论文部分内容阅读
辣椒是一种重要的蔬菜作物和调味品。但由于各种病害的危害,辣椒的产量和品质受到严重的影响。因此提高其抗病性一直是十分重要的研究课题。目前辣椒疫病、疮痂病、炭疽病等病害主要通过化学方法防治,费时费力而且污染环境。对于病毒病却没有一种很有效的药物可以防治。最好的解决方法是选育抗病品种,其中基因工程是一种较好的方法。当前在抗病育种研究中,多是采用导入单一基因如prpl-1基因、病毒的外壳蛋白基因等,由此获得的转基因植株,抗病毒谱很窄,且抗性不是很强。所以有必要寻找具有广谱抗性的新方法。转录因子的出现为抗性育种提供了一条崭新而有效的途径。番茄抗病转录因子Pti4基因蛋白质产物超表达时,启动子区域含有GCC-box或类似GCC-box序列的PR基因会显著表达,也就是说通过导入外源Pti4能够激活大量的PR基因的表达,可使转基因植物的综合抗病能力提高。
本实验根据前人经验,优化辣椒的再生体系,并在此基础上将Pti4基因通过农杆菌介导导入其中,获得了转基因植株,分子生物学方法和人工接种鉴定法都证明,该基因已经整合到辣椒基因组中,并得到了表达,转基因植株对病害的抗性明显增强。具体结果如下。
1.辣椒再生体系及遗传转化取真叶尚未长出时的无菌辣椒小苗制备Flamingo-bill外植体,在预培养基(MS+6-BA2.0mg/L+IAA0.2mg/L+AS100mg/L+AgNO3 2.0mg/L(pH5.8)+3%蔗糖+7.0g/L琼脂粉)上暗培养2~3d;在OD600值为0.4~0.8的菌液中浸染12min,黑暗中共培养(同预培养基)2d;然后在抑菌培养基(预培养基+Cef 200mg/L)上培养7d,再在筛选分化培养基MS+ZT 1.0mg/L+IAA0.2mg/L+Cef 200mg/L+Km 100mg/L+AgNO3 2.0mg/L+3%蔗糖+7.0g/L琼脂粉(pH5.8)上培养,每两周继代一次;获得抗性芽后转入选择伸长培养基MS+ZT1.0mg/L+IAA 0.2mg/L+Cef 200mg/L+Km 100mg/L+AgNO3 2.0 mg/L+GA32.0mg/L+3%蔗糖+7.0g/L琼脂粉(pH5.8)中伸长,伸长的芽在生根培养基MS+NAA0.2mg/L+IAA0.1mg/L+Km 30mg/L+3%蔗糖+7.0g/L琼脂粉(pH5.8)中诱导生根。A、B和D 3个材料都获得了一定数量的经卡那霉素筛选的抗性苗。
2.转化植株的分子生物学检测根据NPTⅡ基因设计引物,进行PCR扩增,阳性农杆菌和部分转化植株出现特异性条带,非转化植株则没有。回收该PCR产物制成探针,对PCR阳性植株进行Southern杂交分析,阳性对照和转化植株出现大小一致的特异杂交带(599bp),而非转化植株无特异杂交带。结果表明NPTⅡ基因已被整合到辣椒的基因组中。由于Pti4基因与NPT Ⅱ基因紧密连锁同处于T-DNA区,因此推断Pti4基因成功整合到辣椒基因组上。
3.转基因植株人工接种抗病性鉴定将TMV、CMV、辣椒疫病、疮痂病、炭疽病接种到辣椒植株上,设置非转化植株作为阴性对照。调查结果显示,摩擦接种TMV、CMV后少部分接种TMV的转化植株,叶片出现褪绿斑点或轻花叶现象,15株转化植株中有8株接种病毒后没有出现症状,病情指数为16.0,群体表现出中性抗病。非转基因植株接种TMV时表现轻度感病;CMV接种后在接种叶上没有观察到发病症状,阴性对照与转化植株没有明显的差异;接种辣椒疫病和疮痂病后抗病性调查发现,转化植株对抵抗病害有不同程度的提高;接种辣椒炭疽病时不论是转化植株还是对照株都没发现明显的染病迹象。结果说明转化抗病转录因子Pti4到辣椒基因组中,提高了辣椒植株对TMV、疫病、疮痂病的抗性;选用辣椒材料可能对CMV、炭疽病高抗,或其他原因有待于进一步研究。