水稻品種‘恢236’轉(zhuǎn)外源焦磷酸化酶(PPa)基因的效應研究.pdf

1、焦磷酸化酶(PPase)是以焦磷酸(PPi)為底物的水解酶，為了研究外源焦磷酸化酶(PPα)基因轉(zhuǎn)化水稻后的效應，篩選出在生產(chǎn)上有應用價值的轉(zhuǎn)PPα基因水稻新品系，本實驗將大腸桿菌PPα基因(由葉肉細胞特異性表達的cyFBPase啟動子驅(qū)動)導入水稻品種‘恢236’中，經(jīng)愈傷組織培養(yǎng)和農(nóng)桿菌共轉(zhuǎn)化后獲轉(zhuǎn)基因植株30株，PPα基因特異性引物PCR檢測后，共獲得陽性16株，陽性率為53.3％。
　　 2009年對先獲得的2個轉(zhuǎn)基因陽

2、性株正季下田，當年冬季海南加繁一代。2010年正季對2個轉(zhuǎn)化子的T2代進行了純合株系的篩選，最后根據(jù)苗期狀況各選取了3個純合轉(zhuǎn)基因株系安排品比試驗，對轉(zhuǎn)基因材料和對照的農(nóng)藝性進行考察，同時測定轉(zhuǎn)基因材料及對照在PPα基因表達量、焦磷酸化酶活性、碳水化合物含量以及C/N比等指標上的差異，用以分析焦磷酸化酶在水稻中的遺傳和表達特性，取得以下主要研究結(jié)果：
　　 1、純系后代和對照材料在水稻3葉期進行RT-PCR分析，檢測PPα基因在

3、植株體內(nèi)的表達量情況。試驗結(jié)果顯示，對照材料的葉片、葉鞘和根部組織中均沒有PPα基因的表達；而轉(zhuǎn)基因植株的葉片中PPα表達量最高，葉鞘中也有少量的表達，但根部組織中沒有表達。表明PPα基因在cyFBPase葉肉細胞特異性啟動子驅(qū)動下已經(jīng)成功轉(zhuǎn)錄。
　　 2、出穗期對轉(zhuǎn)基因材料和對照葉片的PPase活性進行測定，與親本對照比較，轉(zhuǎn)基因后代PPase的活性都明顯高于對照。第一個轉(zhuǎn)化子后代酶活性分別是對照的2.2、3.5和3.1倍，第

4、二個轉(zhuǎn)化子后代酶活性分別是對照的2.6、3.4和4.2倍。這一結(jié)果證明外源焦磷酸化酶基因在轉(zhuǎn)基因水稻中成功表達，且在植物體內(nèi)有很高的酶活性。
　　 3、產(chǎn)量相關效應分析結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因植株的分蘗數(shù)、分蘗速率和株高較對照沒有明顯的變化，說明遺傳轉(zhuǎn)化并沒有對轉(zhuǎn)基因植株產(chǎn)生不良影響。而轉(zhuǎn)基因植株的穗粒結(jié)構(gòu)更加協(xié)調(diào)，每穗實粒數(shù)和飽粒千粒重均比對照親本增加。產(chǎn)量數(shù)據(jù)顯示，多數(shù)轉(zhuǎn)基因后代產(chǎn)量比親本對照有較大幅度的增加，增幅范圍為8.2％～1

5、5.4％。
　　 4、測定純合轉(zhuǎn)基因株系和對照材料的碳水化合物含量，結(jié)果表明與對照比較，轉(zhuǎn)基因植株在生育中后期葉鞘中可溶性總糖和蔗糖含量顯著提高，而葉片中的可溶性總糖和蔗糖含量與對照親本的差異不明顯，表明轉(zhuǎn)基因株系葉片中多生產(chǎn)的光合產(chǎn)物并沒有在葉片中富集而是能夠大量輸出，因而正向促進了葉片的光合作用。
　　 5、轉(zhuǎn)基因株系葉片中的含氮量和C/N比與對照比較沒有顯著差異；但葉鞘中含氮量則普遍低于對照，而C/N比則普遍高于對