转Harpin蛋白编码基因对油菜农艺性状及抗菌核病的影响

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由革兰氏阴性植物病原细菌产生的Harpins可以激发烟草过敏性细胞坏死(hvpersensitive cell death,HCD),诱导植物抗病、抗虫,促进植物生长。Harpins类激发子都具有相似的生化特征:富含甘氨酸(Gly),不含半胱氨酸(Cys),热稳定,对蛋白酶敏感。温室和田间实验表明,Harpins蛋白处理植物可以诱导对真菌、细菌、病毒、线虫等多种病原物的抵抗,提高植物的产量。此外,将harpin转化烟草,水稻,梨树,都能不同程度的提高转基因植株的抗性。因此,本研究旨在将编码harpin<,Xooc>的基因hrf2转化油菜,以期提高油菜的抗病性和产量。 hrf2基因来源于水稻细条斑菌Xanthomonas oryzae pv.oryzicola 菌株RS105,该基因含414 bp,其推测的产物Hrf2含138个氨基酸,分子量约为15.3×10<3>。hrf2基因编码的harpin<,Xooc>蛋白具有与其他Harpins蛋白类似的特征和功能。hrf2表达的蛋白质产物能够诱导植物抗病性、抗虫性和促进植物生长等有益效应。 本实验通过PCR方法,从水稻细条斑菌Xanthomonas oryzae pv.oryzicola菌株RS105中扩增出hrf2基因,将其克隆入植物表达载体pBI121,构建pBIl21::hrf2重组质粒。然后将hrf2基因及其启动子和终止子用Hind Ⅲ和EcoR Ⅰ从pBIl21::hrf2上切下后回收,连接到用这两个酶切过的转基因表达载体pCAMBIA1301上,构建成重组转基因载体pCAMBIA1301::hrf2。重组载体转化至大肠杆菌DH5α中,经酶切,测序验证后,通过冻融法转化根癌土壤杆菌LBA4404。菌落PCR和酶切检测后,挑选阳性克隆供转化油菜使用。 由根癌农杆菌LBA4404介导,将重组表达质粒pCAMBIA1301::hrf2转化甘蓝型油菜杨油4号子叶节,获得了抗潮霉素的再生转基因油菜植株。经PCR,Southem,RT-PCR和GUS染色检测证明hrf2基因已整合到油菜基因组中,并且能在转录水平正常表达。从转hrf2基因的油菜中提取的可溶性蛋白注射烟草能引起过敏反应。 在相同培养条件下,转基因油菜的株高、叶片大小与受体植株无明显差异,生长发育正常,无肉眼可见的HR。转基因油菜的花期略有推迟,结实率差异较大;所有转基因植株的每荚粒数均少于对照,但部分转基因植株的千粒重与对照相比显著增加。T1代油菜种子在含有hyg 50 mg/L的培养基上出现抗感分化。抗病性鉴定结果表明,转hrf2基因的油菜对油菜菌核病有较好的抗性。
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