论文部分内容阅读
普遍而频繁发生的蚜虫危害给农业生产造成严重损失。目前,植物转基因技术日趋成熟,从而使抗蚜基因工程成为防治作物蚜害的一条有效途径。本研究以掌叶半夏幼叶为材料,采用PCR技术从中克隆到5个新凝集素基因,分别命名为PPA-2、PPA-3、PPA-4、PPA-5和PPA-6。生物信息学分析发现,这5个凝集素基因翻译的多肽链序列中均含有一个或两个保守结构域,每个结构域中都含有一个甘露糖结合位点(QXDXNXVXY).将新获得的5个凝集素基因分别连接组成型启动子CaMV35S和拟南芥韧皮部蛋白特异性启动子(Atpp2),共构建了10个植物表达载体。采用农杆菌介导的叶盘法转化烟草W38,经PCR分析、YFP绿色荧光蛋白检测和Western-blot鉴定,分别获得了这5个新凝集素基因的转基因烟草共77株,其中含CaMV35S启动子转基因烟草45株,含Atpp2启动子转基因烟草32株。采用生物测定方法,对上述获得的转凝集素基因烟草分别开展了抗蚜性试验。在含CaMV35S启动子的转基因烟草中,PPA-5基因抗蚜效率最高,达到97.8%；其次为PPA-6基因,抗蚜效率为97.4%；抗蚜效率最低的PPA-2基因为81.4%。根据Western-blot结果,分别对外源蛋白表达量为高、中、低的转基因烟草植株进行了抗蚜性分析,初步结果显示这5个凝集素基因抗蚜效率的高低与它们在转基因烟草中的蛋白表达丰度基本一致,即外源蛋白表达量高的转基因植株,其抗蚜效率高：而外源蛋白表达量低的转基因植株,抗蚜效率也低。在含Atpp2启动子的转基因烟草中,PPA-5基因的抗蚜效率最高,为74.4%；PPA-4基因的抗蚜效率最低,仅为57.5%。综合以上两种含不同类型启动子转基因烟草的抗蚜性结果,我们发现含CaMV35S启动子转基因烟草的抗蚜效率总体上优于含Atpp2启动子的转基因烟草,5个掌叶半夏凝集素基因的抗蚜效率依次为PPA-5>PPA-6>PPA-3>PPA-4>PPA-2.本研究从掌叶半夏中克隆到5个新的凝集素基因,并通过转化烟草进行了功能分析,结果发现这些基因均表现出了很高的抗蚜效率,具有较大的应用潜力,从而为转基因作物抗蚜育种提供了新的基因资源。