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玉米光敏色素A1基因(ZmPHYA1)在棉花中的转化及分子鉴定
马燕斌, 王霞, 李换丽, 王平, 张建诚, 文晋, 王新胜, 宋梅芳, 吴霞, 杨建平
作物学报    2021, 47 (6): 1197-1202.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.03037
摘要   (366 HTML10 PDF(pc) (2469KB)(295)  

为评价玉米ZmPHYA1基因在棉花种质资源改良中的价值, 本研究利用农杆菌介导法在陆地棉(Gossypium hirsutum) R15材料中进行了玉米ZmPHYA1基因的遗传转化。经过愈伤组织诱导、抗性愈伤筛选、体细胞分化诱导后获得棉花转基因再生植株。通过田间草铵膦除草剂筛选鉴定抗性植株, 并利用PCR扩增其草铵膦抗性基因和目的基因ZmPHYA1进行分子鉴定, 发现阳性植株对草铵膦除草剂具较好抗性, 并可扩增到256 bp的草铵膦抗性基因和217 bp ZmPHYA1基因的特异条带。进一步通过免疫印迹检测表明, 3个不同转基因株系中外源ZmPHYA1基因可正常表达约170 kD大小的蛋白, 且在不同组织中该外源蛋白均可正常表达。此外, 对转基因植株的不同农艺性状分析表明, 转基因株系株高明显低于受体对照, 而铃重和纤维长度等性状无明显差异。本研究成功获得具有草铵膦抗性和外源ZmPHYA1基因的棉花新种质材料, 为进一步利用光敏色素基因创新种质资源提供了材料来源。



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图2 转外源基因ZmPHYA1棉花草铵膦抗性株系的鉴定与PCR分子检测
A, B: 抗除草剂检测的不同阳性植株后代; C: 分离的非抗性植株后代; D: 部分抗性植株的ZmPHYA1 基因的PCR检测, 其中“+”为质粒阳性扩增, 1和2为Line 9株系的不同后代单株, 3和4为Line 14株系的不同后代单株, 5和6为Line 41株系的不同后代单株。“-”为受体对照; M: DNA marker。
正文中引用本图/表的段落
为了进一步确定转基因株系中的ZmPHYA1目的基因(图2), 生育中期, 先利用草铵膦除草剂分别涂抹植株的幼嫩叶片进行抗性检测, 结果显示: 抗性植株的叶片颜色正常, 表现为明显的抗性(图2-A~B), 而非抗性植株叶片, 则表现为明显的干枯斑块(图2-C)。
对具有草铵膦抗性的再生植株进行ZmPHYA1基因的检测。研究结果表明, 共有17个转基因株系中可检测到217 bp长度的ZmPHYA1基因目标条带, 其中Line 9、Line 14和Line 41共3个株系的片段大小如图2-D所示, 表明该ZmPHYA1基因成功整合到转基因植株中。
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