轉(zhuǎn)基因大豆耐低磷鑒定及優(yōu)異種質(zhì)篩選.pdf

1、磷對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，但土壤中的磷素多為植物不能直接吸收利用的非有效態(tài)磷，有效磷缺乏已嚴(yán)重影響大豆生長(zhǎng)發(fā)育。近年來(lái)，有學(xué)者提出利用磷高效基因?qū)ΜF(xiàn)有品種進(jìn)行遺傳改良，提高植物自身對(duì)土壤磷素的利用率。鑒于此，課題組前期克隆了不同類(lèi)型植物耐低磷基因GmPTF1、GmPHR1、phyA，并初步驗(yàn)證了轉(zhuǎn)基因大豆耐低磷功能。本研究通過(guò)多種分子生物學(xué)方法進(jìn)一步鑒定上述轉(zhuǎn)基因大豆遺傳穩(wěn)定性，并分析轉(zhuǎn)基因植株在低磷條件下的磷素利用及產(chǎn)量相關(guān)性狀，遴選

2、優(yōu)異轉(zhuǎn)基因新材料，為磷高效利用轉(zhuǎn)基因大豆新品種培育奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下:
　　1在DNA、RNA及蛋白水平鑒定了轉(zhuǎn)基因大豆新材料（GmPTF1-DN44、GmPHR1-ZH41、phyA-ND-3）目的基因的遺傳穩(wěn)定性。PCR檢測(cè)與Southernblotting分析證實(shí)3個(gè)目的基因GmPTF1、GmPHR1、phyA均已在轉(zhuǎn)基因大豆新材料中穩(wěn)定整合;實(shí)時(shí)定量PCR與Western blotting分析證實(shí)轉(zhuǎn)基因大豆新材料中

3、的目的基因均能在RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白翻譯水平正常表達(dá)，具有較好遺傳穩(wěn)定性。
　　2在生理生化水平分析了轉(zhuǎn)基因大豆新材料目標(biāo)性狀。轉(zhuǎn)GmPTF1、GmPHR1新材料低磷脅迫處理?xiàng)l件下的植株磷含量顯著高于野生型對(duì)照，轉(zhuǎn)phyA大豆新材料低磷處理?xiàng)l件下植株磷含量和根系植酸酶活性顯著高于野生型對(duì)照，說(shuō)明各目的基因表達(dá)性狀具有較好遺傳穩(wěn)定性。
　　3分析了轉(zhuǎn)基因大豆新材料低磷脅迫下的產(chǎn)量相關(guān)性狀。2個(gè)轉(zhuǎn)GmPTF1大豆新材料（DN44-O

4、E-2、DN44-OE-4）、1個(gè)轉(zhuǎn)GmPHR1大豆新材料(ZH41-2)及1個(gè)轉(zhuǎn)phyA大豆新材料（ND-3-OE-1）產(chǎn)量相關(guān)性狀如單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重等顯著或極顯著優(yōu)于野生型對(duì)照，說(shuō)明3個(gè)轉(zhuǎn)化基因GmPTF1、GmPHR1、phyA具有提高轉(zhuǎn)基因大豆低磷脅迫條件下磷素吸收利用效率的功能。
　　4依據(jù)基因整合表達(dá)及產(chǎn)量性狀表現(xiàn)，遴選出3個(gè)優(yōu)異耐低磷轉(zhuǎn)基因大豆新品系。低磷脅迫條件下新品系DN44-OE-2、ZH41-2、

5、ND-3-OE-1單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重顯著優(yōu)于野生型對(duì)照，為進(jìn)一步培育磷高效利用轉(zhuǎn)基因大豆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種奠定了重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　基于以上結(jié)果，得出本研究結(jié)論:轉(zhuǎn)GmPTF1、GmPHR1、phyA大豆新材料中的目的基因DNA穩(wěn)定整合、RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白翻譯正常表達(dá)，并穩(wěn)定遺傳;低磷處理?xiàng)l件下，轉(zhuǎn)GmPTF1、GmPHR1新材料植株磷含量、轉(zhuǎn)phyA新材料的根系植酸酶活性顯著高于野生型;轉(zhuǎn)GmPTF1新材料DN44-OE-2