编码FLC-FLAG和SVP-HA标签蛋白表达载体转化芥菜的研究

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植物开花的正常调控是其正常繁衍后代、进行物种演化的保障,对农作物来说,开花过程与其产量和品质有紧密的关系,对于需要收获营养器官的农作物,通过延迟开花时间,延长营养生长周期,得到更高的农作物产量有着重要的意义。芥菜(Brassica juncea)是十字花科的重要作物,在我国拥有广泛的种植面积,抽薹开花是芥菜重要的生物学特性。在生产实践中,“先期抽薹”问题严重地影响了芥菜的产量和品质,是芥菜类蔬菜春季生产的主要问题。通过延迟开花时间,培育晚抽薹品种是解决这一问题的根本途径。植物开花是植物从营养生长转变为生殖生长的生理发育过程,开花调控受环境的影响,同时也受基因调控。分子生物学研究表明,调控植物开花的基因分为4类:开花时机基因、花分生组织特性基因、花器官特性基因及生物钟相关基因。这些基因组成了复杂的调控网络,并通过4种途径调控植物开花,包括响应外界光信号的光周期途径、对低温有应答的春化途径、响应内源激素的赤霉素途径和感受自身发育状况的自主途径。在模式植物拟南芥中,FLC (Flowering Locus C)和SVP (Short Vegetative Phase)都是开花核心调节因子,它们的超量表达对开花具有抑制作用。本试验在芥菜FLC与SVP体外蛋白互作已有基础之上,将开花抑制基因FLC和SVP同标签蛋白(FLAG, HA)重组后,转入芥菜中,其中标签蛋白用于纯化重组蛋白,为FLC和SVP体内相互作用的深入研究奠定基础,对芥菜花期调控及解决“先期抽薹”等难题,具有重要意义。本试验以根芥(Brassica juncea Coss.)为材料,选取下胚轴作为外植体,建立芥菜高频再生体系,以农杆菌介导侵染,经潮霉素抗性筛选后,将抗性芽生根培养和PCR检测,并炼苗移栽,获得转基因植株和种子。研究结果如下:芥菜苗下胚轴在不同浓度NAA和6-BA培养基中,以MS+NAA0.1mg/L+6-BA1mg/L配比获得的分化率最高,为83.33%;在MS+NAAO.1+6-BA1mg/L培养基上,以不同苗龄(4-8d)进行愈伤组织诱导及芽的分化试验,发现5d苗龄的下胚轴分化率最高,为42.11%在不同生根培养基中进行下胚轴生根实验,以培养基1/2MS(3%蔗糖,0.8%琼脂)+NAA0.1mg/L生根最好,根多且粗壮,根系发达;当潮霉素浓度为4mg/L时,已完全抑制未经转化的下胚轴分化再生,而在2mg/L时有2.22%的分化率,即潮霉素筛选压力为4mg/L;在不同羧苄青霉素浓度由(200mg/L,300mg/L,400mg/L,500mg/L),浓度为300mg/L时,下胚轴分化率最高,为45.46%。在农杆菌转化过程中,以0-4d进行外植体预培养时间的研究,当预培养2d时,下胚轴分化率最高,为23.33%,随着时间的增加,分化率下降;农杆菌侵染10min时,下胚轴分化率最高,侵染时间达20min时,切口出现严重褐化;在不同农杆菌浓度中(OD600:0.1,0.3,0.5,0.7),OD600为0.5时获得了较高的分化率;在共培养试验中,统计培养0-4d的分化出芽率,其中在共培养3d时,下胚轴分化率最高,为5.56%。以试验建立的高频再生体系进行芥菜的遗传转化,将开花抑制基因FLC和SVP同标签蛋白(FLAG、HA)重组(FLC-FLAG、SVP-HA),之后与表达质粒pCAMBIA1302构建正确的35S::FLC-FLAG和35S::SVP-HA,分别记为pCA1302FG、pCA1302SH。分别将这两种重组质粒导入农杆菌中,进行PCR检测。电泳结果证明pCA1302FG和pCA1302SH两种质粒分别已导入根癌农杆菌EHA105中。通过农杆菌介导法转化芥菜,经过3次继代培养最终获得了转pCA1302FG的抗性芽,生根并获得植株19株;转pCA1302SH的抗性芽生根后获得植株15株。对抗性植株进行PCR检测,初步证明FLC-FLAG及SVP-HA已经转入芥菜中。两种转基因植株均生长正常,茎、叶等无畸形,观察植株的抽薹开花的情况,其中转pCA1302FG比转pCA1302SH植株开花晚。
其他文献
线粒体反向调控途径(Mitochondrial Retrograde Regulation,MRR)是植物线粒体与细胞核之间发生信息交流的重要途径。当线粒体功能受到线粒体基因突变或逆境胁迫影响时,线粒体会将