化选择及抗草甘膦育种提供理论基础和指导。
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