水稻品種‘恢236’轉(zhuǎn)外源焦磷酸化酶(PPa)基因的效應(yīng)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(yīng)，篩選出在生產(chǎn)上有應(yīng)用價(jià)值的轉(zhuǎn)PPα基因水稻新品系，本實(shí)驗(yàn)將大腸桿菌PPα基因(由葉肉細(xì)胞特異性表達(dá)的cyFBPase啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng))導(dǎo)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(duì)先獲得的2個(gè)轉(zhuǎn)基因陽

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

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

4、二個(gè)轉(zhuǎn)化子后代酶活性分別是對(duì)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(dá)，且在植物體內(nèi)有很高的酶活性。
　　 3、產(chǎn)量相關(guān)效應(yīng)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(duì)照沒有明顯的變化，說明遺傳轉(zhuǎn)化并沒有對(duì)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(shí)粒數(shù)和飽粒千粒重均比對(duì)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(duì)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(duì)照材料的碳水化合物含量，結(jié)果表明與對(duì)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(duì)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(jìn)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(duì)照比較沒有顯著差異；但葉鞘中含氮量則普遍低于對(duì)照，而C/N比則普遍高于對(duì)