论文部分内容阅读
近年来发展起来的不依赖植物组织培养的遗传转化方法,具有简便、快速、易操作等优点。桑树作为我国的乡土树种,是一种重要的生态经济林木。目前,桑树仍缺乏成熟稳定的再生体系,探索建立不依赖组织培养再生体系的桑树转基因方法对其基因功能研究具有重要意义。本研究采用纳米介导植物转基因技术和病毒诱导基因沉默(VIGS)技术对桑树进行了遗传转化的探索,获得的主要研究结果如下:1、花粉磁转染法在桑树中的初探用冷冻扫描电镜观察了桑树花粉的花粉粒结构,发现桑树花粉有1个花粉萌发孔,具备进行花粉磁转染的前提条件。为提高花粉磁转染的授粉效率,采用单一因素实验优化了桑树花粉离体培养基。构建超表达的融合棉花花青素合成通路转录因子PAP1和TT8的植物表达载体GhPAP1,经花粉磁转染获得554颗桑种子。种子萌发并长成桑苗后,未能在桑苗叶片中观察到预期的红色表型,进一步对桑树叶片进行GUS染色,叶片未能染出蓝色。构建编辑桑树八氢番茄红素去饱和酶(PDS)基因的植物基因表达载体Cas9-MaPDS,经花粉磁转染获得1031颗桑种子。种子萌发并长成桑苗后,未能在桑苗叶片中观察到预期的光漂白表型,进一步通过PCR检测桑树叶片,初步获得2株mCherry阳性桑苗。2、桑花叶型萎缩病相关病毒MMDaV对桑树的侵染能力在易感材料豇豆中接种桑树双生病毒MMDaV,豇豆叶片一周后出现明显病症,进一步通过PCR检测结果表明,MMDaV对植物具有侵染能力并且能在植株细胞间移动。在垂桑中分别用OD600值为1.0,1.5,2.0的农杆菌菌液进行了接种,结果表明农杆菌菌液OD600=1.0时,MMDaV对桑树的侵染率最高并且不会产生毒害作用。在12个桑树资源中接种了MMDaV,两周后,与野生型相比,被侵染的桑树没有表现出典型的MMDaV感染病症,但PCR检测真叶的结果表明,12个桑树资源均能被MMDaV侵染,各桑树资源的侵染率为31%-83%。从12个桑树资源中选择7个桑树资源进行了进一步侵染实验,结果表明,MMDaV对各桑树资源的侵染能力虽然有差异,但在不同组别实验间侵染能力差异具有不稳定性。3、利用MMDaV和2m DNA1沉默载体进行基因功能研究在豇豆中混合接种MMDaV和2mDNA1,豇豆叶片产生褐色病斑,而单独接种2mDNA1则与野生型表型一致。选择7个桑树资源进行了MMDaV和2mDNA1混合接种,两周后,被侵染的桑树没有表现出典型的MMDaV感染病症,各桑树资源的侵染率为67%-87%,高于单独接种MMDaV的侵染率。为了研究MMDaV作为VIGS载体的功能,构建MaPDS基因沉默载体2mDNA1-PDS,与MMDaV混合接种于5个桑树资源的子叶,各桑树资源的侵染率为33%-70%。此外,在被侵染桑苗的第1和2片真叶中观察到MaPDS基因沉默的表型,进一步通过RT-PCR和qRT-PCR检测表明PDS基因明显下调表达。本研究为桑树不依赖组织培养遗传转化系统的研究提供了初步数据。