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小麦是主要粮食作物,赤霉病是小麦的重要病害,不仅大幅降低小麦产量,还严重影响小麦品质。由于小麦抗赤霉病种质资源匮乏,植物中没有免疫或高抗赤霉病的材料,所以通过常规育种方法培育抗赤霉病小麦新品种的难度较大。因此,利用转基因技术,将非植物源的抗病基因导入小麦,筛选、鉴定整合这类抗病基因的小麦材料,将为培育抗赤霉病小麦新品种提供新种质。 本研究通过基因枪介导法,以Pmi/甘露糖为筛选体系,将RNAi基因赤霉菌麦角固醇合成Cyp51基因、几丁质合酶(Chitin synthase,Chs)Chs3b基因、葡聚糖合酶(Glucan synthase,Gls)Gls基因、细胞分裂Myo基因以及与毒素合成相关的8mR7和8mR12-47基因,组成不同组合,共转化不同小麦品种,经PCR鉴定转基因小麦材料8份;还繁殖和鉴定实验室前期研究中筛选的部分转基因小麦株系8份。主要结果如下: 1.转基因小麦的筛选与鉴定 ①将Cyp51BAC和Gls基因RNAi片段及筛选标记基因Pmi,共转化小麦品种襄麦76,筛选获得1株T0代植株,编号为XⅡ。T1~T4代的鉴定表明,XⅡ株系同时含有cyp51BAC、gls2-gls6和Pmi基因,现已经纯合。 ②将RNAi片段Gls2-t-Gls6、chs3b-t-AS2-AS3和Pmi基因共转化襄麦76,筛选获得24株T0代植株,其中6株含有三个基因,13株含Gls2-t-Gls6和Pmi基因,5株仅含Gls2-t-Gls6基因。T1~T3代的鉴定表明,12个T0代株系的后代分离较大,至T3代时仍在分离。其余12个T0代株系在T1代未检测到外源基因。 ③将RNAi片段chs3b-AS5-t-AS5、chs3b-AS3-t-AS3和Pmi共转化郑麦9023和襄麦76,筛选获得11株T0代植株,其中2株来自郑麦9023为受体的遗传转化,含有Pmi和chs3b-AS3-t-AS3基因,T2代仍有分离。其余9株是来自襄麦76为受体的转基因材料,其中5株含有Pmi和chs3b-AS3-t-AS3基因,在T1~T3代仍在分离;4株仅含标记基因。 ④将含不同启动子RNAi片段Myo2-AS6、Pmi标记基因共转化襄麦76,筛选获得5株T0代植株,其中4株的T3代仍有严重分离,1株在T3代已经纯合。 ⑤将不同启动子的RNAi片段8mR7、标记基因Pmi共转化襄麦76和郑麦9023,筛选获得16株T0代植株,其中15株来自襄麦76为受体的遗传转化,1株来自郑麦9023为受体,它们的T2代仍在分离。 ⑥将不同启动子的RNAi片段8mR12-47和标记基因Pmi共转化襄麦76,筛选获得3株T0代植株,T2代已趋于纯合。 ⑦将不同启动子的RNAi片段chs3b-5*2Pmi共转化襄麦76,筛选获得1株T0代植株,自交后代均含有chs3b-5*2和Pmi基因,T2代已经纯合。 ⑧将cyp51基因的RNAi片段及D4E、Opt1和AFP三个抗菌肽基因及Pmi共转化扬麦158,筛选获得4株T0代植株,所有T1代植株均为阳性,含有部分或全部外源基因,这些材料已经纯合。 2.实验室前期获得的部分转基因小麦材料的繁殖及鉴定 ①含chs3bAS2-AS3、chs3bAS5-AS1RNAi片段转基因(受体:襄麦76)株系JB、JV、M、J、Z,这5个株系仍未纯合。 ②含不同启动子的chs3b5*2转基因株系(受体:襄麦76)3B,T1代仅获得2株同时含chs3b-5*2和Pmi基因的阳性植株,以及2株仅含Pmi的植株。 ③含不同启动子的8mR12-47转基因株系8R(受体:扬麦158),T1代仍在分离。 ④含pmi-ZmGC、ACE、Ech42的转基因株系YZ(受体:扬麦158),筛选获得4株T1代植株,它们含有全部外源基因,YZ株系T1代未发生分离。