低劑量輻射對(duì)HMW-GS基因轉(zhuǎn)化小麥的影響.pdf

1、本試驗(yàn)主要有兩方面研究內(nèi)容:1.用劑量為0.5KRad、1.0KRad和1.5Krad的γ射線照射孕穗期的小麥，開花期利用花粉管通道法將HMW-GS5+10亞基基因?qū)胄←湥?.用劑量為0.5KRad、1.0KRad、2.0KRad和5.0KRad的軟x射線照射小麥幼胚后誘導(dǎo)愈傷組織，恢復(fù)培養(yǎng)后用基因槍法導(dǎo)入HMW-GS5+10亞基基因。目的是利用輻射與遺傳轉(zhuǎn)化相結(jié)合的方法，將優(yōu)質(zhì)蛋白亞基HMW-GS5+10基因?qū)胄←溨懈牧计淦焚|(zhì)，同

2、時(shí)研究低劑量輻射對(duì)遺傳轉(zhuǎn)化的影響，確定促進(jìn)小麥遺傳轉(zhuǎn)化的活體和幼胚的適宜照射劑量。 主要研究結(jié)果如下: 對(duì)13個(gè)基因型的幼胚進(jìn)行培養(yǎng)效果研究。結(jié)果表明，分化率和培養(yǎng)力均存在基因型差異，而各基因型的出愈率差別不大。農(nóng)大718、龍麥29和龍麥8培養(yǎng)力較高，是較理想的轉(zhuǎn)化試材。三種外植體(幼胚、幼穗和成熟胚)培養(yǎng)效果表明，幼胚、成熟胚的出愈率基本相同，高于幼穗，且差異達(dá)極顯著。分化率差異較大，高低趨勢為幼胚>幼穗>成熟胚，培養(yǎng)

3、力大小為幼胚>成熟胚>幼穗?？梢娪着呤禽^理想的遺傳轉(zhuǎn)化外植體，但選擇何種外植體作為試材還應(yīng)考慮試驗(yàn)條件，取材方便與否等因素。 以龍輻麥8、龍輻819、龍麥29、東大718、K1122和K234品種(系)的幼胚為試材，在三種培養(yǎng)基上(MS、2MS和B5)進(jìn)行培養(yǎng)力的研究。6個(gè)品種(系)在三個(gè)培養(yǎng)基上的誘導(dǎo)率在93.98％～100％之間；在MS培養(yǎng)基上6份材料的平均分化率為26.7％，2MS培養(yǎng)基上為18.3％.而在B5培養(yǎng)基為1.

4、7％。綜合出愈率、分化率情況，對(duì)以上6個(gè)品種進(jìn)行幼胚的離體培養(yǎng)，最適宜培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基。軟x射線照射后對(duì)愈傷組織增重量有影響，0.5KRad照射的愈傷組織增重量與對(duì)照差異不大，且隨照射劑量的加大愈傷組織增重量呈遞減趨勢。龍麥29、龍輻819、農(nóng)大718和龍輻麥8四個(gè)品種的幼胚輻射后接種在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，第14-16天左右出現(xiàn)增重量峰值，隨著培養(yǎng)時(shí)間的增長愈傷組織重量呈遞減趨勢，隨著劑量增加愈傷組織增重逐漸下降。超微結(jié)構(gòu)觀察表明軟X射線照

5、射小麥幼胚產(chǎn)生的愈傷組織會(huì)產(chǎn)生核膜斷裂、質(zhì)壁分離、線粒體空泡化、液泡數(shù)增多變大等現(xiàn)象，且隨著照射劑量的增加其變化更明顯。從形態(tài)和功能上分析輻射能夠打破細(xì)胞自身防衛(wèi)封閉系統(tǒng)，有利于外源基因?qū)搿?利用基因槍法將HMW-GS5+10亞基基因?qū)胗鷤M織中，在照射劑量為0.5和1.0 KRad的軟x，射線照射幼胚的處理中有4株經(jīng)PCR和PCR-Southern雜交檢測證實(shí)該基因己整合到受體基因組中。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，轉(zhuǎn)基因植株均為經(jīng)過低劑

6、量輻射處理得到的，且轉(zhuǎn)化率明顯高于對(duì)照；對(duì)照及其它輻射處理均沒有獲得轉(zhuǎn)化植株。經(jīng)SDS-PAGE電泳分析，利用花粉管通道法導(dǎo)入HMW-GS5+10亞基基因的龍輻麥8號(hào)和龍輻麥10號(hào)中，已在3株小麥中有HMW-GS5+10亞基基因的蛋白表達(dá)，經(jīng)PCR和PCR-Southern雜交證實(shí)，目的基因已整合到這3株小麥基因組中。龍輻麥10號(hào)轉(zhuǎn)化率為1.95‰；龍輻麥8號(hào)轉(zhuǎn)化率為6.51‰。這3株小麥的照射劑量分別是:龍輻麥10號(hào)1株，劑量為1.0

7、KRad；龍輻麥8號(hào)2株，劑量為0.5KRad。由此可認(rèn)為，對(duì)小麥進(jìn)行低劑量的輻射處理可提高其遺傳轉(zhuǎn)化率。低劑量輻射處理促進(jìn)遺傳轉(zhuǎn)化的適宜劑量大致為:用γ射線照射孕穗期植株劑量為0.5KRad-1.0KRad；用軟x射線照射幼胚為0.5-1.0KRad。 轉(zhuǎn)基因品系除目的基因性狀表達(dá)外，其它農(nóng)藝性狀也產(chǎn)生變化，主要是由于目的基因整合位點(diǎn)的隨機(jī)性及基因間互作造成的。對(duì)轉(zhuǎn)HMW-GS5+10基因的品系進(jìn)行品質(zhì)分析，其沉淀值、穩(wěn)定時(shí)間