转EPSPS基因棉花的筛选及草甘膦对其育性的影响
【摘要】： 草甘膦是一种优良的广谱灭生性除草剂,应用十分广泛,但是,草甘膦可使棉花受到严重的危害,导致减产甚至绝产。选育转基因抗草甘膦棉花品种,研究草甘膦对转基因抗草甘膦棉花生长发育的影响,尤其对棉花育性的影响,不仅指导转基因抗草甘膦棉花商业化生产,而且对草甘膦作为转基因棉花化学杀雄剂及其应用杂交棉花品种的生产具有重要的意义。本研究以转EPSPS基因棉花种子作为材料,在利用草甘膦和试纸条初步筛选的基础上,获得2个转基因株系S06-1、S06-2,利用PCR、半定量RT-PCR、荧光定量PCR、ELISA对转基因株系进行基因鉴定及表达分析；通过室内和大田试验,初步确定了转基因棉花对草甘膦的抗性,同时探讨了草甘膦对转基因抗草甘膦棉花育性的影响,并对草甘膦作为棉花化学杀雄剂应用进行了初步的研究。获得主要结果如下：1.以转EPSPS基因棉花种子作为材料,通过草甘膦和试纸条初步筛选,获得2个有草甘膦抗性的转基因株系S06-1、S06-2,PCR检测显示,外源基因已整合到棉花基因组中。遗传分析表明：两个转基因株系为单显性基因控制,并且转基因株系S06-1和S06-2为非等位位点。2.半定量、定量RT-PCR测定结果表明,2个转基因株系S06-1、S06-2的外源EPSPS基因在营养器官和生殖器官均有表达,但生殖器官的基因表达量明显低于营养器官的表达量,且雄性器官表达量最低。3.ELISA分析结果表明,外源EPSPS基因的表达产物EPSP合成酶在各组织中含量分别为：叶片0.24mg/g、雌蕊0.17mg/g、雄蕊0.16mg/g,生殖器官EPSP合成酶含量明显低于营养器官的含量,蛋白质表达情况与mRNA水平基本一致。4.草甘膦对转基因棉花造成的药害表现为：叶片出现枯斑,边缘干枯,高浓度可使生长点枯死,叶片青枯脱落,植株枯死。因此,苗期鉴定转EPSPS基因抗草甘膦棉花的适宜浓度范围为3g/L-6g/L。并且在实际应用中草甘膦浓应当小于9g/L,过高将会对棉花植株造成严重危害。5.在棉花发育的蕾期,使用草甘膦可以导致雌蕊柱头伸长,雄蕊花药丝缩短,增加花药与柱头间距离、花药干瘪不开裂,不能正常散粉,花粉畸形,内无活性物质,草甘膦导致棉花不育与使用草甘膦的浓度和棉花发育的时期有关,6g/L草甘膦可致使花粉100%败育,人工辅助授粉可以达到正常结实。6.以转基因株系S06-1、S06-2作为母本、无腺体棉花惠无3055作为父本,探讨了草甘膦作为棉花化学杀雄剂的应用,结果表明：随着喷洒浓度的升高,喷洒次数的增加,杂交种纯度逐渐提高,最高可达96.9%,但负效应也愈加明显。综合各性状指标,草甘膦进行化学杀雄推荐使用量为6g/L左右,喷施时间为现蕾期开始喷施,每隔10天喷施1次,连续喷施3次。7.对草甘膦杀雄获得的杂交种的产量及品质相关性状分析表明：草甘膦对杂交种的铃重、单株结铃数、衣分、籽棉和皮棉产量等产量性状没有显著影响,对纤维长度、强度、麦克隆值、整齐度等品质性状也无明显影响,各处理间差异不显著。说明草甘膦对转基因棉花杂交后代生长没有负效应。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
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