玉米幼嫩葉段再生體系的建立及EPA在玉米中的異源合成.pdf

1、魚(yú)油是公認(rèn)的智力營(yíng)養(yǎng)保健品，其有效成份是EPA（20:4，eicosapentaenoic acid）和DHA（20:5，docosahexaenoic acid）等長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸（LCPUFAs）。人體內(nèi)合成EPA/DHA的效率極低，因此在日常飲食中補(bǔ)充足夠的EPA/DHA對(duì)維持身體健康及某些疾病的防治都極為重要。目前該類(lèi)脂肪酸的主要來(lái)源是深海魚(yú)油，但是過(guò)度捕撈使海洋魚(yú)類(lèi)資源日益減少，已經(jīng)不能滿足迅速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。此外，由于環(huán)境

2、污染等原因?qū)е卖~(yú)油中的重金屬及有機(jī)氯等物質(zhì)的含量升高，已影響到魚(yú)油的食用安全。因而尋找一條持續(xù)、穩(wěn)定、安全且經(jīng)濟(jì)的魚(yú)油替代生產(chǎn)途徑成為當(dāng)務(wù)之急。通過(guò)基因工程技術(shù)在農(nóng)作物中替代生產(chǎn)魚(yú)油，可能是一種理想的解決方案。Qi等（2004）首次證明了在高等植物中替代生產(chǎn)魚(yú)油的可能性與可行性，隨后人們陸續(xù)在亞麻、大豆、芥菜等作物中合成了EPA或DHA（Kinney等,2004；Abbadi等,2004；Wu等,2005），這表明轉(zhuǎn)基因植物的確有望成為

3、穩(wěn)定且廉價(jià)的EPA/DHA來(lái)源。
　　 玉米（Zea mays L.）是集飼料、糧食、工業(yè)原料于一體的三元作物，同時(shí)玉米中含有豐富的亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸，但和其它高等植物一樣，玉米不能合成20個(gè)碳以上的多不飽和脂肪酸。通過(guò)代謝工程技術(shù)，將來(lái)源于海洋單細(xì)胞微藻、真菌等生物中與EPA/DHA合成代謝相關(guān)的脂肪酸鏈延長(zhǎng)酶和去飽和酶基因?qū)胗衩字?，從而在玉米中重組EPA/DHA合成代謝途徑。這在理論上是可行的，也具有較高的產(chǎn)業(yè)價(jià)

4、值。
　　 具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　 本研究選用6個(gè)育種上常用玉米自交系，以它們的幼嫩葉段為外植體分別進(jìn)行愈傷誘導(dǎo)及植株再生，研究了2,4-D 對(duì)葉段初級(jí)愈傷組織誘導(dǎo)的影響，分別統(tǒng)計(jì)了再生過(guò)程中的愈傷誘導(dǎo)率及分化率，并觀察了愈傷組織的形態(tài)。結(jié)果表明,2,4-D是誘導(dǎo)葉段愈傷組織所必須的,3mg/L 2,4-D是誘導(dǎo)葉段愈傷組織較為適宜的。愈傷形態(tài)與基因型有很大關(guān)系，齊319、魯原92和Mo17 形成的愈傷多數(shù)為胚性愈傷組

5、織，而其余3個(gè)自交系形成的愈傷多為非胚性愈傷。愈傷質(zhì)量也決定了分化率的高低。在該研究中，6個(gè)自交系均能夠再生，再生率為8.36％ ～ 27.58％。通過(guò)對(duì)6個(gè)基因型的幼嫩葉段在再生過(guò)程中多方面的比較，篩選到3個(gè)誘導(dǎo)率較高且愈傷形態(tài)優(yōu)良的基因型齊319、Mo17和魯原92。玉米幼嫩葉段再生體系的建立，說(shuō)明玉米幼嫩葉段能夠替代幼胚成為愈傷組織誘導(dǎo)的起始材料，為進(jìn)一步以幼嫩葉片為受體進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。
　　 在建立玉米幼苗幼嫩葉段

6、再生體系的同時(shí)，利用已經(jīng)成熟的基因槍轉(zhuǎn)化體系，將產(chǎn)生EPA的多基因表達(dá)載體轉(zhuǎn)入玉米自交系齊319 幼胚形成的胚性愈傷組織中，獲得25株轉(zhuǎn)基因植株，轉(zhuǎn)化率平均達(dá)7.91％。對(duì)所獲得的轉(zhuǎn)基因苗進(jìn)行PPT 抗性分析，所有轉(zhuǎn)基因植株葉片經(jīng)200mg/L PPT 溶液涂抹后，有20 株表現(xiàn)出對(duì)PPT的抗性。提取這20株轉(zhuǎn)基因植株葉片的基因組，進(jìn)行PCR 擴(kuò)增4個(gè)目的基因，分析結(jié)果表明有4 株至少能擴(kuò)出?9-Elo、?8-Des、?5-Des 三個(gè)