野生茄子(Solanum torvum)叶片cDNA文库构建及耐盐相关基因StBADH遗传转化番茄

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yogonet
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野生茄子(Solanum torvum Swartz),原产于印度尼西亚的爪哇岛,具有优良的抗病性及抗逆性。日本科学家于1986年引种后,经过多年选育,已育成茄子设施栽培上专用耐盐砧木品种‘Torvum Vigor’。本研究构建了野生茄子‘Torvum Vigor’叶片cDNA文库并分析其EST序列,结合RT-PCR技术克隆了耐盐相关基因StBADH。将耐盐相关基因StBADH用于构建抗除草剂植物表达载体pCAMBIA3301-StBADH-T800,并将其遗传转化盐敏感‘金棚一号’番茄,获得了抗除草剂的转基因番茄植株。主要研究结果如下:  1.以‘Torvum Vigor’叶片为试验材料,采用改进的SMART(Switchingmechanism at5-end of RNA transcript)技术和LD-PCR(Long-distance PCR)方法,利用pBluescriptⅡ SK(+)载体构建了cDNA文库。该文库初始滴度为3.6×106cfu·mL-1,扩增后文库滴度达1.2×1010 cfu·mL-1。经过蓝白斑计数,文库的重组率高达99%,平均插入片段长度为0.4-2.5 kb。表明所构建的文库是一个高质量的全长cDNA文库,达到了用于目的基因分离筛选的建库要求。  2.在构建的野生茄子叶片cDNA文库中随机挑选427个阳性克隆进行测序,获得的原始序列去除不可读序列后,共得到364条高质量的EST序列,序列递交NCBI数据库(GenBank登录号:JK265131-JK265494)。在已递交的364条EST序列中,74.72%含有全长编码区。BLASTX分析表明62.4%的EST序列与其他物种的一些已报道的蛋白具有很高的同源性,获得了9个与耐盐性状等有关基因的EST序列(耐盐相关基因5个)。  3.通过RT-PCR技术从‘Torvum Vigor’叶片中,克隆了耐盐相关基因StBADH(GenBank登录号:JN812057)。该基因核苷酸序列全长1518 bp,包含1个完整的开放阅读框,编码505个氨基酸残基,推测的蛋白质分子量为55.9 kDa,理论等电点为5.42,其氨基酸序列与番茄的同源性达96%。通过系统进化树分析表明,‘TorvumVigor’甜菜碱醛脱氢酶与同科植物番茄最先聚类。  4.利用内切酶HindⅢ和EcoRⅠ分别双酶切pT800质粒DNA(含有CaMV35S启动子、pUC18 Polylinker多克隆位点、Nos终止子)与植物表达载体pCAMBIA3301(含bar),构建中间载体pCAMBIA3301-T800。再将StBADH和中间载体pCAMBIA3301-T800分别通过内切酶SmaⅠ和XbaⅠ双酶切,成功地构建了抗除草剂植物表达载体pCAMBIA3301-StBADH-T800,并将此质粒利用冻融法导入根癌农杆菌LBA4404。  5.利用番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)栽培品种‘金棚一号’下胚轴和子叶外植体,研究了不同苗龄和激素配比对不定芽分化及生根的影响。并用根癌农杆菌介导法将抗除草剂植物表达载体pCAMBIA3301-StBADH-T800遗传转化‘金棚一号’番茄。结果表明:以10d苗龄的下胚轴和子叶在MS+0.2 mg·L-1 ZT+1 mg·L-1 IAA芽诱导培养基上不定芽再生频率最高,下胚轴为83.3%、子叶为75.6%。MS+0.5mg·L-1 IAA是诱导不定芽生根的理想培养基,7d后生根率为100%。番茄遗传转化过程中不定芽再生培养基中添加bialaphos的最佳筛选浓度为2 mg·L-1,生根培养基中添加bialaphos的最佳筛选浓度为1 mg·L-1,羧苄青霉素的抑菌浓度为500 mg·L-1。最终遗传转化率平均为2.5%(2/80)。所得到抗性植株均表现出对除草剂Basta的抗性,叶片和根系分别经组织化学染色检测,GUS显色均为蓝色;StBADH、bar以及GUS基因PCR检测均为阳性,获得2株T0代转基因番茄植株。
其他文献
本试验于2011-2012和2012-2013年度小麦生长季在山东农业大学试验农场进行,试验选用两个基因型不同的小麦品种即山农16和济麦22,于花后11-15d进行高温处理,以常温为对照,研究花后高温胁迫下不同时期追施氮肥、花后叶面喷施磷酸二氢钾和花后叶面喷施甜菜碱对小麦产量形成的影响,并阐明其生理机制。主要研究结果如下:1高温胁迫下氮肥追施后移对小麦生理特性及产量的影响与氮肥全作基肥(T0)相比