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20世纪80年代以来,以转基因技术为代表的植物基因工程技术的广泛应用为植物的遗传改良开拓了广阔的前景。传统的转基因植物绝大多数是通过单个目的基因的遗传转化而获得的。长期以来,培育具有多种优良品质,如高产、优质、高抗、多抗或具备其他生产上有用的特性的作物品种一直是科学家进行植物遗传改良的共同愿望。为此,多基因组装与转化技术便应运而生,以便将多个目的基因导入到植物基因组中并在植物中进行表达。其策略之一即为构建多基因植物表达载体。在大力发展农业基因工程的同时,用以有效筛选转基因植物的选择标记基因(如抗生素抗性基因,除草剂抗性基因等)的使用却引发了人们对转基因植物安全性的隐忧。因此,培育具有安全选择标记基因或无选择标记基因的转基因植物已成为基因工程亟待解决的问题。其中双T-DNA系统是实现筛选完成后选择标记基因删除的一种简便可行的策略。本研究以质粒pCAMBIA1300为骨架,利用DNA重组技术,构建了一个多基因双T-DNA植物表达载体:2T-bbgdD。该载体含有两个T-DNA区:第一个T-DNA区含有CaMV35S启动子启动的抗性基因DREB1A、hsp热诱导启动子启动的抗性基因Na+依赖性Pi转运体基因(简称为d5基因)和CaMV35S启动子启动的报告基因gfp;第二个T-DNA区含有玉米泛素ubiquitin基因启动子启动的抗性基因betA和花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S promoter)启动的抗除草剂基因bar。通过酶切鉴定,证明构建的植物表达载体与预期设计的一致。利用农杆菌介导法将该载体转入模式植物拟南芥中,通过对T1代转基因植株进行PCR检测,证明这两个T-DNA区内的五个基因(第一个T-DNA区内的三个目的基因和第二个T-DNA区内的两个目的基因)及其各自的调控元件能共整合进T1代转基因拟南芥的基因组中。对于不同的多基因共转化的T1代转基因拟南芥株系,由于T-DNA区插入方式各异,因此在T2代转基因植株中,两个T-DNA区既可能由于连锁遗传而共整合进同一转基因植株的基因组中,从而实现多基因的共转化;也可能由于发生分离而分别整合进不同的转基因植株的基因组中,从而实现选择标记基因与另一个T-DNA区所含的三个基因的分离。T2代转基因植株的PCR检测结果显示:利用农杆菌介导法将该载体转化拟南芥,既可获得多基因共转化的T2代转基因拟南芥纯系,也可筛选到去除选择标记基因(bar基因)的T2代转基因拟南芥。通过模式植物的遗传转化研究,表明将本工作构建的多基因双T-DNA植物表达载体转入植物是一种行之有效的策略。因此,可进一步将该表达载体用于农作物的遗传转化,并通过简便的GFP检测与草丁膦筛选,从转基因农作物后代中筛选出多基因共转化的农作物(高抗的农作物)或去除选择标记基因的安全的转基因作物。