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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的RS-AFP2基因轉(zhuǎn)化尾葉桉的研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 桉樹是世界三大經(jīng)濟(jì)樹種之一，我國桉樹人工林面積已達(dá)到313萬hm2，占國內(nèi)紙漿用材生產(chǎn)量的50%以上。隨著種植面積的不斷擴(kuò)大，桉樹病蟲害日趨嚴(yán)重。利用基因工程育種技術(shù)培育廣譜抗病桉樹新品種，可彌補(bǔ)常規(guī)育種技術(shù)的不足，縮短育種周期，加速優(yōu)質(zhì)、高抗新品種的選育進(jìn)程。 開展桉樹抗病轉(zhuǎn)基因研究，獲得誘導(dǎo)型表達(dá)廣譜抗病的桉樹新種質(zhì)，有重要的利用價(jià)值與應(yīng)用前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 桉樹是世界三大經(jīng)技樹種之一，我國桉樹人工林面積已達(dá)到313萬hm2，占國內(nèi)紙漿用材生產(chǎn)量的50%以上。隨著種植面積的不斷擴(kuò)大，桉樹病蟲害日趨嚴(yán)重。利用基因工程育種技術(shù)培育廣譜抗病桉樹新品種，可彌補(bǔ)常規(guī)育種技術(shù)的不足，縮短育種周期，加速優(yōu)質(zhì)、高抗新品種的選育進(jìn)程。 本研究以尾葉桉種子苗下胚軸為外植體，通過對(duì)遺傳轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化，建立了尾葉桉高效再生及遺傳轉(zhuǎn)化體系。將蘿卜抗真菌蛋白（RS-AFP2）基因置于真菌誘導(dǎo)型啟動(dòng)子prp1-1調(diào)控下轉(zhuǎn)化尾葉桉，PCR和RT-PCR檢測(cè)表明，RS-AFP2基因已整合到尾葉桉基因組中，受疫霉菌誘導(dǎo)表達(dá)；轉(zhuǎn)化植株離體葉片抗病性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，對(duì)疫霉菌具有較好的抗性，抗性相關(guān)酶活測(cè)定表明，接種疫霉菌前后，PAL、POD、PPO活性變化幅度都小于對(duì)照。 開展桉樹抗病轉(zhuǎn)基因研究，獲得誘導(dǎo)型廣譜抗病的桉樹新種質(zhì)，有重要的利用價(jià)值與應(yīng)用前景。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 以尾葉桉U6無性系種子萌發(fā)下胚軸為外植體，通過對(duì)預(yù)培養(yǎng)時(shí)間、侵染液pH以及共培養(yǎng)時(shí)間等遺傳轉(zhuǎn)化條件優(yōu)化，建立尾葉桉遺傳轉(zhuǎn)化體系。PCR和RT-PCR分析表明RS-AFP2基因已整合到尾葉桉基因組中，并在prp1-1啟動(dòng)子下得到表達(dá)；在轉(zhuǎn)RS-AFP2尾葉桉離體葉片抗病性檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化植株對(duì)疫霉菌具有較好抗性。酶活測(cè)定結(jié)果顯示轉(zhuǎn)化植株在接種疫霉菌前后，PAL、POD、PPO活性變化幅度小于對(duì)照組。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1、以尾葉桉U6無性系種子萌發(fā)的下胚軸為外植體，通過對(duì)預(yù)培養(yǎng)時(shí)間、侵染液pH和共培養(yǎng)時(shí)間等遺傳轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化，建立尾葉桉遺傳轉(zhuǎn)化體系。2、經(jīng)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法將prp1-1啟動(dòng)子誘導(dǎo)表達(dá)的RS-AFP2基因轉(zhuǎn)化尾葉桉，PCR和RT-PCR分析表明RS-AFP2基因已整合到尾葉桉基因組中，并在prp1-1啟動(dòng)子下表達(dá)；在轉(zhuǎn)RS-AFP2尾葉桉離體葉片的抗病性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化植株對(duì)疫霉菌具有較好抗性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 桉樹因生態(tài)適應(yīng)性廣、速生、抗逆性強(qiáng)、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，已被世界熱帶、亞熱帶地區(qū)廣泛引種栽培，是世界三大速生樹種之一。伴隨著大面積桉樹林的營造，桉樹病蟲害的危害日趨嚴(yán)重。利用化學(xué)方法進(jìn)行防治效果不顯著，加之對(duì)環(huán)境的副作用大，因此，培育廣譜抗病新品種是其解決的根本措施。由于桉屬樹種的雜種后代嚴(yán)重分離變異，利用基因工程育種可彌補(bǔ)常規(guī)育種技術(shù)的不足，縮短育種周期，加速優(yōu)質(zhì)、高抗新品種的選育進(jìn)程。。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本研究以尾葉桉U6無性系種子萌發(fā)的下胚軸為外植體，通過對(duì)預(yù)培養(yǎng)時(shí)間、侵染液pH以及共培養(yǎng)時(shí)間等遺傳轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化，建立了尾葉桉遺傳轉(zhuǎn)化體系。PCR和RT-PCR分析表明，RS-AFP2基因已整合到尾葉桉基因組中，并在prp1-1啟動(dòng)子的啟動(dòng)下得到表達(dá)；在轉(zhuǎn)RS-AFP2尾葉桉離體葉片的抗病性檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化植株對(duì)疫霉菌具有較好的抗性。酶活測(cè)定結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)化植株在接種疫霉菌前后，PAL、POD、PPO活性變化幅度都小于對(duì)照組。
獲獎(jiǎng)情況
- 2011年獲得廣東省第十一屆“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽三等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
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同類課題研究水平概述
- 桉樹原產(chǎn)澳大利亞，是桃金娘科（Myrtaceae）桉樹屬（Eucalyptus）植物的統(tǒng)稱，有1039個(gè)種、亞種和變種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界桉樹人工林面積超過2000萬hm2，目前已成為世界公認(rèn)的三大人工林樹種之一（Dibax et al., 2010）。中國引種桉樹已有120年歷史，在17個(gè)?。▍^(qū)）種植，每年新營造桉樹林達(dá)10萬hm2，到2010年，我國桉樹人工林面積已達(dá)到313萬hm2，占全國人工林面積的5%以上，年生產(chǎn)木材近4000萬立方，占國內(nèi)自主生產(chǎn)紙漿材的50%以上，每年帶來的經(jīng)濟(jì)效益多達(dá)兩千億元。據(jù)研究，每生產(chǎn)1公斤干物質(zhì)，桉樹消耗水785升，而松樹則消耗1538升，桉樹單位收獲量消耗水分是松樹的51%，且年蒸騰量只占降水量的1/3。因此，桉樹對(duì)涵養(yǎng)水源，改善環(huán)境方面發(fā)揮著重要的生態(tài)效益和社會(huì)效益。 近年來，由于桉樹大面積種植和新品種的引入，桉樹青枯病等細(xì)菌性病害流行也愈加嚴(yán)重，成為桉樹人工林發(fā)展的重大障礙（吳志華等，2007）。到目前為止，我國已發(fā)現(xiàn)桉樹病害約33種，危害嚴(yán)重的有青枯病、焦枯病、猝倒病等細(xì)菌型病害，其中又以桉樹青枯病和焦枯病威脅最大。在桉樹育種工作中，急切的需要培育出速生、抗病的桉樹新品種。但由于桉樹生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，遺傳雜合性高，許多重要性狀屬于多基因控制的數(shù)量性狀，遺傳機(jī)理不明，利用常規(guī)育種手段往往難以滿足不同目的定向培育桉樹新品種的要求。因此人們將研究重點(diǎn)及成功希望寄托于現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)手段，尤其利用基因工程技術(shù)手段培育桉樹新品種，來解決常規(guī)遺傳育種方法很難解決或根本解決不了的問題。利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行桉樹遺傳育種具有高效性和針對(duì)性，可彌補(bǔ)常規(guī)育種技術(shù)的不足，縮短育種周期，加速優(yōu)質(zhì)、高抗新品種的選育進(jìn)程。目前桉樹基因工程育種研究工作開展不是很多，大多數(shù)研究還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，目的基因轉(zhuǎn)化成功并得到轉(zhuǎn)基因苗植株的報(bào)導(dǎo)較少。桉樹遺傳轉(zhuǎn)化率比較低，目的基因載體構(gòu)建、轉(zhuǎn)化、表達(dá)及檢測(cè)技術(shù)需進(jìn)一步完善，急需建立成套的桉樹外源基因高效轉(zhuǎn)化、可控表達(dá)的載體系統(tǒng)，形成從基因分離、轉(zhuǎn)化、基因可控表達(dá)到轉(zhuǎn)基因功能鑒定的完整技術(shù)體系。將蘿卜抗真菌蛋（RS-AFP2）基因其置于受病原誘導(dǎo)的啟動(dòng)子之下，當(dāng)病原菌侵染轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，感染部位組織細(xì)胞基因受誘導(dǎo)高水平表達(dá)，直接或間接地引起植物過敏性死亡反應(yīng)或抑制病原菌的生長(zhǎng)，從而使桉樹獲得廣譜抗病性。
