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抗菌肽Antimicrobial peptides, AMPs具有广谱杀菌作用和不易引起病原微生物产生耐药性等优点,可以显著提高动植物的抗病能力。本研究利用双 T-DNA载体系统将中国对虾抗菌肽基因DP3和选择标记基因HPT导入到水稻恢复系明恢86中,以期获得不含筛选标记,抗病性显著增强的转抗菌肽基因水稻。 前期工作中我们通过农杆菌介导的遗传转化方法转化共获得了110个T0代转基因植株。本研究分析了外源基因DP3和潮霉素抗性基因HPT在T1代转基因植株中的分离情况,获得了只含目的基因不含筛选标记的转基因植株;检测了部分转DP3基因植株对白叶枯病和纹枯病的抗病能力。最终获得无选择标记的抗病转DP3基因水稻。主要研究结果如下: 1.植物双T-DNA表达载体dph3转化水稻明恢86,获得110株T0代转DP3基因植株。对所有 T1代转基因株系进行潮霉素抗性检测,结果显示,有97个株系出现抗性和敏感分离,占总株系的88.2%,其中78个株系符合3:1或15:1的分离比,19个株系不符合孟德尔分离定律。另外,还有13个株系所有植株均对潮霉素敏感,占总株系的11.8%。 2.对10个潮霉素抗感符合分离定律的转基因株系进行单株 PCR检测,统计分析选择标记基因HPT和目的基因DP3在T1代的遗传规律。结果显示,两个基因在3个株系中自由组合,4个株系出现连锁。另外2个株系中的DP3基因不符合孟德尔的遗传分离定律,1个株系没检测到目的基因DP3。在468个检测单株中筛选出31个无选择标记的转基因植株,约占总样本的6.6%。 3. T1代转基因植株RT-PCR检测表明,抗菌肽基因DP3在mRNA水平上得到表达。DP3在株系E46中的表达量高于其他株系。 4.抗病检测表明,用白叶枯病小种PXO86、PXO99和纹枯病小种GD-118、C-30对转基因株系进行接种。与阴性对照相比,无选择标记转基因阳性植株对水稻白叶枯病和纹枯病的抗性明显增强。无标记转基因阳性植株的白叶枯病的病斑比值较为稳定,一般在20%以内,纹枯病病斑高度均在倒4叶以下,而阴性对照的白叶枯病病斑比值在1%~40%之间波动,纹枯病病斑高度达到倒2叶,甚至出现感病致残的情况。