过表达大豆GmDof11基因T2代植株的转基因检测和农艺性状考察开题报告

 2023-02-14 09:34:12

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

大豆是世界上重要的粮食和油料作物,也是植食性蛋白质的重要来源,然而目前中国大豆生产总量还远远不能满足国内对大豆消费需求。虽然多年来通过遗传改良的方法,已经获得一些高产、高油分、高蛋白的优良品种,但要获得持续高产高营养价值的大豆新品种,还存在很多局限。随着基因工程研究的深入,用转基因技术来改良品种已在许多作物上得到应用[1]。通过转基因技术配合传统育种方法提高大豆的产量和品质是一种新的有效途径。在美国转基因大豆充斥中国市场的情况下,培育高产优质的自主大豆品种,已成为我国大豆育种的迫切任务,也是发展可持续农业的重要课题。

大豆是油料作物中最重要的豆科作物之一,研究表明Dof蛋白在调控大豆油脂含量中也起重要作用。Dof(DNA binding with one finger)蛋白是植物所特有的一类转录因子,在果蝇、美丽线虫和酿酒酵母的基因组中尚未发现有Dof基因的存在[2]。它含有一个独特的富含Cys残基的单锌指保守结构域f2[3],命名为Dof结构域。目前,已在多种单子叶植物和双子叶植物中发现了Dof蛋白[4-14]。位于Dof蛋白C末端的转录调控结构域, 其氨基酸序列较为多变, 不具有保守性, 这导致了Dof蛋白在植物中的功能多样性。对Dof家族成员进行系统分类是根据拟南芥的全基因组序列预测的Dof基因[15]及来自玉米、大麦、小麦、烟草和水稻等的部分Dof成员进行的[16],进化树[17]分析结果表明, 这些Dof成员可以分成7个不同的亚群, 除Dof保守域作为分类依据之外, 亚群中存在的其他保守氨基酸对系统分类提供了辅助的分类信息。

许多体内和体外结合实验都已经表明, Dof蛋白中的Dof结构域与不同植物基因启动子的DNA结合具有特异性。与其他的锌指蛋白一样, Dof蛋白也是一个双功能结构域。它不仅可以与植物基因启动子DNA结合, 而且还具有蛋白与蛋白相互作用的功能。在多种植物特异性启动子中都发现Dof蛋白结合元件, 并且由于Dof蛋白还具有蛋白-蛋白互作的功能, 大量研究表明Dof转录因子在植物生长发育过程中参与多种生物学过程,如碳氮代谢、光响应、花和花粉发育、种子发育和萌发、次生代谢、保卫细胞特异基因的调控、维管发育和叶片极性等[18-25]

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2. 研究的基本内容和问题

植物中存在一些调控种子发育和种子储藏成分相关的基因,通过在大豆中表达或过表达这类基因,有希望获得产量和/油分、蛋白等有效成分更高的大豆新材料,以满足育种和市场的需求。

本实验通过将GmDof11基因转入大豆,对遗传转化中的抗性苗进行分子鉴定(DNA鉴定、转录鉴定和蛋白组鉴定)。对鉴定得到的阳性苗进行生物学观测和生理指标测定,期望得到产量、品质有所提高的大豆新材料。

3. 研究的方法与方案

研究方法

1.DNA提取

用新型植物基因组DNA提取试剂盒(天根)提取叶片DNA,具体操作如下:

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4. 研究创新点

大豆转基因效率不高,我们是首次将GmDof11基因转入大豆品种Jack中,获得了较多的转基因阳性植株进行下一步的研究。

5. 研究计划与进展

转基因植株---DNA提取---PCR检测---阳性植株RNA提取---表达量测定---阳性植株表型观察和生理、农艺指标测定---确定推测基因的功能特性---功能验证

2015.7~2015.10 转基因植株大田栽培和观察

2015.9~2015.11 转基因植株室内分子检测

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