基因枪转化 硕士开题报告审批表

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1、石河子大学研究生学位论文开题报告审批表论文题目:海岛棉茎尖的基因枪转化体系的建立及对体细胞胚胎发生体系的探索学科、专业:研究方向:生物技术在作物遗传育种中的应用研究生姓名:***指导教师:**教授2011年12月24日一、课题来源的项目名称及项目来源（属于国家、省、市、自治区、学校、自选中的哪一种？项目编号。）项目名称：***来源：国家专基因专项子专题项目编号：***二、课题的立项依据（研究意义、国内外研究现状及分析，附主要参考文献目录。）（基础研究需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；应用研究需结合国民经济和社会发展中迫切需要

2、解决的关键科技问题来论述其应用前景。）研究意义：棉花是世界上最重要的经济作物之一，在全世界纺织和油料供给上有重要的作用，全世界约有60多个国家种植，在农业生产及整个国民经济上具有重要的意义。我国是世界上最大的棉花生产国和纺织品出口大国。2010年，全国棉花种植面积485万公顷，产量597万吨，进口285.4万吨，进口量占国内生产的47.8%。新疆位于我国西部，光热资源丰富，气候干旱少雨，棉花种植条件得天独厚，是我国最大的商品棉生产基地和唯一的海岛棉产区。2010年，新疆棉花年播种面积146.06万公顷，产量247.9万吨（自治区

3、统计公报，2011），分别占全国的30.1%和41.5%，连续16年保持单产、总产和调出量的全国第一。然而，长期以来品种间的杂交使其遗传变异越来越狭窄，而且周期较长，传统育种方法在改进棉花品质、产量和抗性方面已经无法满足棉花生产的需求，为了加快育种的速度，基因工程是一个极具有潜力的方法，将来自于任何生物体的外源基因直接导入作物中，可以快速有效地将多种有利性状结合起来。同时，植物组织培养技术是植物生物技术的重要组成部分，为常规的植物改良程序提供了一种新的手段，使很多传统方法难以解决的问题迎刃而解，在生产实践中有着重要应用前景。新疆

4、自育的海岛棉品种，纤维品质好，但是也存在着产量偏低、不抗枯萎病等不足，可以借助转基因的手段加以改进。棉花顶端分生组织培养不通过愈伤组织的脱分化过程可以直接获得再生植株，植株再生的时间短，培养方法简单，不受基因型的限制，可以作为基因转化研究的一条有效途径。与以往陆地棉研究不同的是海岛棉作为新疆特有的生态型棉花，海岛棉的茎尖转化研究在国内少有报道。基因枪转化自1987年获得成功以来，在众多植物转化中都有广泛使用，并获得了转化植株，已经成为一种有效的转化手段。现有报道表明，海岛棉再生困难，且多数受基因型的限制，因此通过基因枪转化新疆海

5、岛棉是值得研究的。本研究以新疆自育海岛棉品种的茎尖和胚性愈伤组织为受体材料进行基因枪转化，建立能够稳定遗传的高效遗传转化技术体系，为新疆海岛棉棉花育种奠定一定基础。国内外研究现状及分析：1987年，Klein等首先在洋葱上进行进行类似于基因枪法的试验，当被加速的钨粒对洋葱组织(2000个细胞／cm2)进行轰击时，大约有90％的细胞被击中，使带有烟草花叶病毒RNA的钨粒进入洋葱细胞，并在受体细胞中检测出了病毒RNA的复制。他还用这种技术将Cat基因导入了洋葱表皮细胞，从被轰击的表度组织的提取液中检测出很高的Cat活性。1988年，

6、MeCabe等用外源DNA（GUS）包被的钨粒对大豆茎尖分生组织进行轰击，结果约有2％的组织通过器官发生途径获得再生植株，并且在R0、R1代植株中检测到了外源基因的表达。此后，1996年，Rajasckaran等利用此法转化了选择性标记基因NPTII和GUS和抗除草剂基因突变AHAS；1990年，Perlak等转化了(Bt)CryIAC外源基因；1997年，Keller等转化了抗除草剂基因Bialaphos抗性片段；1996年，John转化了纤维品质基因E6反义DNA，同年与Keller转化了纤维品质基因E-6启动子+pha片段

7、；1996年，Reinhardt等也转化了纤维品质基因FbL2A启动子+pha片段；Dennis等以棉花商业品种、海岛棉(比马S6)、陆地棉和无腺体棉等多种材料进行了试验，最后得到了正常可育的海岛棉和19个陆地棉转化植株，转化率为0.027％-0.22%。一般认为，以茎尖分生组织为轰击受体转化率较低，仅0.001％，0.01％，而Agrawal、Gupta、Saeed、Hemphill和Morre等提出的多茎尖诱导法，可在一定程度上提高基因枪转化法的转化效率。他们认为，子叶节、初生叶和再生叶较顶端分生组织更敏感，利用外源激素调控

8、可使其产生3.4-8.3个茎尖。Perl(1992)等提出，最适的基因枪转化系统应包括两个方面：(1)建立一个具有高频再生能力的受体系统；(2)优化轰击条件，减少组织受伤程度，使材料的再生能力尽可能少地受到影响，从而提高转化效率。我们对转化系统的优化也是围绕这两