外源基因定向插入甘藍(lán)型油菜C基因組的研究.pdf

1、轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)型油菜的環(huán)境釋放導(dǎo)致外源基因擴(kuò)散到其野生近緣種形成超級(jí)雜草已引起人們廣泛關(guān)注。加拿大已經(jīng)在野生白菜種群中發(fā)現(xiàn)了抗除草劑外源基因。因此，轉(zhuǎn)基因油菜的生態(tài)安全研究重點(diǎn)應(yīng)在降低轉(zhuǎn)基因向其近緣種擴(kuò)散的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)上，而降低外源基因向A或AB基因組物種擴(kuò)散的幾率是解決轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)型油菜生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)蕓薹屬物種間相互雜交的細(xì)胞遺傳學(xué)研究成果，甘藍(lán)型油菜與白菜和芥菜類(lèi)植物間有同源的A基因組，但無(wú)同源的C基因組染色體。因此，甘白或甘芥

2、雜種在與B.rapa或Bjuncea回交或自交時(shí)，在染色體重組過(guò)程中C染色體由于沒(méi)有與其同源的染色體配對(duì)而很容易丟失，即當(dāng)外源基因位于甘藍(lán)型油菜C染色體上時(shí)基因擴(kuò)散的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可能小。 本研究通過(guò)將bar基因轉(zhuǎn)入芥藍(lán)(CC)基因組中，以轉(zhuǎn)基因芥藍(lán)(CC，2n=18)與非轉(zhuǎn)基因白菜(AA，2n=20)正反交，以人工合成不同胞質(zhì)甘藍(lán)型油菜(AACC，2n=38)的方式，獲得C基因組轉(zhuǎn)bar基因甘藍(lán)型油菜。并對(duì)獲得的C基因組轉(zhuǎn)bar基因

3、甘藍(lán)型油菜進(jìn)行了分子生物學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、轉(zhuǎn)基因遺傳、花粉育性及農(nóng)藝性狀等研究。主要研究結(jié)果如下： 1.通過(guò)對(duì)影響芥藍(lán)遺傳轉(zhuǎn)化的各個(gè)條件，如再生體系、外植體種類(lèi)、農(nóng)桿菌菌液濃度及共培養(yǎng)時(shí)間等參數(shù)的優(yōu)化研究，建立了高效的農(nóng)桿菌介導(dǎo)的芥藍(lán)遺傳轉(zhuǎn)化體系，以子葉為外植體的最高轉(zhuǎn)化頻率達(dá)到了8.48％，以下胚軸為外植體的最高轉(zhuǎn)化頻率為7.17％。 2.通過(guò)白菜和轉(zhuǎn)bar基因芥藍(lán)的正反交，利用子房培養(yǎng)和胚培養(yǎng)的方法人工合成了分別具有白

4、菜和甘藍(lán)細(xì)胞質(zhì)的C基因組轉(zhuǎn)bar基因甘藍(lán)型油菜，建立了不同胞質(zhì)人工合成甘藍(lán)型油菜的胚培養(yǎng)體系。以白菜為母本的正交共獲得75個(gè)人工合成油菜株系，雜種苗誘導(dǎo)率(HPR)為2.32％；反交獲4個(gè)株系，雜種苗誘導(dǎo)率(HPR)為1.16％。 3.PCR、PCR-Southemblot和PPT抗性檢測(cè)結(jié)果表明，有31個(gè)株系是轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性株系；對(duì)轉(zhuǎn)基因芥藍(lán)及人工合成油菜進(jìn)行基因組Southernblot的比較結(jié)果表明，C基因組上的外源基因在人工

5、合成油菜中未發(fā)生改變，即位于人工合成的甘藍(lán)型油菜C基因組上。 4.對(duì)人工合成的甘藍(lán)型油菜減數(shù)分裂行為觀察結(jié)果表明，A、C2個(gè)染色體組在甘藍(lán)型油菜細(xì)胞內(nèi)保持獨(dú)立，在減數(shù)分裂前期Ⅰ表現(xiàn)分裂速度存在差異，在后期Ⅰ，末期Ⅰ以及第二次減數(shù)分裂過(guò)程中很少出現(xiàn)染色體的異常配對(duì)現(xiàn)象。而人工合成油菜最初幾代的染色體結(jié)構(gòu)變化可能更多的來(lái)源于基因組內(nèi)部的易位和重組。 5.C基因組轉(zhuǎn)bar基因甘藍(lán)型油菜中的外源基因向白菜和芥菜擴(kuò)散規(guī)律研究初步結(jié)