轉(zhuǎn)Bt基因水稻選育研究.pdf

1、水稻作為世界上最重要糧食作物之一，能否安全生產(chǎn)將嚴(yán)重影響到世界的糧食安全和人們的生活穩(wěn)定。長(zhǎng)期以來(lái)，水稻病、蟲害一直是影響水稻生產(chǎn)和糧食安全的重要限制因素。水稻螟蟲作為水稻生產(chǎn)危害最嚴(yán)重的蟲害之一，一直是水稻科研中備受關(guān)注的課題。然而，目前防治螟蟲的主要措施是噴施化學(xué)農(nóng)藥，但這不僅增加了水稻生產(chǎn)成本，而且造成了環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留等問(wèn)題，嚴(yán)重影響著人們的身體健康和生態(tài)安全。此外，在水稻抗蟲育種實(shí)踐中至今尚未找到有效控制螟蟲蟲害的抗性基因的

2、水稻種質(zhì)資源。因此，通過(guò)外源基因轉(zhuǎn)化培育抗蟲水稻是解決上述問(wèn)題的最有效途徑。 本研究通過(guò)構(gòu)建雙元表達(dá)載體，將蘇云金桿菌(Bt)殺蟲蛋白基因連入pCAMBIA1300雙元表達(dá)載體，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法和基因槍分別進(jìn)行水稻轉(zhuǎn)化，獲得轉(zhuǎn)Bt蛋白基因水稻，并對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行田間抗性鑒定后，采用系統(tǒng)選育的方法獲得高代穩(wěn)定遺傳、農(nóng)藝形狀優(yōu)良的株系材料。為了進(jìn)一步將這些抗蟲材料用于育種實(shí)踐，創(chuàng)制抗蟲抗病的多抗水稻新種質(zhì)資源，我們采用雜交轉(zhuǎn)育的方法

3、，將Bt蛋白基因轉(zhuǎn)育至一些抗蟲性狀不佳的秈稻品種中，以期獲得一些農(nóng)藝性狀優(yōu)良、既抗蟲又抗病的基因聚合新種質(zhì)材料。本研究主要結(jié)果如下： 1．以TP309為轉(zhuǎn)化材料，通過(guò)農(nóng)桿菌和基因槍介導(dǎo)法進(jìn)行轉(zhuǎn)化，獲得60株農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻和20株基因槍轉(zhuǎn)化苗，對(duì)其中53個(gè)獨(dú)立株系作Bt殺蟲蛋白基因的PCR檢測(cè)結(jié)果表明：含有完整Bt基因的有41株，占77.3％。其中農(nóng)桿菌法轉(zhuǎn)化得到的35株植株中陽(yáng)性的有30株，占87.5％，基因槍法轉(zhuǎn)化得到的18株

4、中有11株呈陽(yáng)性，占61.1％。 2．轉(zhuǎn)基因水稻田間抗蟲鑒定結(jié)果表明：T1代株系間表現(xiàn)出抗性級(jí)別差異，部分出現(xiàn)高抗，部分感蟲，其中農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的植株抗蟲性比較好，高抗單株出現(xiàn)的頻率較高；基因槍轉(zhuǎn)化的抗蟲單株抗蟲性不理想，到T2代就完全喪失抗性。ELISA檢測(cè)部分農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化抗蟲株系CrylAc殺蟲蛋白結(jié)果表明CrylAc殺蟲蛋白都得到了表達(dá)，其含量無(wú)大差異。 3．經(jīng)過(guò)6世代三年的人工接種抗蟲篩選和定向選育，已初步建立一個(gè)穩(wěn)定

5、抗蟲株系系統(tǒng)，共27個(gè)抗蟲株系組成。通過(guò)對(duì)C12抗蟲株系的定向選育，目前已獲得一個(gè)穩(wěn)定，農(nóng)藝性狀基本無(wú)改變的優(yōu)良抗蟲株系。 4．通過(guò)雜交轉(zhuǎn)育的方法，我們已將抗蟲基因從抗蟲轉(zhuǎn)化株系材料中成功轉(zhuǎn)育到正在推廣的抗病的水稻品種中。目前，已獲得了一批抗蟲抗病的基因聚合株系材料，進(jìn)一步的多抗品系選育工作正在進(jìn)行。 本研究在通過(guò)農(nóng)桿菌和基因槍轉(zhuǎn)化獲得Bt轉(zhuǎn)基因植株，進(jìn)一步通過(guò)田間抗性鑒定、系統(tǒng)選育并結(jié)合雜交轉(zhuǎn)育的常規(guī)育種方法進(jìn)行水稻抗