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石河子大学
硕士学位论文
新疆海岛棉的再生及其矮化基因转化研究
姓名:薛金教
申请学位级别:硕士
专业:生物化学与分子生物学
指导教师:彭明;崔百明
20100601
新疆海岛棉的再生及其矮化基因转化研究
摘要
作为世界上最为重要的经济作物之一,棉花对人类的最大贡献就在于能够为我们提供
大量的棉纤维,而在这其中海岛棉的纤维品质最为优良,然而其产量较之陆地棉普遍偏低,
现代植物基因工程中的转基因技术为改变这一现状提供了可能。通过体细胞胚胎途径进行
棉花的转化及再生已在棉花的育种研究中广泛应用。但这一再生体系受到了基因型的限制。
不同发育阶段的不同外植体在诱导愈伤产生体细胞胚上存在显著差异,因此,选取特定发
育阶段的不同棉花细胞或组织作为外植体进行体细胞胚胎的诱导,建立新的遗传转化再生
体系已成为该领域中克服上述问题的有益尝试。赤霉素(GA)在棉花纤维发育中有着重要
的功能,它不但可以促进棉纤维的产生,而且对棉纤维的分化、伸长和加厚有着显著的影
响。DELLA蛋白是GA信号传导中的负调控因子,在GA信号通路中起关键作用。于此相关
的绿色革命基因已在水稻、小麦等作物上得到了广泛应用,其在作物增产,矮化抗倒伏等
方面的作用值得棉花借鉴。
目的:扩展新疆海岛棉可再生棉花品种的基因型,实现新疆自育主栽海岛棉通过体细胞胚
胎路径的再生过程;实现农杆菌介导的新疆海岛棉胚性愈伤组织的遗传转化,进而为提高
海岛棉综合品质奠定基础。
方法:选取新疆自育海岛棉品种新海15的胚珠为外植体,探讨通过组培方法经体细胞胚胎
路径的海岛棉再生过程;以pBI121为骨架,利用蕃茄中扩增出的两种不同表达强度的茎组
织特异性启动子rbcs2和rbcs3c分别启动模式植物拟南芥中的gai基因,进行海岛棉胚性愈伤
的转化研究。
结果:新疆海岛棉品种新海15可通过组培方法经由体细胞胚胎路径实现再生,初步探明了
其再生过程不同阶段所需激素及其浓度组合,关键阶段的有利处理措施等影响再生的关键
因素。扩展了可再生海岛棉的基因型,虽未实现海岛棉的遗传转化,但该路径和花粉管通
道法在海岛棉转化上的尝试为下一步实现海岛棉遗传转化,提高海岛棉综合品质提供了可
能,具有一定的实际意义和应用前景。
结论:实现了新疆海岛棉XH-15的再生;实现了组织特异性表达矮化载体的构建;由于转
化过程中农杆菌抑制问题未能实现海岛棉的遗传转化。
关键词:海岛棉(XH-15);再生;矮化;遗传转化
I
新疆海岛棉的再生及其矮化基因转化研究
Abstract
Cotton is one of the most important economic crops in the world, of which Gossypium
barbadense has the most superior fiber quality, but the integrated Sea Island Cotton quality in
China is low. It offers the possibility to change the status that the transgenic technology of
modern plant ic engineering. Transformation and regeneration of cotton by means of
somatic embryogenesis has been widely used in cotton breeding. However, this regeneration
system was restricted by genotype. Different developmental stages of different explants in the
induction of somatic embryos on callus produce significant differences. Therefore, the selection
of specific developmental stage in cotton cells or tissue to induce somatic embryos in the
establishment of new regeneration system has e an useful attempt to e these
problems. Gibberellin (GA) in cotton fiber development has an impor