2個融合啟動子在馬鈴薯中低溫誘導(dǎo)塊莖特異表達功能研究.pdf

1、薯片和薯條等加工產(chǎn)品的生產(chǎn)在馬鈴薯加工業(yè)中占有重要位置。為了抑制常溫貯藏導(dǎo)致的塊莖失水皺縮、病害傳播、發(fā)芽等現(xiàn)象及延長加工周期，常將塊莖在低溫條件下貯藏。但低溫會導(dǎo)致還原糖的累積，而還原糖在高溫油炸時會與自由氨基酸發(fā)生褐化反應(yīng)，嚴重影響了加工產(chǎn)品的品質(zhì)。由于低溫下還原糖積累代謝途徑的復(fù)雜性，所以常規(guī)育種效率很低，基因工程已成為改良該性狀的主要途徑之一。
　　 為了增強轉(zhuǎn)基因植物的目標性，避免外源基因過度表達而產(chǎn)生負面影響，低溫誘

2、導(dǎo)的塊莖特異表達啟動子成為馬鈴薯塊莖品質(zhì)改良的迫切需要。本研究在2個具有低溫誘導(dǎo)活性的塊莖特異表達融合啟動子之后連接900bp反義酸性轉(zhuǎn)化酶，構(gòu)建了由兩個啟動子驅(qū)動的反義轉(zhuǎn)化載體pCL-900和pCLM1b-900，擬比較2個融合啟動子驅(qū)動的反義酸性轉(zhuǎn)化酶基因表達對轉(zhuǎn)化酶活性及轉(zhuǎn)基因馬鈴薯塊莖還原糖含量的影響。研究評價融合啟動子pCL與pCLM1b在馬鈴薯基因工程中潛在的應(yīng)用價值，同時篩選抗低溫糖化轉(zhuǎn)基因系，為進一步揭示馬鈴薯塊莖的低溫

3、抗性機制和改良馬鈴薯的加工品質(zhì)奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1．對實驗室已有的農(nóng)桿菌試管薯切片遺傳轉(zhuǎn)化體系進行了優(yōu)化。分別在激素水平、農(nóng)桿菌濃度、侵染時間和共培養(yǎng)時間4個因素對遺傳轉(zhuǎn)化效率的影響進行了研究。實驗通過單因素優(yōu)化后，再進行正交試驗，確定了當IAA濃度為0.4mg/L，農(nóng)桿菌濃度為OD值0.6，侵染時間9min.，共培養(yǎng)時間在40-48h之間時，農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化效率最高。
　　 2．采用上述優(yōu)化的遺傳轉(zhuǎn)化

4、體系，將pCL-900和pCLM1b-900轉(zhuǎn)入馬鈴薯中，獲得轉(zhuǎn)基因植株。再生植株P(guān)CR檢測結(jié)果證明，pCL-900共獲得12個轉(zhuǎn)基因株系，pCLM1b-900共獲得3個轉(zhuǎn)基因株系。
　　 3．融合啟動子驅(qū)動的轉(zhuǎn)化酶基因反義片段在轉(zhuǎn)基因株系中不同程度地抑制了轉(zhuǎn)化酶活性。15個轉(zhuǎn)基因株系的塊莖低溫貯藏后，除pCL-900-7外，其余轉(zhuǎn)基因株系的轉(zhuǎn)化酶活性均不同程度地低于對照品種E3。4℃貯藏30天的轉(zhuǎn)化酶活性分析顯示，pCL-90

5、0-1、pCL-900-3、pCL-900-4、pCL-900-5、pCL-900-6、pCL-900-8、 pCL-900-10、pCL-900-11、pCLM1b-900-1、pCLM1b-900-2、pCLM1b-900-3等11個系的轉(zhuǎn)化酶活性顯著或極顯著低于受體品種。
　　 4．與受體品種比較，4℃貯藏條件下，轉(zhuǎn)基因株系轉(zhuǎn)化酶活性的降低幅度在30％以上，還原糖含量的降低幅度為20%-36%，二者的相關(guān)程度達到極顯著水平