论文部分内容阅读
菠萝(Ananas comosus)是深受人们喜爱的热带、亚热带四大水果之一。由于用种子繁殖容易产生变异,目前生产上多采用无性繁殖。自上世纪70年代组织培养技术开始应用于菠萝以来,菠萝组培再生技术得到了极大发展,菠萝工厂化育苗效率得以大幅提高。转基因技术的发展为培育新的作物品种提供了新的途径,但在菠萝基因工程育种上,菠萝遗传转化效率低下成为制约菠萝基因工程育种的瓶颈,自Sripaoraya等(2001)首次报道得到抗除草剂转基因菠萝植株以来,该领域的研究进展甚为缓慢。 本论文建立了台农16号菠萝的再生和遗传转化体系,并将有望能提高菠萝附加值的白藜芦醇合成酶基因导入该品种,获得了相应的转基因植株。白藜芦醇(Resveratrol,RES)是一种存在于葡萄、花生等少数关联不强的植物的多酚类次生代谢产物,在植物、微生物相互作用中发挥重要的作用。它是由一分子香豆酰-CoA(coumaroyl-CoA)和三分子丙二酰-CoA(malonyl-CoA)在白藜芦醇合成酶(Resveratrol synthase, RS)的催化下缩合而成。RES还具有一些重要的生物生理活性,如抗氧化活性、植物雌激素活性等,是一种对人类健康具有重要意义的化合物,在临床上常用于抑癌、抗炎症,预防及治疗高血压、动脉硬化、骨质增生、更年期综合症等。 RS虽只存在于有RES合成的植物中,但其2种底物广泛存在于各种植物中,且只需一步反应即可合成RES,因此将RS基因导入异源植物使之表达,从而使该植物获得合成RES的能力具有很高的可行性。RS基因在异源植物中表达,一方面有望增强植物抗菌、抗逆境胁迫的能力,另一方面可有效改善植物的品质,提高其附加值。此外,还可以以植物为生物反应器生产RES,为RES产业提供新的原料来源。 本论文通过丛生芽以及愈伤组织诱导两条途径建立并优化了台农16号菠萝的再生体系,确定培养基pH值为4的液体培养为丛生芽扩繁的最佳条件;愈伤组织途径中,菠萝无菌苗叶片诱导愈伤的最佳培养基为,MS培养基添加2.0mg/l 2,4-D、1.5mg/l6-BA及0.1mg/l NAA;叶片外植体的最佳苗龄为7-8周。 本研究构建了分别以潮霉素抗性和ppt抗性为选择标记的RS基因的高效植物表达载体pC1PRS和pC3PRS。利用农杆菌介导法、基因枪介导法以及超声波介导法导入台农16号菠萝。其中,只有基因枪介导法获得了抗性植株。本研究进一步探讨了基因枪介导法中的各个因素对转化效率的影响。确定叶片外植体的最佳预培养时间为8d;叶片外植体的最佳高渗处理时间为轰击前2h,而丛生芽外植体的最佳高渗处理时间为轰击前9h;最优的轰击次数为每皿外植体轰击两次。 经PCR分析检测表明6株抗性苗为阳性植株,说明RS基因已整合到菠萝基因组中。RT-PCR分析检测表明有2株菠萝已在RNA水平表达了RS基因。