利用BdID1基因创制矮秆抗倒伏小麦新材料

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laojiawolai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
小麦(Triticum aestivum L.)作为世界上最重要粮食作物之一,其生产直接关乎国家粮食安全与农业生产。倒伏作为限制小麦产量和籽粒品质的不利因素之一,威胁小麦的连续髙产和优质生产。INDETERMINATE DOMAIN(IDD)转录因子家族已被证实参与植物生长发育的多种途径。二穗短柄草(Brachypodium distachyon L.)Indeterminate1(BdID1)基因是IDD基因家族成员之一,实验室前期工作研究表明,在二穗短柄草中过表达BdID1基因后转基因株系出现矮化、早花的表型。鉴于二穗短柄草与小麦亲缘关系非常近,是需要春化的温带禾本科植物,BdID1基因在小麦中是否具有使株高降低和早花的功能有待进一步探究。故本研究克隆了BdID1基因的CDS序列,构建了p Ubi::BdID1过表达载体。利用农杆菌介导的遗传转化方法将p Ubi::BdID1过表达载体转化到小麦(Fielder)的幼胚中,获得过表达BdID1转基因阳性植株。通过对转基因阳性植株的株高、直径、壁厚、茎秆组织形态、木质素含量、抗折力等抗倒伏指标进行测定,评估转基因小麦的抗倒伏能力。同时对开花时间、有效分蘖数、穗长、籽粒大小等农艺性状进行统计与分析,希望为抗倒伏小麦培育工作提供理论基础。主要研究结果如下:(1)对BdID1基因进行生物信息学分析。BdID1(BRADI_3g26910)基因组序列全长为3056 bp,CDS序列长为1290 bp,共编码429个氨基酸,具有3个外显子,2个内含子。BdID1基因与禾本科中的玉米Zm ID1、水稻Os ID1、小麦Ta ID1基因具有较高同源性,但在拟南芥中未发现该基因的直系同源基因。BdID1基因启动子序列中含有与非生物胁迫、生长发育和植物激素相关的顺式作用元件,并且外源喷施赤霉素会抑制BdID1基因的表达。(2)成功克隆BdID1基因并构建过表达p Ubi::BdID1载体,利用农杆菌转化小麦Fielder幼胚,获得41棵T0代组培苗。经过PCR鉴定,最终鉴定到10株阳性转基因株系。实时荧光定量PCR结果显示,BdID1基因在T0代转基因苗中均得到不同程度的表达。(3)对野生型和过表达株系的株高进行统计分析。结果表明,与野生型Fielder小麦相比,过表达BdID1的转基因小麦植株出现较为明显的矮化表型。过表达BdID1基因并不影响植株的茎节个数,它的降秆效应主要是通过降低植株茎节长度来实现的。过表达BdID1转基因株系五个节间都发生不同程度的降低,以穗下节间最为明显。各个茎节的降低能力依次为穗下节间>倒二节间>倒三节间>倒五节间>倒四节间。(4)以过表达BdID1转基因小麦株系和野生型小麦抽穗期的基部第2节间为实验材料,进行石蜡切片实验,分析其茎节的细胞组织形态差异。结果显示:与野生型相比,过表达BdID1转基因小麦的内壁厚度、维管束面积显著提高,但茎秆的直径和维管束个数并无差异。过表达BdID1提高了小麦茎杆木质素含量并且提高了木质素合成相关基因的表达。进一步实验表明过表达株系在抽穗期、乳熟期及蜡熟期的茎秆基部第二节间的抗折力和抗倒伏指数均有所提高。(5)对开花时间和与产量相关的农艺性状进行统计。转基因植株的开花时间较野生型小麦相比显著提前,提前了11-14天左右,这大大减短了小麦的生育周期。对产量相关的农艺性状进行分析,结果表明,虽然过表达BdID1基因对小麦籽粒大小没有显著影响。但是过表达BdID1基因使小麦的有效分蘖数、穗长、主茎小穗数减少。
其他文献
农村金融是中国金融体系中的重要组成部分,农村金融在“三农”领域的资金支持有力的推动了农村经济不断向前发展,助力乡村振兴战略的实现。FCMF村镇银行立足于FC市农业发展,基于外部评价的授信方式面向农户推出了“阳光信贷”业务,最大化地考量了农户的授信额度,并且在个人信用额度范围实行信用贷款方式,有助于缓解农户与农村金融机构之间的信息不对称问题,在一定程度上缓解了农户担保难、抵押难问题,提高了农户的信贷
学位
一直以来中国都是传统的农业国家,却算不上农业强国,相比于其他欧美发达国家,农业发展一直处在弱势地位。为此,党和国家发布了一系列农业政策措施来扶持农业农村发展。其中,涉农税收优惠政策就是一种重要的农业扶持手段。涉农税收优惠政策主要包括增值税、城建税,企业所得税等。1994年税制改革后,增值税逐步成为中国税制组成的最重要部分,增值税的收入在税收总收入中占比较大。因此本文选择对农产品增值税优惠政策的执行
学位
红平菇(Pleurotus djamor)作为一种珍惜蕈菌,具有优良的营养价值,其主要成分多糖也被证实具有多种生理活性,如抗氧化、抗衰老、抗癌等。但目前市面上的红平菇产品多为初级加工产品,因此开发一种深加工产品极为迫切。本课题确定了液体培养基中乙酸锌的适宜添加量和红平菇锌多糖(Pleurotus djamor zinc polysaccharide,PZP)最佳提取参数,优化了红平菇锌多糖咀嚼片(
学位
甜樱桃是我国北方落叶果树中果实成熟最早的树种,国内种植面积和产量都位居世界第一。甜樱桃砧木的选择在很大程度上决定了甜樱桃栽培的成败,砧木不仅影响甜樱桃产量和品质,还影响其适应性和抗逆性。与苹果等其他果树相比,甜樱桃砧木遗传转化条件苛刻,转化效率极低。迄今为止,甜樱桃砧木外植体再生系统方面的研究较少,急待建立高效、稳定的再生转化体系。本试验以目前广泛栽培应用的三倍体甜樱桃矮化砧木“吉塞拉6号”和新品
学位
马铃薯,是仅次于水稻、玉米和小麦的全球第四大粮食作物,在中国人民脱贫致富以及中国粮食产业增收中起着重要作用。然而,马铃薯疮痂病(Potato Common Scab,PCS)日益严重,在中国马铃薯几大产区的危害逐年上升,引起马铃薯外观、品质下降,导致马铃薯经济收益受到严重影响。黑龙江省作为北方马铃薯的主产区之一,马铃薯疮痂病发病情况尤为严重,目前仍然没有有效防治马铃薯疮痂病的措施,因此亟需一种绿色
学位
盐胁迫是作物生产中主要的非生物制约因素之一,严重威胁着粮食安全。盐碱地的开发和利用为解决粮食危机、保障粮食安全提供了新的思路。为了挖掘水稻耐盐基因,培育高耐盐水稻新品种,本研究以日本晴为轮回亲本,高耐盐水稻种质资源海稻86为供体亲本构建染色体片段代换系,通过对代换系进行不同发育时期耐盐性鉴定,挖掘新的耐盐基因或QTLs,并对鉴定到的耐盐基因或QTL开发分子标记。本研究结果为解析水稻耐盐的分子机制、
学位
斑翅果蝇(Drosophila suzukii Matsumura)是一种原产于东南亚的农业害虫,具有强大的繁殖力和生存能力。在过去的几十年里,这种害虫已经扩大了侵染范围,影响到世界各地主要的水果产区,造成巨大经济损失。由于现阶段防控措施严重依赖杀虫剂,已超过农药最大残留限量且影响作物产出,所以必须采用害虫综合管理策略以减少化学药品的投入。新兴的基因防控可以有效抑制野生种群发展,而且毛锤角细蜂(T
学位
牛蒡作为一种药食同源的草本植物,营养和药用价值高,开发前景广阔。目前市售牛蒡茶产品普遍存在热水冲泡时可溶性营养成分浸出少,颜色寡淡,风味不佳等问题,因此,难以满足消费者的需求。本研究选择牛蒡干切片为原料,通过酶解和发酵两种工艺对其进行深加工,研制速溶牛蒡茶和发酵牛蒡茶。复合酶解法研制速溶牛蒡茶。采用复合酶法水解牛蒡,优化酶解工艺,提高牛蒡酶解物得率;同时,对速溶牛蒡茶的配方进行优化,对营养成分、抗
学位
虎皮病是苹果和梨果实在低温储藏后期常见的一种生理性病害,感染虎皮病的果实不仅外观受损,还会受到更多病菌的侵害而腐烂,从而造成严重的经济损失。研究虎皮病的发病机理及防治措施研究具有重要的现实意义。目前为了防治虎皮病使用化学药物有1-甲基环丙烯(1-MCP)和二苯胺(DPA)等,但是化学方法对安全会产生影响,寻找无危害且有效的处理方式成为国内外研究的热点。UV-B可以增加植物类黄酮含量和抗氧化性能,而
学位
植物内生菌是以良性寄生或共生的方式存在于植物组织中的一种特境微生物,具有协助植物抵御疾病、诱导植物抗逆的重要功能,也是生物活性物质的重要来源。本研究对药用植物艾草的内生真菌进行了分离纯化和多样性研究,并对一株具有较好生物活性的内生真菌的次级代谢产物进行分离、纯化、鉴定及活性研究。具体结果如下:(1)采用组织分离法从艾草中分离得到了26株内生真菌,命名为AC1-AC26,经ITS序列测定,26株菌株
学位