外源基因定向插入甘藍型油菜C基因組的研究.pdf

1、轉基因甘藍型油菜的環(huán)境釋放導致外源基因擴散到其野生近緣種形成超級雜草已引起人們廣泛關注。加拿大已經(jīng)在野生白菜種群中發(fā)現(xiàn)了抗除草劑外源基因。因此，轉基因油菜的生態(tài)安全研究重點應在降低轉基因向其近緣種擴散的生態(tài)風險上，而降低外源基因向A或AB基因組物種擴散的幾率是解決轉基因甘藍型油菜生態(tài)風險的關鍵因素之一。根據(jù)蕓薹屬物種間相互雜交的細胞遺傳學研究成果，甘藍型油菜與白菜和芥菜類植物間有同源的A基因組，但無同源的C基因組染色體。因此，甘白或甘芥

2、雜種在與B.rapa或Bjuncea回交或自交時，在染色體重組過程中C染色體由于沒有與其同源的染色體配對而很容易丟失，即當外源基因位于甘藍型油菜C染色體上時基因擴散的生態(tài)風險可能小。 本研究通過將bar基因轉入芥藍(CC)基因組中，以轉基因芥藍(CC，2n=18)與非轉基因白菜(AA，2n=20)正反交，以人工合成不同胞質甘藍型油菜(AACC，2n=38)的方式，獲得C基因組轉bar基因甘藍型油菜。并對獲得的C基因組轉bar基因

3、甘藍型油菜進行了分子生物學、細胞遺傳學、轉基因遺傳、花粉育性及農(nóng)藝性狀等研究。主要研究結果如下： 1.通過對影響芥藍遺傳轉化的各個條件，如再生體系、外植體種類、農(nóng)桿菌菌液濃度及共培養(yǎng)時間等參數(shù)的優(yōu)化研究，建立了高效的農(nóng)桿菌介導的芥藍遺傳轉化體系，以子葉為外植體的最高轉化頻率達到了8.48％，以下胚軸為外植體的最高轉化頻率為7.17％。 2.通過白菜和轉bar基因芥藍的正反交，利用子房培養(yǎng)和胚培養(yǎng)的方法人工合成了分別具有白

4、菜和甘藍細胞質的C基因組轉bar基因甘藍型油菜，建立了不同胞質人工合成甘藍型油菜的胚培養(yǎng)體系。以白菜為母本的正交共獲得75個人工合成油菜株系，雜種苗誘導率(HPR)為2.32％；反交獲4個株系，雜種苗誘導率(HPR)為1.16％。 3.PCR、PCR-Southemblot和PPT抗性檢測結果表明，有31個株系是轉基因陽性株系；對轉基因芥藍及人工合成油菜進行基因組Southernblot的比較結果表明，C基因組上的外源基因在人工

5、合成油菜中未發(fā)生改變，即位于人工合成的甘藍型油菜C基因組上。 4.對人工合成的甘藍型油菜減數(shù)分裂行為觀察結果表明，A、C2個染色體組在甘藍型油菜細胞內保持獨立，在減數(shù)分裂前期Ⅰ表現(xiàn)分裂速度存在差異，在后期Ⅰ，末期Ⅰ以及第二次減數(shù)分裂過程中很少出現(xiàn)染色體的異常配對現(xiàn)象。而人工合成油菜最初幾代的染色體結構變化可能更多的來源于基因組內部的易位和重組。 5.C基因組轉bar基因甘藍型油菜中的外源基因向白菜和芥菜擴散規(guī)律研究初步結