花粉管通道法将外源DNA导入玉米引起变异的研究

摘要

本文利用花粉管通道法将外源DNA(大豆)导入玉米自交系，后代产生了多种多样的变异类型，变异性状十分丰富，这些变异性状有的具有供体性状，有的产生新的性状，通过对其后代农艺性状观察、叶绿素含量测定、过氧化物同工酶酶谱、营养指标测定等分析。具体结果如下： 1)提取供体(高蛋白大豆富锦J05-2-075)的总DNA，配成500μg/mI浓度，分别在受体(普通玉米自交系7313)自交授粉后22h、24h、26h导入，从变异的效果来看：26h>24h>22h(D<,1>代、D<,2>代表现相同)，其中D<,1>代26h处理的变异率最高，1.34％；D<,2>代26h处理的变异率为1.09％。 2)调查田间农艺性状(如株高、穗位高、叶片数、叶片的长度与宽度、光合叶面积、雄穗分枝数、百粒重、生育期、结苞数、果穗长度和籽粒形状等)，对不同于CK的植株的农艺性状进行观察、记录、统计与分析，结果表明这些变异有的表现为供体性状(如生育期延长、百粒重减轻、黄色籽粒形状椭圆似大豆等，例见图3-5中的26-D<,1>-6和图3-9中的26-D<,2>-5)，有的表现为新的性状(如植株高度和叶片长宽度有变化、植株有分蘖、雄穗分枝数和雌穗数增加、籽粒形状不规则，粒小，有稃，百粒重明显减少等，例见图3-5中的26-D<,1>-11、26-D<,1>-13和图3-9中的26-D<,2>-3、26-D<,2>-19、26-D<,2>-21等)。 3)对获得的变异株进行过氧化物酶同工酶酶谱分析，结果表明：变异株中同工酶酶谱变异大，变异后代与受体间有明显的差异(如变异株26h-D<,2>-19在迁移率Rf<,13>=0.87、Rf<,14>=0.89，出现了两条供体特有而受体没有的酶谱带，酶带颜色深，活性强；26h-D<,2>-3在迂移率Rf<,10>-0.57、Rf<,12>=0.69、Rf<,14>=0.82出现了供体和受体都没有的酶谱带。 4)对D<,2>代变异株系籽粒的油分、蛋白质含量、醇溶蛋白含量和谷蛋白含量进行测定分析，按照选育高蛋白玉米的方向要求：油分、蛋白质含量和谷蛋白含量有所提高，而醇溶蛋白含量降低，从中选出符合育种目标的9个株系，分别为26h-D<,2>-1、26h-D<,2>-3、26h-D<,2>-6、26h-D<,2>-7、26h-D<,2>-13、26h-D<,2>-14、26h-D<,2>-15、26h-D<,2>-18和26h-D<,2>-19，这些株系与CK相比，叶绿素含量增加，增加幅度在7.12％～28.2％；油分含量增加7.65％～44.6％；粗蛋白含量增大12.46％～80.79％；醇溶蛋白从CK的55.7437％最低降至36.2187％(26h-D<,2>-3)；谷蛋白从CK的31.8295％最高升至51.1583％(26h-D<,2>-14)，所选的9个株系符合育种目标的要求。 综上所述：通过花粉管通道法将外源DNA导入玉米自交系，已经引起了变异，可从中获得新的优良变异品系，为创造玉米新种质开辟一条新途径。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

第一章材料与方法

1.1材料

1.1.1供试材料

1.1.2材料来源

1.2试验方法

1.2.1试验的技术路线

1.2.2外源DNA的提取

1.2.3外源DNA导入方法

1.2.4后代植株的鉴定与选择

1.2.5田间试验方法

1.2.6叶绿素含量测定

1.2.7生理生化指标测定

1.2.8其它项目计算方法

第二章 结果与分析

2.1外源DNA导入情况及D1代变异植株农艺性状

2.1.1花粉管通道法导入外源DNA后D1代种子的出苗情况

2.1.2普7313在外源DNA处理后D1代的变异情况

2.1.3 D1代变异植株的农艺性状主要表现

2.1.4 D1代变异植株考种

2.1.5 D1代叶绿素含量测定

2.1.6 D1代变异植株同工酶分析

2.1.7 D1代变异植株油分和粗蛋白含量的测定

2.2 D2代变异情况及D2代变异植株性状表现

2.2.1 D2代变异情况

2.2.2 D2代变异植株的农艺性状主要表现

2.2.3 D2代变异株考种

2.2.4 D2代变异株叶绿素含量的测定

2.2.5 D2代部分变异株的同工酶分析

2.2.6 D2代变异株的生理生化测定

2.2.7典型变异株与CK的综合性状分析

第三章结论与讨论

3.1结论

3.1.1外源DNA处理对种子出苗的影响

3.1.2花粉管通道法的导入时间与变异率

3.1.3外源DNA导入玉米自交系后引起植株农艺性状变异

3.1.4变异株过氧化物酶同工酶分析

3.1.5外源DNA导入玉米自交系后品质指标的变化

小结：

3.2讨论

3.2.1花粉管通道法的可行性分析

3.2.2导入后性状变异研究

3.2.3花粉管通道法导入后代遗传变异的特点

3.2.4花粉管通道法与常规育种技术的比较

3.3问题与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文