基因枪介导转化的外源基因表达框和质粒在水稻中遗传和表达行为的比较研究-遗传学专业论文.docx

摘要利用bar作为筛选标记基因，cecropinB为非筛选基因，基因枪法介导将 摘要 利用bar作为筛选标记基因，cecropinB为非筛选基因，基因枪法介导将 不含质敝羧体主干房列黝bar期cecropinB表达框(包括启动予、基因开放阅读 框和终止子)以及携带bar和cecropinB基因的质粒pCBl和pCB4导入了两个粳 稻瑟秘秀拳e4黟褰59。疆究了蒸毽枪分导努源鍪嚣表这撵转曩二水稻夔影稳曩素， 比较研究T#b源基因表达框和完整质粒在水稻基因组中的整合特征和遗传表达规 律，并分孝厅了辨源基因农杂交转裔中酶遗传露表达行为。绪栗表礞： 1綦因抢介导外源基因表达椎转化水稻的频率约在0．1-O．5％之间，非选择标 记基因的共转化频率约为50-60％：菲选择标记基嗣cecropinB表达框在水稻基因 组内整合模式简单，仅有l～3个拷贝；筛选标记基因bar表达摇却比完整质粒转 化后的熬合模式复杂，插入拷贝数在4～14个之间。 2塞逸捻分馨转化线性如，蒸因表达蠖D激在水稻基因组内整合对荔发生重 组和截断。bar撼因表达框在水稻基因组内存在头接头、头接尾、和尾接尾三种 蓬缰串联方式，多个拷贝鳇bar罄嚣表运键DNA逶过重缀连接形戏了l～3令转蓦 因串联予整合在水稻基因组内的～个较大的相互临近染色体区域。含DNA重组热 点相似序列静ea瞄35s寇动子可鼹是bar基西重缝的重要潦因。 3多拷贝bar基因袭达框之间的遗传分离和袭达互作使得转基因水稻株系的 Basta抗性分离行为比含bar蘩因质粒转化的株系复杂，但基因寝达框转化时约 30％的(3株纯合／lo个橡系)株系在T；代就能德到纯合体。 4相互独立的bar莘口cecropint，基豳表达橇共转化的水稻株系中，50％以上 (4／7)黪撩系在T；霞簿选振运萋因露尊筛选基壤连锁遗传戆频率较低。Basta抗 性易于检测，因止匕标记基因barn除极为方便，利用遗传分离策略，在转熬因植株 }t{弋对Basta敏感楦株PCR筛选，获褥2株无bar标记蘩强兹cecrop2nB基因表 达框转化植株，这两个植株除cecropinB基因表达框外不含任何垃圾DNA，是真 正安全的转基因稽株。因此，基豳枪分罨基因表这框共转讫后应用遗传分离策略 剔除标记基因，为培育安全转基因植株开创了有效新途经，是本研究的创新点之 ～d 5 cecropinB基因的袋达水平受位置效应的影响较大，与转化孵采用痰粒或表 迭框形式、Actin或『6cS启动子驱动以及植株是嘲倍体或=倍体之间并无直接对 应的关系，cecropinB基因的mRNA转录水平和转基因植株的抗自叶枯病能力之间也不存在显著的对应关系。 应的关系，cecropinB基因的mRNA转录水平和转基因植株的抗自叶枯病能力之间 也不存在显著的对应关系。 6尊拷贝外源bar基因在秀水04四髂体突变株系)(IP—l中的遗传行为比较复 杂，但主要符合15：i分离。在四倍体株系后代中，bar和cecropinB基因的 Southern整合摸式出璎了与k代完全不嗣戆毅杂交荣，可毙是躁售体植株减数分 裂过程中转基因所在位点的染色体结构发生断裂重组造成的。这是首次报道外源 罄霞在东稻嚣餐髂交冥探中魏遽传行为，是本磷究的割赣点之二。 7在bar綦因表达框转化的植株中存在可遗传的发芽率降低和白化穗突变性 状，这魏性状变异可能主要由组缀培养引起。 8錾因枪介导pCBI质粒转化获得的京引l 19转基因株，通过连续世代跟踪和 黼世代群体分析，表明bar和cecropinB基因在自交高世代(trT。)能稳定遗传 积表达。 9在杂交转育中，水稻基因组中的外源非筛选基因cecropii2B的Southern整 合模式卡分稳定，簿遥捺记基因bar却与转基毽供髂不完全耱霹。簿选标记基因 bar在避续筛选压下，能随着杂交传递稳定表达，非筛选基因cecropinB表达行 为困转纂函供体静不同袭璇窭较大差异。转基霞供体孛袋速静cecropin8基因在 杂交植株后代中可能发生沉默，转基因供体中沉默的cecropinB基因经杂交转移 后也可能活化表达。自交高邀代稳定表达的京；l 119转熬因株为供体的杂交群体 中，bar和cecropinB基因也能稳定表达。这是首次系统研究爨鼹捻介铎转化韵 外源基因基因在杂交转宵中的整合模式的遗传和表达行为，是本蕞歼究的创新点之 兰“ ABSTRACTBoth ABSTRACT Both bar and ceropinB gene expression cassettes(GEC，including promoter, opening reading frame and terminator)without plasmid vector backbone sequences an