‘蜂蜜罐’枣转化Bt基因研究及ZjCBF基因的克隆

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枣树在我国生物种质资源丰富,栽培面积广大。枣果实口感微甜,高产、丰产,是我国的一类传统栽培果树。但是由于环境的威胁和一些生物胁迫易使树体感病,枣树在生产上虫害严重,冬季寒冷的气候条件,造成果树树皮冻裂,以及春季倒春寒潮使得枣树在在栽培前期大面积冻伤冻死。由于枣树遇到的环境危严重,对枣树的抗逆性品种的改良有了更急切的需求。基因工程改良作为林木作物遗传育种的有效手段,在农业科学研究上应用广泛。本研究以‘蜂蜜罐’枣胚培苗的不同外植体做为试验材料,通过农杆菌介导法将链接成功的CRY2A基因联合载体NPTⅡ基因转入枣的基因组织中去,获得含有Bt基因完整植株,为枣树抗虫新种质的选育之路开启了新的方式;此外,在‘灰枣’和‘冬枣’的叶片中扩增ZjCBF基因,构建ZjCBF基因超量表达载体,转化拟南芥,验证此基因在转基因拟南芥中的作用。主要试验结果如下:  1.‘蜂蜜罐’枣不同外植体转化Bt基因的研究  1、不同外植体的Bt基因的农杆菌介导的转化:采用‘蜂蜜罐’枣的六种(子叶、叶片、茎段、上胚轴、下胚轴和根)植物原材料研究,通过农杆菌介导Bt基因,从外植体伤口处细胞分化出愈伤组织,经过愈伤组织再分化不定芽,获得再生芽,记录每种外植体在不同时期的转化数据。结果发现:在WPM培养基里子叶,MS培养基里根的愈伤组织再生能力最好。根据再生芽的数量,可以看出:子叶和根比较容易形成不定芽,而下胚轴则不能分化出不定芽。  2、转化外植体的不同时期再生形态记录:六种外植体在进行农杆菌介导Bt基因的侵染后,筛选培养时期,观察外植体的不同生长时期生长发育状态,记录并保存不同时期的愈伤组织形态。可以看出:在WPM培养基里,两种外植体均在20d会出现少量愈伤组织,在30d时候愈伤组织大量产生,并伴随有不定芽的产生,在60d子叶不定芽数量比较多且生长健壮,叶片没有明显较大不定芽。在MS培养基里,外植体褐化比较严重,茎段、上胚轴和下胚轴均在30d出现少量愈伤组织,根部在20d愈伤组织萌发并萌发出不定芽,随着培养时间延长,60d只有根部出现生长健壮的不定芽,其他外植体没有分化出。  3、再生阳性芽Bt基因的分子检测:通过对再生芽叶片的PCR检测,获得含有目的基因的阳性芽,对其中呈阳性的不定芽进行不定根诱导,最终获得8株转Bt基因株系。  2.ZjCBF基因克隆及功能验证  1、枣ZjCBF基因克隆及生物信息学分析:提取‘灰枣’‘冬枣’叶片组织总RNA,通过反转录得到cDNA,以cDNA为模板扩增ZjCBF基因。扩增到一条含有232个氨基酸基因CDS区域全长为696bp的序列。以这个基因与其他19个不同物种的氨基酸同源性对比,发现都含有一条保守的结构域。并且根据同源性发现枣与山桑树、山麻黄的亲缘关系比较近。  2、35S∷ZjCBF超量载体构建及功能验证:根据扩增出来的基因,构建了35S∷ZjCBF过量表达载体,将载体转化农杆菌GV3101感受态细胞,并通过农杆菌蘸花法转化野生型拟南芥并获得T0代种子,经过PCR验证获得转基因拟南芥T0代。
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