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中国棉花学会2007年年会论文汇编187 转BetA／als基因对棉花农艺性状的影响 连丽君1，吕素莲1。张可炜h李汝忠2 (1．山东大学生命科学学院，济南250100；2．山东棉花研究中心，济南250100) 摘 要：以利用农杆菌介导的茎尖转化方法得到的转BetA／als基因棉花(鲁棉研19)为材料，研究了 的导入对棉花各农艺性状有不同程度的影响，各性状变异系数增加。株系7—15、14—1的单株棉铃数、 单个棉铃体积、果柄长、果枝夹角、衣分、子指等性状与鲁棉研19差异不显著，铃重、子棉产量和皮棉 产量提高；棉纤维25％跨长、比强度、麦克隆值降低。株系7—15、14—1基本保持了原有品系优良农艺 性状，在育种上可以将其作为BetA／als基因的供体材料，为棉花育种提供新的种质资源。 关键词：棉花；农艺性状；BetA／als 棉花是比较耐盐的作物，但其耐盐性一般不超过0．3％。盐胁迫条件下，棉花的生长受到严重的 抑制，高盐胁迫对棉花产量的限制仍然是不可忽视的问题，绝大多数品种在盐浓度大于0．2％时会受 到离子毒害和渗透胁迫，培育耐盐耐旱性强的棉花品种有重要意义。植物在高盐、干旱、低温等逆境 胁迫下可积累甜菜碱，而来自大肠杆菌的BetA基因编码胆碱脱氢酶兼有胆碱单氧化物酶和甜菜碱 醛脱氢酶的功能，能催化胆碱形成甘氨酸甜菜碱。Lilius等将转入烟草，转基因烟草植株的耐盐性有 成酶(acetolactatesynthase，ALS)，该细胞中的作用位点是乙酶是分支氨基酸合成代谢中的关键酶， 因。将als基因转入其它作物能够使其获得良好的抗除草剂特性[3。]。将als基因转入棉花除了可获 去母本自交种的棉苗，从而提高F，代种子的纯度，减少棉花杂种制种的工作量。转Bt基因抗虫短季 棉新品种鲁棉研19高抗棉铃虫等鳞翅目害虫，丰产性突出，综合性状优良，在黄淮流域棉区作为夏棉 品种被广泛种植。本实验室[5书3以鲁棉研19种子无菌苗裸露的茎尖基金项目：山东省自然科学基金 sulfuron和耐盐性提高的转基因植株及其子代。转基因抗虫棉已广泛用于农业生产，Bt基因的导入 对受体棉花农艺性状有何影响，说法不一[7。8]。转基因抗虫棉本身具有抗虫性，如果同时兼具其他优 良性状，将成为宝贵的育种材料。以抗虫棉鲁棉研19为受体，转入BetA／als基因后，其农艺性状发 生哪些变化，直接影响到这些转基因材料的利用。本文是在前期将绿黄隆抗性基因als和胆碱合成 基因BetA导人到鲁棉研19，获得抗除草剂、抗逆性提高的棉花转基因植株的基础上，迸一步研究、探 讨这些转基因株系在一些主要农艺性状上与原受体品种鲁棉研19的差异，以期为培育拥有我国自主 知识产权的抗除草剂、耐盐碱转基因棉花提供借鉴和奠定相应的种质基础。 1 材料和方法 1．1试验材料 由本试验室通过农杆菌介导的棉花茎尖遗传转化方法获得[2“]。试验材料于4月下旬播种。随机排 列种植，三次重复，行长5rn，行距0．66m，株距0．25In，4行区种植，栽培管理按照大田生产进行。 *：通讯作者． 188中国棉花学会2007年年会论文汇编 1．2 PCR检测和除草剂als涂抹 利用PCR检测和绿黄隆涂抹鉴定T3代各植株是否含有外源基因。除草剂绿黄隆为沈阳农药 浓度为20mg·L～。 25pL，模板DNA50ng，引物序列各0．15弘m01．L～，dNTP各0．125 变性7min，然后依次95℃变性1rain，56℃退火50s，72℃延伸50s，循环35次，最后72℃延伸7 min。扩增片段大小为650 bp。 1．3农艺性状调查和品质测定 于9月中旬棉花吐絮期，每小区取4行中间2行生长一致的棉花15株，测定株高、果枝数、果柄 长、成铃数、夹角和铃形态等。室内考察单铃重、衣分、子指、衣指等指标。棉花收获期每行收棉株中 部正常吐絮铃50个，棉样送山东省农科院棉花研究中心进行纤维品质测定。 数据处理采用SPSSl0．0软件进行统计分析。 2 结果与分析 2．1 PCR检测和除草剂绿黄隆的涂抹 后，新叶褪绿变黄，顶芽死亡，最终全株干枯死亡，从产生药害到死亡约需14日。利用20nag·L1绿黄 隆涂抹大田4叶期的棉花完全展开叶片，涂抹绿黄隆14日后，未转als基因的植株涂抹部位出现枯死斑 片叶色呈显黄绿色，转als基因株系与鲁棉研19相比所受毒害症状轻。为验证绿黄隆涂叶法的可靠性，