异戊烯基焦磷酸异构酶基因玉米遗传转化及后代性状分析

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1、异戊烯基焦磷酸异构酶基因玉米遗传转化及后代性状分析GeneticTransformationofLcIPIandTraitsAnalysisoftheProgeniesinMaize专业：遗传学研究生：尹日晖指导老师：季静教授天津大学环境科学与工程学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所

2、做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要玉米作为主要的粮食作物，在经济和农业发展中占有重要地位。在环境问题日益突

3、显、市场竞争白热化的背景下，传统玉米育种与生产已不能满足当下社会发展的需要，因此，利用遗传工程技术来改良现有玉米品质，培育新型的、具有优良性状的玉米品种有着巨大的经济效益和深刻的现实意义。类胡萝卜素在生物机体中发挥着重要作用，既参与光复合体的光捕获行为，保护植物免受光氧化损伤，又是重要植物激素脱落酸和维生素A的前体。本研究拟通过遗传工程技术将外源基因LcIPI和Bar导入玉米中，丰富玉米营养，增强玉米对非生物胁迫的抗性，加大玉米对除草剂草铵膦的耐受程度，降低杂草的竞争效应，从而提高农业生产效率，为培育高类胡萝卜素含量

4、的玉米新品种奠定基础。本研究采用成熟胚原位转化法将LcIPI转入玉米天塔五母本Hoo-108中，T1-1-1代幼苗分别用500mg·L和750mg·L的草铵膦溶液进行筛选，PCR检测后获得-118株T1代阳性植株，自交后收种。将T2代种子种植于海南，三叶期时用750mg·L的草铵膦溶液进行筛选，PCR检测后共获得了53株T2代阳性植株。选取5个-1T2代阳性株系进行跟踪试验，将该5个株系的种子在天津春播，通过750mg·L草铵膦筛选和PCR检测，获得129株T3代阳性植株，且阳性比率皆在60%以上。对T3代阳性植株叶

5、片进行光合速率及类胡萝卜素HPLC分析，其光合速率及类胡萝卜素各组分含量均高于非转基因植株，其中β-胡萝卜素含量更是提高了59.35%。对比T2、T3代植株和非转基因植株的农艺性状可知，它们在物候期、生育期、生长性状及穗部性状方面均无明显差异，在抗倒伏能力及百粒重指标上转基因玉米略有优势。关键词：玉米，转基因，转化率，异戊烯基焦磷酸异构酶基因，类胡萝卜素IABSTRACTAsoneofmajorgraincropsintheworld,maizeoccupiedanimportantpositionineconomi

6、csandagriculture.Inthebackgroundofenvironmentalproblemandmarketingcompetition,traditionalbreedingmethodshavenolongersatisfiedtheneedofsocialdevelopmenttoday,soitisimperativetobreednewvarietieswithhighandstablequalitiesofmaizebygeneticengineering.Carotenoidsarea

7、groupofnaturalpigments,whichhavediversifiedstructuresandfunctions.Inhigherplants,carotenoidsparticipateinlight-harvestingprocesses,andprotectphotosyntheticcomponentsfromphotooxidation.CarotenoidsalsoactasprecursorsofabscisicacidandvitaminA.Inhumanandanimals,car

8、otenoidsservingasimportantantioxidantsanddietarycomplementsofprovitaminA,areessentialnutritions.GeneIsopentenylpyrophosphateisomerase(IPI)andBarweretransferredintoHoo-108,wh