利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗病番茄新品系.pdf

1、番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，富含維生素 C和多種微量元素，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，在我國(guó)大面積栽培。它既可作為蔬菜，又可作為水果食用，還可加工成番茄醬、番茄汁等罐制品，出口創(chuàng)匯，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)好壞將直接影響到農(nóng)業(yè)和食品業(yè)的發(fā)展，因此，提高番茄產(chǎn)量，改善番茄品質(zhì)對(duì)我省、我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。然而，在番茄的生長(zhǎng)過程中，病蟲害問題依然較為突出。目前影響番茄的真菌病害

2、主要是番茄早疫病、晚疫病、葉霉病、灰霉病、鐮刀枯萎病、臍腐病等。這些病害常常發(fā)生于番茄的苗期至成株期的各個(gè)階段，危害番茄的根、莖、葉、花、果等器官，嚴(yán)重影響了番茄的生長(zhǎng)，破壞了番茄的品質(zhì)，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)遭受重大損失。目前防治作物真菌病害的主要方法還是噴灑化學(xué)農(nóng)藥，然而這一方法最終將導(dǎo)致病原菌抗藥性增強(qiáng)，并且殘留的農(nóng)藥又造成了環(huán)境污染，危害人類健康。
　　幾丁質(zhì)酶對(duì)細(xì)胞壁中含有幾丁質(zhì)的真菌有抑制作用。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，很多動(dòng)物、植物、微生物都可

3、產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶。隨著對(duì)幾丁質(zhì)酶的深入研究，幾丁質(zhì)酶在植物抗病基因工程中的應(yīng)用也被廣泛開展起來。本研究的目的是利用從木霉中克隆的新型幾丁質(zhì)酶基因和從煙草中克隆的?-葡聚糖酶基因，通過基因工程方法，將這兩種抗病基因?qū)敕?，培育出抗病的番茄新種質(zhì)或新品系。該項(xiàng)目將首先探索番茄再生體系和相關(guān)技術(shù)，為番茄細(xì)胞工程和基因工程研究奠定理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。研究結(jié)果將有助于解決當(dāng)前嚴(yán)重的番茄病害問題，有利于提高番茄產(chǎn)量，改善番茄品質(zhì)，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)以及食品

4、行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。獲得的轉(zhuǎn)基因番茄具有較強(qiáng)的抗病能力，可顯著減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，減少番茄種植中的人力、物力、財(cái)力，降低生產(chǎn)成本。由于可減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人類健康的危害，研究結(jié)果將有利于環(huán)境保護(hù)。因此，該項(xiàng)研究將具有較好的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　針對(duì)山東番茄種植情況，通過對(duì)幾個(gè)主栽番茄品種的深入研究，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)路線，完成了以下工作:
　　1、對(duì)山東幾個(gè)主栽番茄品種進(jìn)行組織培養(yǎng)，確定出2種

5、子葉再生能力強(qiáng)的番茄品種番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，富含維生素C和多種微量元素，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，在我國(guó)大面積栽培。它既可作為蔬菜，又可作為水果食用，還可加工成番茄醬、番茄汁等罐制品，出口創(chuàng)匯，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)好壞將直接影響到農(nóng)業(yè)和食品業(yè)的發(fā)展，因此，提高番茄產(chǎn)量，改善番茄品質(zhì)對(duì)我省、我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。然而，在番茄的生長(zhǎng)過程中，病蟲害問題依然較為突出。

6、目前影響番茄的真菌病害主要是番茄早疫病、晚疫病、葉霉病、灰霉病、鐮刀枯萎病、臍腐病等。這些病害常常發(fā)生于番茄的苗期至成株期的各個(gè)階段，危害番茄的根、莖、葉、花、果等器官，嚴(yán)重影響了番茄的生長(zhǎng)，破壞了番茄的品質(zhì)，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)遭受重大損失。目前防治作物真菌病害的主要方法還是噴灑化學(xué)農(nóng)藥，然而這一方法最終將導(dǎo)致病原菌抗藥性增強(qiáng)，并且殘留的農(nóng)藥又造成了環(huán)境污染，危害人類健康。
　　幾丁質(zhì)酶對(duì)細(xì)胞壁中含有幾丁質(zhì)的真菌有抑制作用?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，很多

7、動(dòng)物、植物、微生物都可產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶。隨著對(duì)幾丁質(zhì)酶的深入研究，幾丁質(zhì)酶在植物抗病基因工程中的應(yīng)用也被廣泛開展起來。本研究的目的是利用從木霉中克隆的新型幾丁質(zhì)酶基因和從煙草中克隆的?-葡聚糖酶基因，通過基因工程方法，將這兩種抗病基因?qū)敕?，培育出抗病的番茄新種質(zhì)或新品系。該項(xiàng)目將首先探索番茄再生體系和相關(guān)技術(shù)，為番茄細(xì)胞工程和基因工程研究奠定理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。研究結(jié)果將有助于解決當(dāng)前嚴(yán)重的番茄病害問題，有利于提高番茄產(chǎn)量，改善番茄品質(zhì)

8、，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)以及食品行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。獲得的轉(zhuǎn)基因番茄具有較強(qiáng)的抗病能力，可顯著減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，減少番茄種植中的人力、物力、財(cái)力，降低生產(chǎn)成本。由于可減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人類健康的危害，研究結(jié)果將有利于環(huán)境保護(hù)。因此，該項(xiàng)研究將具有較好的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　針對(duì)山東番茄種植情況，通過對(duì)幾個(gè)主栽番茄品種的深入研究，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)路線，完成了以下工作:
　　1、對(duì)山東幾個(gè)主栽番茄品種進(jìn)

9、行組織培養(yǎng)，確定出2種子葉再生能力強(qiáng)的番茄品種
　　2、利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將外源抗病基因?qū)敕炎尤~，篩選轉(zhuǎn)化愈傷組織；
　　3、通過子葉再生獲得轉(zhuǎn)基因植株，并進(jìn)行轉(zhuǎn)基因植株的PCR檢測(cè)和Southern雜交檢測(cè)。
　　4、對(duì)獲得的轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行抗病測(cè)驗(yàn)和篩選，得到高抗病的番茄新品系。
　　在完成上述工作的過程中，本文著重在以下三點(diǎn)進(jìn)行了創(chuàng)新性研究:
　　1、研究了11個(gè)山東主栽番茄品種的組織培養(yǎng)和植株再生技

10、術(shù)，鑒定出兩個(gè)再生能力很強(qiáng)的品種。
　　2、將兩個(gè)抗真菌病害的基因同時(shí)導(dǎo)入番茄，獲得了增強(qiáng)抗病性的轉(zhuǎn)基因番茄植株株系。
　　3、總結(jié)出一套番茄再生和轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為進(jìn)一步開展番茄細(xì)胞工程和基因工程研究提供了基礎(chǔ)。
　　細(xì)胞工程育種是一種重要的育種手段，是其它生物技術(shù)難以替代的，還應(yīng)該繼續(xù)開展。本研究針對(duì)11個(gè)番茄品種，或者說11個(gè)不同的基因型，進(jìn)行了它們的組織培養(yǎng)和植株再生的研究，探索了高頻再生方法系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)不同品種